Действующий прототип сенсорной системы давно применяется в качестве чувствительного элемента; содержит в себе микроструктуры с воздушным зазором, обладает высокими чувствительностью и соотношением «сигнал/шум», низкой чувствительностью к помехам, хорошей температурной стабильностью.

В совокупности с другими компонентами и датчиками его применяют в автомобильной промышленности (срабатывание подушек безопасности и др.), для диагностики рельсового пути (контроль угла наклона), в системах навигации (измерение рысканья, крена и тангажа летального аппарата), для контроля угла наклона трубопроводов и в других сферах. Проведено через программу испытаний в России с выдачей государственного сертификата установленного образца и представлено в виде готового изделия российского происхождения. Предложение потребителям систем и устройств, состоящих из современных сенсоров (МЭМС-акселерометры, гироскопы и др.), имеющих российское происхождение, этим не ограничивается. Ведутся активные разработки невоенного предназначения системы (индикатора) электронного гидроуровня минимальной стоимости с длительным сроком эксплуатации.

Низкая цена позволит в широком спектре условий и задач устанавливать такие уровни в конструкциях фундаментов зданий и отслеживать на компьютере осадки здания (мониторинг). В процессе контроллинга производится регулировка неравномерных осадок здания. Регулировка осуществляется «электронным демпфером осадок», который в упрощенном описательном виде выглядит как «обжатый поршень + цилиндр + песок, в цилиндре + сверло малого диаметра (1–2 мм) в поршне».

По данным, полученным в цифровом виде от электронного гидроуровня, срабатывает электронный ключ в устройстве электронного демпфера осадок, проворачивается сверло, которое выбирает песок так, чтобы верхняя грань всех демпферов оставалась на одном уровне. Такой демпфер при условии бюджетной цены «электронного гидроуровня» и таком же по себестоимости сверле с храповиком представляет собой доступный широкому кругу организаций и граждан, а значит, конкурентный «электронный демпфер осадок». А это устройство также имеет несколько уже сегодня рассматриваемых перспектив, к примеру оно может быть практически приложено для необычных конструкций фундаментов.

Если говорить о прототипах электронного демпфера осадок, то уместно привести – для показательного сравнения – электронное устройство, разработанное автором несколько лет назад для контроля оседания фундамента деревенского дома. Себестоимость элементов этого устройства не превышала 1000 рублей по состоянию на конец 2007 года (когда оно впервые было введено в тестовую эксплуатацию автором). Но нам сейчас важно понимать не это, а общий принцип работы, на котором возможно было создать простую модель электронного акселерометра, посредством нетипичного использования манипулятора «мышь» для ПК, снабженного узлом звуковой и световой индикаций. А понимая доступность вариантов решения одной и той же проблемы, с учетом изложенного текста в первой главе, мы можем увидеть, насколько в промышленных условиях производства легко осуществить (решить) ту же, по сути, задачу с помощью промышленного производства электронных акселерометров, с намного большими возможностями и функционалом, чем «смешная радиолюбительская разработка», вызванная к жизни в свое время теоретическими выкладками и фантазией автора, впрочем, воплощенной в реальное устройство.

Итак, для сравнения и пояснения возможностей инновационных разработок в области электронных акселерометров на базе МЭМС-сенсоров считаю нужным привести в заключении первой главы книги простое устройство для контроля осадки дома.

Для контроля мельчайших смещений одного предмета относительно другого я применяю обычную компьютерную мышку, выслужившую все сроки, но вполне работоспособную. Применение ей нашлось в деревенском доме для контроля оседания фундамента и стен относительно друг друга. Полагаю, таким же методом могут воспользоваться и другие читатели, у которых дома не совсем новые или почвы размывают фундамент. Применение в данном случае компьютерной мыши избавляет радиолюбителя от необходимости строить относительно сложную схему. Компьютерная мышка (далее – мышь) идеально подходит для такой задачи. Разберем ее и узнаем – почему.

Вскрыв корпус «мышки», получаем доступ к печатной плате и механизму позиционирования координат (см. рис. 1.11).

