Объемный тензодатчик
Продолжу практику самоцитирования. На этот раз сказанное касается сугубо электронных заморочек - и потому будет интересно небольшой части моих френдов. Зато, полагаю, интересно оно будеть очень...
Идея высказана в тусовке гитарных конструкторов - потому ориентирована именно на эту ментальность. Но, полагаю, сама идея достаточно прозрачна, для того, что б любой практикующий электронщик нашёл ей применение в его сфере деятельности.
Пруфлинк: http://forum.gtlab.net/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1326425795
Цитата вкл ===========================================
Вот вспомнилось - и решил поделиться с тусовкой сим потаённым знанием
Чего зря пропадать первоклассной идее?
Короче, в бытность мою в СКБ Искра, мы в хвост и в гриву использовали самодельные переменные сопротивления - вплоть до проектов их внедрения в серийную аппаратуру. Но, правда, до серии это дело всё ж так и не добежало - однако ж сам факт серьёзного намерения это сделать показывает весьма высокую технологичность и надёжность подобного технического решения.
Суть идеи состоит в пропитке эластичного пористого материала токопроводящей композицией на основе некоторых клеев - в первую очередь, резинового.
Токопроводимость клея обеспечивается примешиванием к нему в том или ином объёме мелкодисперсного углеродного порошка.
В качестве субстрата использовались самые разнообразные материалы - от поролона и микропорки до фетра и сукна. В результате получаются тензорезисторы, свойствами которых можно легко управлять подбором консистенции и концентрации пропитывающей массы: диапазон изменения сопротивления - от многих мегаом до долей ома (это именно рабочий диапазон управляемого резистора!), рабочий ход - от долей миллиметра до сантиметров (определяется эластичностью основы и её физическими размерами).
Технология проста: берётся основа и из неё вырезается чувствительный элемент нужной формы и размеров.
Пропитка готовится из обычного резинового клея, разведённого до нужной густоты бензином (специальным - "Галоша", из бензобака не надо использовать - там присадки, непредсказуемо сказывающиеся на параметрах). В качестве добавки - мелкодисперсный углеродный порошок - фактически, сажа.
Углеродный порошок можно получить растиранием угольных щёток (в том числе, от троллейбуса), электродов из щелочных батареек. Очень хорошо в дело идёт порошок из угольных микрофонов - но по нынешним временам это уже раритет.
Есть и другие источники - и их много, так, что думайте сами.
Качество порошка сильно влияет на конечный результат - потому с подбором правильного источника и его подготовкой придётся повозиться.
Главное тут - размеры частиц. Потому требуется как следует размельчать твёрдый графит - как минимум в ступке. Но что характерно - даже с грубо помолотыми опилками из-под обычного личного напильника эта система вполне работоспособна.
Итак, вырезается кусок нужной конфигурации, пропитывается проводящим составом и просушивается.
Далее, этому чувствительному элементу нужно обеспечить контакты. В простейшем случае это может быть кусок печатной платы с парой проводников - тогда усилие прикладывается перепендикулярно плате и ЧЭ замыкает проводники между собой.
На этой основе мы делали квазисенсорные пульты управления - причём, ЧЭ был один на всю поляну: локальная зона с малым сопротивлением возникает только в точке давления, которая изолируется от остального объёма за счёт начального высокого сопротивления в несжатом виде.
Так же делали тачскрины (а на дворе была середина 80-х!) - причём, любого размера. Скажем, 0.5м х 0.5 м был опробован на практике (нужно было замерять точку удара падающего шарика.)
Многооборотный регулятор громкости - легко: небольшой тензодатчик зажимается винтом, к которому приделана ручка для вращения. Причём, работая на проход (!) в цепи сигнала, регулятор обеспечивал практически полное затухание при нагрузке (входном сопротивлении последующего каскада), скажем 100 кОм.
Делались и дифференциальные датчики - одна секция работает на уменьшение сопротивления, а другая - на увеличение.
