全方位立體電容傳感器

東莞市信息職業(yè)技術學校 吳凱忠

一、發(fā)現(xiàn)問題

在電子課進行觸摸開關裝配與調試實訓時，當把觸摸板接到臺式電腦的外殼，把燈泡換成報警器，把它改裝成臺式電腦防盜器。但是，人沒有接觸到臺式電腦的外殼，報警器就一直在響。為什么會這樣呢？我懷疑是電腦接地的原因，我把電腦放在臺面上，把電源線拔掉，報警器還是一直在響。

二、分析問題

圖1 本設計的實物電路

把觸摸板接到臺式電腦的外殼只不過是使觸摸板變大了，為什么觸摸板不能加大呢？首先讓我們摸一下FM收音的天線，我們發(fā)現(xiàn)，原來有很多雜音的FM收音的聲音變清楚了，F(xiàn)M收音變清楚的原因是由于人體分布電容使FM收音機天線接收端的信號變強了，使到FM收音的聲音變清楚了。同樣道理，觸摸板變大了，它的分布電容也變大了，信號也變強了，與觸摸板相連接的三極管的基極電壓也變大了，使三極管處于飽和導通狀態(tài)，導致單向可控硅處于接通狀態(tài)，這時報警器得電工作，發(fā)出報警聲音。既然是電容，哪它的另一個極在哪？它的另一個極是地，在FM收音機信號發(fā)射過程中，發(fā)射天線相當于一個電感，天與地是電容的二個極，形成了一個LC振蕩電路，信號就在天地之間傳播。

三、解決問題

能不能參照該原理和電路發(fā)明一種全方位立體電容傳感器？高壓驗電時，驗電器要不要與高壓電接觸？答案是：不用。這時我明白了，只要把觸摸板調到合適的大小，當人體靠近到一定的距離時，與觸摸板相連接的三極管的基極電壓足夠大了，使三極管處于飽和導通狀態(tài)，單向可控硅處于接通狀態(tài)，受可控硅控制的電路或設備就會工作，這時我們可以用它來控制聲音、報警器、燈光等電路或設備。

四、工作原理

利用LC原理，三極管的基極與保溫瓶連接的導線相當于電感L，保溫瓶與地是電容C的兩個極，人相當于電容中的介質，與人接近保溫瓶外殼時相當于電容的介質增加，電容C容量增大，電感L感應信號增大，當增大到一定量時，與觸摸板相連接的三極管的基極電壓足夠大了，使三極管處于飽和導通狀態(tài)，單向可控硅處于接通狀態(tài)，受可控硅控制的電路或設備就會工作，這時我們可以用它來控制聲音、報警器、燈光等電路或設備。

五、總結

本項設計解決傳統(tǒng)傳感器只能單一方向傳感的問題，實現(xiàn)全方位立體傳感的目的，通過查閱相關文獻，沒有他人進行同類研究。圖1所示為本設計的實物電路。