zesílení indukovaného napětí z cívky na LED

[Persink163054]

Dobrý den,

mám dvojcívku z drážního relé NMŠ 4000, každá cívka má 2000 ohmů.

Rád bych ji využil k detekci průjezdu železničního kola. Při prvotní zkoušce jsem v její blízkosti jezdil klíčem a voltmetr ukazoval okolo 0,05V.

Hledám zapojení, které by dokázalo pohyb okolo cívky (tedy indukované napětí) zesílit natolik, aby se rozsvítila LED dioda.

Jen si nevím rady jak zadat pojem do googlu, nebo co hledat v literatuře, případně zda by mi někdo poradil nějaké schéma.

Předem děkuji.

[HonzaD]

Očekával bych, že odpovědí bude operační zesilovač (op amp, operational amplifier).
Náhodně vybraný alespoň trochu použitelný odkaz: https://cz.farnell.com/en-CZ/op-amp-gain-calculator
Ale s něčím takovým vůbec nemám zkušenosti, musel bych dělat pokusy.

[MartinL]

Já bych spíš měl dotaz, proč by se v té cívce mělo indukovat nějaké napětí? Pokud se má v cívce indukovat napětí, tak tam musí být magnetické pole (buď proměnné U = dFi /dt, nebo se vůči němu musí pohybovat vodič - cívka U = B.l.v). Tudíž by ten klíč (potažmo kolo) musel být magnetický a pohybem vytvářet to proměnné magnetické pole. Zkuste si kolem té cívky přejet magnetem.
Další věc, čím to měříte? Pokud "digitálním" voltmetrem, tak ten nemusí ukázat vůbec nic, protože měří velmi pomalu (typicky < 10x za sekundu), takže při rychlejším pohybu nic neukáže.

[E-Ryc]

Ja bych zkusil klicovy vyraz "indukcni snimac"

[Persink163054]

Martin L:
No, kolem civky indukujeme napětí a proud, jestliže se magnet pohybuje v cívce nebo okolo ní. Já sice nemám k dispozici klasický tyčový magnet, ale zkusil jsem použít klíč 36/40. A přestože jsem použil multimetr Fluke 117(protože jsem mimo dílnu a nemám tu svoje vybavení) a ten mi ukázal napětí, tak je jasné že ten klíč a budoucí železniční kolo jsou magnetické a jsou schopné to napětí vytvořit.

Fluke 117 mi při ruzné rychlosti pohybu ukazoval od 0V do 150mV, samozřejmě si uvědomuju že to není kdoví jak přesné měření, ale na důkaz že napětí vzniklo to stačí.

A ted jen řeším jestli když mezi koncemi cívky naměřím napětí, sice v mV, ale naměřím, zda by stačili jen tranzistory na zvětšení toho napětí, aby rozsvítilo LED. Jde mi o to, zda má smysl jít zkoušet Darlingtononovo zapojení, nebo jít jiným směrem a případně jakým?

E-Ryc:
pokud bych mohl tu popsanou cívku použít a znal bys schéma, jak to zesílit a postavit z toho ten indukční snímač, mohu nabídnout i třeba tekuté ovoce, jako odměnu. Budu za to moc rád

[E-Ryc]

Ja si myslim, ze to, ze z toho neco leze bez buzeni je spis nahoda (nejaky zbytkovy magnetismus) a pouziti zesilovace (kalkulatoru je spousta) nebude spolehlive (ale ostatne to se da za par korun - nejlevnejsi operak a par odporu - snadno zkusit).

Tady je nejaky brouk: https://automatizace.hw.cz/jak-si-vytvo ... obvody-stm
Pokud se pamatuju, nekde se (tady?) valelo schema od Jirky Rotty, ktere pocitalo zuby na ozubenem kole (nedari se mi to najit, takze nevim, jestli to byl tenhle brouk nebo jiny).