Шарик, подпружиненный с двух сторон, соприкасается с пластмассовыми приводами, на конце которых сделаны шестерни. Шестерни вращаются между приемником и передатчиком ИК-сигналов. Таких устройства два – для позиционирования мышки по горизонтали и вертикали. Когда мышью управляют диагонально, задействованы оба координатора положений.

Импульсы с двух ИК-приемников (трехвыводные корпуса ИК-транзисторов) поступают на микросхему (находится с обратной стороны печатной платы), залитую компаундом. Ее тип обозначен SS-1HBA-1. С выхода данной микросхемы через сглаживающие пульсации дроссели управляющий сигнал поступает на разъем c обозначением J1 и далее на ПК – по проводам.

Распайка разъема J1 такова:

• 1-й и 4-й контакты (черный и желтый проводники соединительного кабеля с ПК) – общий провод;

• 5-й – «+5 В» (красный);

• 2-й и 3-й (зеленый и белый соответственно) – высокочастотная последовательность импульсов с амплитудой 4,5 В.

По последним двум проводникам на ПК передается информация о смене позиции мышки. Однако эти сигналы без специального декодирующего устройства использовать трудно.

Поэтому есть более простой способ получить от мышки (при ее перемещении) простые управляющие сигналы.

Так, ИК-транзистор Q1 (напротив его установлен ИК-светодиод IR1) «отвечает» за поперечное перемещение мышки (влево, вправо), а Q2 и соответственно IR2 – за продольное (прямо, вперед, назад). Опытным путем удалось установить, что при отсутствии препятствия между ИК-передатчиком и приемником на выводах Q1 и Q2 (кроме среднего вывода – там постоянно + 5 В) присутствует высокий уровень напряжения, и он меняется на низкий, как только ИК-приемник перестает принимать сигнал передатчика.

То есть тогда, когда мышь сдвигается, шарик воздействует на зубчатую шестерню, зубья которой находятся между передатчиком и приемником ИК-сигнала. Тот же управляющий сигнал (с высокого на низкий уровень) можно «взять» с контактов перемычек, обозначенных на печатной плате JPD2 и JPD3 (выделены на рис. 1.11). Зная, куда на плате компьютерной мыши подключать исполнительное устройство (к примеру, сигнализатор о смещении предмета), остается только позаботиться об электронном адаптере, который преобразует изменение логического уровня в звуковой сигнал.

На рис. 1.12 представлена мышь, закрепленная между венцами деревенского дома и пристроенной к нему конюшни. При оседании дома, миллиметровом изменении расстояния между бревнами, «мышка» незамедлительно выдает сигнал, а устройство сигнализатора «поднимает тревогу».

Аналогичным образом можно контролировать осадку фундамента, крен дверей, дверных коробок и любых конструкций (не только деревянных), где наклон, перемещение или смещение частей не желательно или опасно. В качестве звукового сигнализатора можно применить схему, представленную на рис. 1.13.

В качестве НА1 применен звуковой капсюль со встроенным генератором звуковой частоты, подключать его надо строго в соответствии с полярностью. Транзистор VT1 р-n-р-проводимости открывается тогда, когда напряжение в точке А близко к нулю, то есть в момент смещения мышки.

Механические мыши сегодня практически никто не использует (все перешли на оптические), поэтому ее «вторая жизнь» представляется мне весьма интересной и полезной в составе рассмотренного устройства сигнализатора о смещении несущих конструкций деревенского дома. Разумеется, эту разработку можно применить и в других случаях – тогда, когда требуется высокоточный датчик смещения предмета. Компьютерная мышь вполне соответствует этим требования хотя бы потому, что любое перемещение ее даже на полмиллиметра сгенерирует изменение уровня с высокого на низкий. Разобрав корпус механической мышки, рекомендую продуть сжатым воздухом места крепления пластмассовых шестерней и позиционного шарика, а также капнуть по капле бытового масла на крепление шестерней, чтобы уменьшить трение от вращения их осей.

Оптические мыши лишены подвижных механических частей, они долговечны, а принцип работы, основанный на отражении сигнала от поверхности стола, позволяет создать на основе оптической мыши оригинальные бесконтактные устройства.