Стабильность - очень высокая. Естественно, что этот параметр нас весьма интересовал и его проверке уделялось много внимания. Правда, тут проблема в том, что поставить натурный эксперимент можно только долгий - время есть время. Но по крайней мере, за многие месяцы деградации параметров (при достаточно строгом измерении) не наблюдалось. Мне приходилось видеть образцы, успешно работавшие до 5 лет и более.
Полагаю, что для целей DIY это вполне подходит - в крайнем случае лет через несколько можно просто заменить тензодатчик, если он поплыл - технология то ведь тупо-наколенная.
Я экспериментировал с кваками - причём, в нескольких вариантах: от простейшего датчика, для нажимания подошвой (лежащего на полу) до педальных конструкций, причём, как на основе прямого сжатия датчика педалью, так и преобразования хода с помощью винта (разумеется, сами ЧЭ были разные - от поролона до сукна).
Работали все варианты нормально - но по поводу срока службы поролона есть большие сомнения: через некоторое время поролон может начать деполимеризоваться и превратиться в труху или соплю.
Потому я предпочёл микропористую резину - она не деполимеризуется, а так же сделал винтовой, рычажный и кулачковый варианты для сукна (с малым ходом).
Все работали нормально - просто для разных вариантов требовалась разная механика, которую нужно было подбирать/отлаживать.
Как ещё можно использовать идею в гитаристике?
Ну, везде, где нужен простой и эффективный датчик механических усилий/смещений/поворотов - это делается легко и изящно.
Полагаю так же, что можно простыми средствами реализовывать многофункциональны зависимости - скажем, пресловутая идея частотной коррекции регулятора гейна вполне реализуема на основе многосекционного регулятора (в том числе, в виде довеска к конструкции обычного пота - довесить кулачки, сжимающие тензодатчки, это не сложно и реализуемо на коленке).
Собственно, идей множество - как бывает при появлении Сильного Решения.
цитата выкл ========================================
Хочу добавить только, что идея эта весьма ТРИЗовская - хотя формально и не очень высокого уровня, но достаточно эффективная...
Идея высказана в тусовке гитарных конструкторов - потому ориентирована именно на эту ментальность. Но, полагаю, сама идея достаточно прозрачна, для того, что б любой практикующий электронщик нашёл ей применение в его сфере деятельности.
Пруфлинк: http://forum.gtlab.net/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1326425795
Цитата вкл ===========================================
Вот вспомнилось - и решил поделиться с тусовкой сим потаённым знанием
Чего зря пропадать первоклассной идее?
Короче, в бытность мою в СКБ Искра, мы в хвост и в гриву использовали самодельные переменные сопротивления - вплоть до проектов их внедрения в серийную аппаратуру. Но, правда, до серии это дело всё ж так и не добежало - однако ж сам факт серьёзного намерения это сделать показывает весьма высокую технологичность и надёжность подобного технического решения.
Суть идеи состоит в пропитке эластичного пористого материала токопроводящей композицией на основе некоторых клеев - в первую очередь, резинового.
Токопроводимость клея обеспечивается примешиванием к нему в том или ином объёме мелкодисперсного углеродного порошка.
В качестве субстрата использовались самые разнообразные материалы - от поролона и микропорки до фетра и сукна. В результате получаются тензорезисторы, свойствами которых можно легко управлять подбором консистенции и концентрации пропитывающей массы: диапазон изменения сопротивления - от многих мегаом до долей ома (это именно рабочий диапазон управляемого резистора!), рабочий ход - от долей миллиметра до сантиметров (определяется эластичностью основы и её физическими размерами).
Технология проста: берётся основа и из неё вырезается чувствительный элемент нужной формы и размеров.
Пропитка готовится из обычного резинового клея, разведённого до нужной густоты бензином (специальным - "Галоша", из бензобака не надо использовать - там присадки, непредсказуемо сказывающиеся на параметрах). В качестве добавки - мелкодисперсный углеродный порошок - фактически, сажа.