[jova]

Bohužel z tvého popisu není jasné, kam vlastně svým dotazem směruješ. Pokud hodláš snímat pohyb skutečného železničního kola, asi bych zvolil průmyslově vyráběný bezkontaktní indukční snímač. Čím větší dosah budeš potřebovat, tím větší musíš zvolit průměr snímače. Princip je třeba zde: https://automatizace.hw.cz/komponenty-m ... popis.html
Pokud hodláš experimentovat s těmi cívkami, vlož mezi jejich jádra permanentní magnet. V okamžiku kdy projíždějící kolo uzavře magnetický obvod, by se tam mělo naindukovat mnohem větší napětí, než bez toho magnetu. Jak to myslím, se můžeš inspirovat třeba snímačem kytary: https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektroma ... ADma%C4%8D

[MartinL]

Martin L:
No, kolem civky indukujeme napětí a proud, jestliže se magnet pohybuje v cívce nebo okolo ní. Já sice nemám k dispozici klasický tyčový magnet, ale zkusil jsem použít klíč 36/40. A přestože jsem použil multimetr Fluke 117(protože jsem mimo dílnu a nemám tu svoje vybavení) a ten mi ukázal napětí, tak je jasné že ten klíč a budoucí železniční kolo jsou magnetické a jsou schopné to napětí vytvořit.

Nejde o to, zda je daný materiál feromagnetický magnetický (vede magnetické pole), ale jestli je zmagnetovaný, tj. jestli se chová jako magnet = vytváří magnetické pole. Takto to vypadá, že máš ten klíč zmagnetovaný. Což u toho kola být nemusí a hlavně se na to nedá spolehnout.

Fluke 117 mi při ruzné rychlosti pohybu ukazoval od 0V do 150mV, samozřejmě si uvědomuju že to není kdoví jak přesné měření, ale na důkaz že napětí vzniklo to stačí.

Netvrdím, že nic nenaměříš ale, že to co ukazuje digitální měřák nemusí být pravda.

[MartinL]

Bohužel z tvého popisu není jasné, kam vlastně svým dotazem směruješ. Pokud hodláš snímat pohyb skutečného železničního kola, asi bych zvolil průmyslově vyráběný bezkontaktní indukční snímač. Čím větší dosah budeš potřebovat, tím větší musíš zvolit průměr snímače. Princip je třeba zde: https://automatizace.hw.cz/komponenty-m ... popis.html

Tady bych si dovolil upozornit na velmi častý problém nerozlišování dvou typů snímačů. Výše uvedené má být správně označováno jako "indukčnostní" snímač (na rozdíl od indukčního snímače se v něm nic neindukuje). Využívá změny indukčnosti cívky, která se mění s přiblížením kovového materiálu. Inudkčnost je po té nutno nějak změřit, např. tím rezonančním obvodem.

Pokud hodláš experimentovat s těmi cívkami, vlož mezi jejich jádra permanentní magnet. V okamžiku kdy projíždějící kolo uzavře magnetický obvod, by se tam mělo naindukovat mnohem větší napětí, než bez toho magnetu. Jak to myslím, se můžeš inspirovat třeba snímačem kytary: https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektroma ... ADma%C4%8D

Toto je druhý typ - indukční snímač. Změnou magnetického pole se v cívce indukuje napětí.

Takže je třeba si vybrat. Buď realizovat indukčnostní snímač, tj. měřit změnu indukčnosti, nebo vytvořit magnetické pole (např. permanentním magnetem) a využít tu cívku jako indukční snímač. Tady by bych asi zkusil přidat k cívce magnet a ten pohybující se kovový předmět způsobí změnu magnetického pole a tím i indukování napětí v té cívce (viz. výše uvedený pěkný příklad kytarového snímače).

[jova]

Máš samozřejmě pravdu v tom, že se jedná o dva rozdílné způsoby detekce. Z toho by mohla zřejmě vyplívat i jistá omezení pro danou aplikaci.
Pokud se použije ten princip, kdy si snímač bude vytvářet vlastní střídavé magnetické pole a například kolo by ho rozlaďovalo, snímač bude reagovat vždy a to při stejné vzdálenosti od předmětu (kola).
Pokud se ale použije cívka s permanentním magnetem, mohlo by se teoreticky při velmi pomalé změně stát, že ho obvod nevyhodnotí, protože ta pomalá změna by nemusela v cívce vybudit dostatečně velké napětí.