DETEKTOR VIBRACÍ

Vágner Vlastimil Fiala Jaromír

 

    Přípravek jsme si vyrobili pro naši potřebu měření vibrací nejen v modelech ale i pro jiná měření vibrací například na strojích popřípadě i v automobilu (náhrada poslechu pomocí šroubováku). Přípravek umožňuje detekovat vibrace ve spojení  s PC kde je možné zjistit tvar signálu pomocí programu pro zvukovou kartu nebo ve spojení s NF zesilovačem který je popřípadě vybaven i měřidlem, dále může být použit i ve spojení s osciloskopem. V žádném případě s tímto přípravkem nechceme konkurovat továrním výrobkům, přípravek má hlavně sloužit jako inspirace při vlastní výrobě podobného zařízení. 

 

Popis funkce přípravku

    Přípravek umožňuje měřit při použití osciloskopu nebo zvukové karty PC nebo externí zvukové karty to je náš případ a programu (který umožňuje vytvořit ze zvukové karty vhodným programem osciloskop) tvar měřeného signálu včetně frekvence. Při připojení přípravku k NF zesilovači a při nastavení zesilovače na určité zesílení je možné zjistit zda je v tom místě vibrace silnější nebo slabší oproti předešlému přiložení sondy v jiném místě na stroji a takto určit přímo místo které způsobuje vibraci(ložisko a podobně).

 

Popis sondy

    Pro výrobu sondy bylo jako první použito elektretového mikrofonu který byl přilepen na hlavičku šroubku a celek byl pak upevněn do těla hrotu pro DMM. Tato kombinace sice snímala vibrace ale výsledek nebyl pro naši potřebu uspokojivý. Jako druhá možnost padla na použití snímače z dynamického mikrofonu kde byl sice výsledek lepší ale opět neuspokojivý pro naši potřebu. Poslední možnost padla na použití piezoelementu o průměru zhruba 28mm neznámého původu dříve sloužil v elektronickém budíku jeho úpravou se ujal kolega zmíněný výše jako spoluautor. Na tomto piezoelementu upravil sílu membrány (zbroušením) čímž zvýšil citlivost a upravil průměr celek poté umístil do víčka (zalepil) a na membránu poté přilepil hrot z napínáčku celek je umístěn v krytu(víčku) tak aby hrot napínáčku nepatrně převyšoval okraj,dále byla osazena svorkovnice pro připojení kablíku. Současně jsou ve svorkovnici  připojeny dvě antiparalelně zapojené diody velice důležité pokud by byl snímač připojen přímo ke zvukové kartě mohlo by dojít k jejímu zničení zapojení je na obrázku č.02. Poté byl doplněn kryt z gumy tak aby bylo zabráněno zaprášení a celek byl upevněn v krytu který již slouží k držení snímače v ruce, výroba snímače bude určitě individuální dle potřeby.

 

Popis přípravku

    Schéma zapojení přípravku je na obrázku č.01 tento byl pro naši potřebu upraven oproti původnímu zapojení uveřejněnému v [1]. Napájení je z baterie 9V kde je rezistory R4 a R8 vytvořen střed GND. Přípravek umožňuje použít na vstupu jak elektretový tak i dynamický mikrofon (snímač) pokud je použit elektretový mikrofon jako snímač je nutné zapnout vypínač popsaný jako NAP.MIKROFON čímž se napájí tento mikrofon je nutné mikrofon připojit správnými vývody na napájení a na snímací konektor. Pokud je použitý dynamický mikrofon je nutné aby byl vypínač označený ve schématu NAP.MIKROFON vypnutý stejně tak jako při použití piezoelementu. Vstup z mikrofonu snímače je přes kondenzátor C1 veden na neinvertující vstup č.3 IO1, vysoký vstupní odpor neinvertujícího vstupu č.3 IO1 je upraven rezistorem R2. Výstup č.6 z IO1 je připojený na zdířku pro připojení NF zesilovače,osciloskopu, PC, současně je rezistory R3,R5 (alternativně – volbou přepínače PŘ.1 pak R6, R7) zavedena do invertujícího vstupu č.2 IO1 záporná zpětná vazba. Zesílení obvodu pro střídavé signály je určeno vztahem Au = 1+(R3/R5), nebo 1+(R3/r6), 1+(R3/R7) dle volby přepnutí přepínače PŘ.1 s použitými součástkami je zesílení obvodu 100, 50, 10. V našem případě je použito jako PŘ.1 přepínače DIP do DPS kde se přepíná zesílení a zapíná i napájení elektretového mikrofonu. Přípravek je osazený na vrtané univerzální destičce a potřebné propojení jsou provedena pomocí vodičů na straně měděné fólie, DPS je po osazení umístěna do montážní elektroinstalační krabičky. Přípravek po dokončení nevyžaduje žádné nastavování funguje na první zapojení.    

 

                  Obr

 

                                           Obr

 

   Seznam součástek :

    Rezistory : R1..10K, R2..82k, R3..100K, R4..15K, R5..1K1, R6..2K, R7..10K, R8..15K

    Kondenzátory : C1..47uF/25V, C2..47uF/25V elektrolytické ,

    Diody D1, D2..KA261 (nebo jejich náhrada)

    Vypínače : modelářské nebo co šuplík dá ,přepínač PŘ.1 jednořadý jakýkoliv

    Kablík od snímače 2m dvoužilový stíněný pro NF techniku, kablík propojující přípravek -  koncové zařízení (osciloskop, NF zesilovač, PC)10m pro NF techniku dvoužilový stíněný.

 

Programy

    Programy pro snímání vibrací jsou staženy z internetu (volně šiřitelné) a jsou určeny pro využití zvukové karty jako osciloskopu. Pro záznam zvuku je využito programu pro záznam zvuku přímo ve Windows dle použitého OS. V případě použití tohoto přípravku připojeného k přípravku ke sledování NF signálu uveřejněného zde na webu je možné pod OS DOS použít program k tomuto přípravku. V tomto případě se na monitoru PC zobrazí hodnota frekvence v Hz.

 

    Použitá literatura :

    [1] ELEKROINZERT 3/1996

    Amatérské Rádio 5/1969

    Amatérské Rádio B 2/1977

    Amatérské Rádio B 3/1992

 

 

                             STROJEK

Záznam vibrací z holícího strojku programem osciloskop

 

STROJEK

    

Fotografie obrazovky se záznamem vibrací holícího strojku

                                TELEFON

Záznam vibrací z telefonu programem osciloskop

 

TELEFON

 

Fotografie obrazovky se záznamem vibrací telefonu

 

 

 

 

 

 

 

PC090085

 

Hotový snímač se zkušební zástrčkou

 

PC160100

 

Snímač před připojením kablíku a montáží do víčka pro držení rukou

 

PC160103

 

Hotový snímač po montáži

PC220120

 

Montáž přípravku do krabičky

PC220123

 

Víčko doplněné o popis DIP PŘEPÍNAČE s volbou rozsahu zesílení

 

PC220127

 

Osazení vypínače napájení

 PC220129

 

Pohled na vstupní a výstupní zásuvky

 

PC220131

 

Přípravek použitý s reproduktory pro PC

PC090092

 

Hotový přípravek se snímačem před testováním s externí zvukovkou do USB

 

PC160104

 

Připojení přípravku k PC při testování

 

PC090095

 

Testování přípravku s dynamickým mikrofonem záznam zvuku

 

PC090097

 

Použití externí zvukové karty USB

 

    Vágner Vlastimil, Fiala Jaromír

 

„Snažme se žít tak, aby naší smrti litoval i majitel pohřební služby.“ Mark Twain