Углеродный порошок можно получить растиранием угольных щёток (в том числе, от троллейбуса), электродов из щелочных батареек. Очень хорошо в дело идёт порошок из угольных микрофонов - но по нынешним временам это уже раритет.
Есть и другие источники - и их много, так, что думайте сами.
Качество порошка сильно влияет на конечный результат - потому с подбором правильного источника и его подготовкой придётся повозиться.
Главное тут - размеры частиц. Потому требуется как следует размельчать твёрдый графит - как минимум в ступке. Но что характерно - даже с грубо помолотыми опилками из-под обычного личного напильника эта система вполне работоспособна.
Итак, вырезается кусок нужной конфигурации, пропитывается проводящим составом и просушивается.
Далее, этому чувствительному элементу нужно обеспечить контакты. В простейшем случае это может быть кусок печатной платы с парой проводников - тогда усилие прикладывается перепендикулярно плате и ЧЭ замыкает проводники между собой.
На этой основе мы делали квазисенсорные пульты управления - причём, ЧЭ был один на всю поляну: локальная зона с малым сопротивлением возникает только в точке давления, которая изолируется от остального объёма за счёт начального высокого сопротивления в несжатом виде.
Так же делали тачскрины (а на дворе была середина 80-х!) - причём, любого размера. Скажем, 0.5м х 0.5 м был опробован на практике (нужно было замерять точку удара падающего шарика.)
Многооборотный регулятор громкости - легко: небольшой тензодатчик зажимается винтом, к которому приделана ручка для вращения. Причём, работая на проход (!) в цепи сигнала, регулятор обеспечивал практически полное затухание при нагрузке (входном сопротивлении последующего каскада), скажем 100 кОм.
Делались и дифференциальные датчики - одна секция работает на уменьшение сопротивления, а другая - на увеличение.
Стабильность - очень высокая. Естественно, что этот параметр нас весьма интересовал и его проверке уделялось много внимания. Правда, тут проблема в том, что поставить натурный эксперимент можно только долгий - время есть время. Но по крайней мере, за многие месяцы деградации параметров (при достаточно строгом измерении) не наблюдалось. Мне приходилось видеть образцы, успешно работавшие до 5 лет и более.
Полагаю, что для целей DIY это вполне подходит - в крайнем случае лет через несколько можно просто заменить тензодатчик, если он поплыл - технология то ведь тупо-наколенная.
Я экспериментировал с кваками - причём, в нескольких вариантах: от простейшего датчика, для нажимания подошвой (лежащего на полу) до педальных конструкций, причём, как на основе прямого сжатия датчика педалью, так и преобразования хода с помощью винта (разумеется, сами ЧЭ были разные - от поролона до сукна).
Работали все варианты нормально - но по поводу срока службы поролона есть большие сомнения: через некоторое время поролон может начать деполимеризоваться и превратиться в труху или соплю.
Потому я предпочёл микропористую резину - она не деполимеризуется, а так же сделал винтовой, рычажный и кулачковый варианты для сукна (с малым ходом).
Все работали нормально - просто для разных вариантов требовалась разная механика, которую нужно было подбирать/отлаживать.
Как ещё можно использовать идею в гитаристике?
Ну, везде, где нужен простой и эффективный датчик механических усилий/смещений/поворотов - это делается легко и изящно.
Полагаю так же, что можно простыми средствами реализовывать многофункциональны зависимости - скажем, пресловутая идея частотной коррекции регулятора гейна вполне реализуема на основе многосекционного регулятора (в том числе, в виде довеска к конструкции обычного пота - довесить кулачки, сжимающие тензодатчки, это не сложно и реализуемо на коленке).
Собственно, идей множество - как бывает при появлении Сильного Решения.
цитата выкл ========================================
Хочу добавить только, что идея эта весьма ТРИЗовская - хотя формально и не очень высокого уровня, но достаточно эффективная...