全方位立体电容传感器

东莞市信息职业技术学校 吴凯忠

一、发现问题

在电子课进行触摸开关装配与调试实训时，当把触摸板接到台式电脑的外壳，把灯泡换成报警器，把它改装成台式电脑防盗器。但是，人没有接触到台式电脑的外壳，报警器就一直在响。为什么会这样呢？我怀疑是电脑接地的原因，我把电脑放在台面上，把电源线拔掉，报警器还是一直在响。

二、分析问题

图1 本设计的实物电路

把触摸板接到台式电脑的外壳只不过是使触摸板变大了，为什么触摸板不能加大呢？首先让我们摸一下FM收音的天线，我们发现，原来有很多杂音的FM收音的声音变清楚了，FM收音变清楚的原因是由于人体分布电容使FM收音机天线接收端的信号变强了，使到FM收音的声音变清楚了。同样道理，触摸板变大了，它的分布电容也变大了，信号也变强了，与触摸板相连接的三极管的基极电压也变大了，使三极管处于饱和导通状态，导致单向可控硅处于接通状态，这时报警器得电工作，发出报警声音。既然是电容，哪它的另一个极在哪？它的另一个极是地，在FM收音机信号发射过程中，发射天线相当于一个电感，天与地是电容的二个极，形成了一个LC振荡电路，信号就在天地之间传播。

三、解决问题

能不能参照该原理和电路发明一种全方位立体电容传感器？高压验电时，验电器要不要与高压电接触？答案是：不用。这时我明白了，只要把触摸板调到合适的大小，当人体靠近到一定的距离时，与触摸板相连接的三极管的基极电压足够大了，使三极管处于饱和导通状态，单向可控硅处于接通状态，受可控硅控制的电路或设备就会工作，这时我们可以用它来控制声音、报警器、灯光等电路或设备。

四、工作原理

利用LC原理，三极管的基极与保温瓶连接的导线相当于电感L，保温瓶与地是电容C的两个极，人相当于电容中的介质，与人接近保温瓶外壳时相当于电容的介质增加，电容C容量增大，电感L感应信号增大，当增大到一定量时，与触摸板相连接的三极管的基极电压足够大了，使三极管处于饱和导通状态，单向可控硅处于接通状态，受可控硅控制的电路或设备就会工作，这时我们可以用它来控制声音、报警器、灯光等电路或设备。

五、总结

本项设计解决传统传感器只能单一方向传感的问题，实现全方位立体传感的目的，通过查阅相关文献，没有他人进行同类研究。图1所示为本设计的实物电路。