Материал: Применение интегральных схем (1984)

3.10. Неконтактный коммутатор на 10 светодиодов

Обычно несколько источников света (ламп) включаются и выключаются с помощью группы выключателей. При этом последовательно с каждой лампой подключается выключа­тель, т. е., например, для управления 10 лампами требуется 10 выключателей.

Рис. 3.18. Принципиальная схема неконтактного светокоммутатора на 10 светодиодах.

ИС₁ — схема управления точечными и сегментными индикаторами типа LM3914; Д₁ — Д₁₀ — любой светодиод; R₁ — потенциометр 1 МОм; R? — резистор 1 кОм, 0,25 Вт.

В настоящее время, однако, имеется возможность вклю­чать любой из 10 источников света с помощью одного пере­менного резистора. В одном из крайних положений ползунка резистора все источники выключены, а при перемещении пол­зунка в другую сторону источники включаются последова­тельно один за другим. Таким образом, можно включать ка­кой-либо один источник с помощью всего одного элемента управления.

В устройстве, принципиальная схема которого показана на рис. 3.18, источники-светодиоды включаются один за дру­гим (от Д1 до Д₁₀) при движении ползунка регулятора от отрицательного вывода источника питания в сторону его по­ложительного ВЫВОДА Естественно, что при смещении ползунка в обратную сторону светодиоды будут включаться и выключаться в обратном порядке.

Микросхема HCi на рис. 3.18 представляет собой схему управления точечными и сегментными индикаторами на све­тодиодах, причем здесь она работает в режиме управления точечным индикатором, обеспечивая последовательное вклю­чение светодиодов.

Соответствующая модификация схемы позволяет получать эффект «столбика термометра» (режим управления сегмент­ным индикатором), при котором в каждый момент вклю­чается несколько светодиодов. Скажем, можно отрегулиро­вать схему на включение светодиода Д₆. При этом будут включаться все светодиоды с меньшими номерами, а при установке регулятора на светодиод Д₈ — все светодиоды от Д1 до Д₇. Для получения такого эффекта вывод 9 микро­схемы HCi подключается не к положительному, а к отрица­тельному выводу источника питания.

Очевидно, что к выводу 9 можно подключить переключа­тель, который позволит выбирать тот или иной режим рабо­ты, т. е. управление светодиодами. Постарайтесь сами осу­ществить правильное подключение этого переключателя. Для питания коммутатора можно использовать либо батарею на­пряжением 9 В, либо нестабилизированный источник питания напряжением 12 В, описанный в разд. 2.5.

3.11. Простой тестер для проверки светодиодов

При правильном использовании светодиоды будут рабо­тать длительное время. Однако любой радиолюбитель может допустить ошибки при сборке схем, которые могут иногда приводить к перегоранию светодиодов. В каждом таком слу­чае вам придется проверять исправность светодиода. Кроме того, некоторые светодиоды имеют нестандартную марки­ровку, затрудняющую правильное определение их анодных и катодных выводов. Такие светодиоды также следует прове­рять перед включением.

Обе эти задачи могут быть решены с помощью простой схемы проверки, приведенной на рис. 3.19. Эта схема может использоваться для проверки сгоревших светодиодов или для определения, какой вывод является анодом, а какой — ка­тодом.

Проверяемый светодиод подключается к схеме, как пока­зано на рисунке. Загорание светодиода свидетельствует о его годности. При этом, если устройство все же не работает после сборки, неисправность следует искать в другом месте.

Рис. 3.19. Принципиальная схема простого тестера.

Теперь предположим, что выбранный радиолюбителем светодиод не имеет маркировки выводов. Если при подклю-чении к схеме проверки он загорается, то его выводы можно определить по обозначению анодного и катодного выводов схемы проверки. Если светодиод не включается, то это оз­начает, что либо светодиод неисправен, либо радиолюбитель неправильно подключил выводы светодиода. В последнем случае следует переключить выводы светодиода, и если он исправен, то он загорится. Такой тестер весьма полезен, если радиолюбитель приобрел много светодиодов неизвестного качества и необходимо произвести их быструю сортировку на годные и негодные.

Глава 4 звукосигнализаторы и устройства охранной сигнализации

Если провести опрос среди начинающих радиолюбите­лей, то можно, вероятно, установить, что половина из них предпочитает светокоммутирующее устройство (см., например гл 3) а другая половина увлекается различными зву­ковыми устройствами (которые рассматриваются в данной главе).

Свистки и зуммеры, описываемые в этой главе, можно от­нести к звуковым сигнализаторам. Их особенность состоит в том что в большинстве случаев они издают довольно не­приятные на слух звуки. Звуковые генераторы, которые вы­рабатывают более сложные и иногда более приятные звуки, рассматриваются в последующих главах, где описываются звуковые синтезаторы и музыкальные устройства.

Прочитав данную главу, радиолюбитель заметит, что все описанные здесь устройства могут быть подразделены при­мерно на две различные группы: в устройствах одной группы вырабатываются звуковые сигналы определенной формы, а в устройствах другой обеспечивается усиление звуковых сигналов.

К первой группе относятся сигнал-генераторы, обычно вы­рабатывающие сигналы прямоугольной формы, которые включают и выключают подачу сигнала. Схемы получения сигналов прямоугольной формы отличаются простотой и эффективностью работы.

Ко второй группе усиливающих устроиств обычно отно­сится низкочастотный усилитель, выполненный в виде интег­ральной схемы. На вход такого усилительного устройства подаются низкочастотные сигналы прямоугольной формы, а его выход подключается к громкоговорителю.

Громкоговоритель является наиболее громоздким и доро­гостоящим компонентом устройства. Во всех рассмотренных здесь устройствах используется обычный громкоговоритель с постоянным магнитом, имеющий сопротивление 8 Ом. При экспериментировании радиолюбитель может использовать громкоговоритель любых размеров, но, как показывает прак­тика небольшой и недорогой громкоговоритель диаметром 50 мм не создает столько шумов, сколько дают более круп­ные громкоговорители.

Очевидно что звучание небольшого громкоговорителя подходит для тех случаев, когда радиолюбитель хочет изготовить устройство небольших размеров, однако можно, полу­чить массу удовольствия, подключив небольшое устройство к крупной акустической системе с громкоговорителями, име­ющими сопротивление 8 Ом. Должно быть, вызовет удивле­ние, какой мощный звук способны создавать некоторые из описываемых ниже устройств.

И уж если радиолюбитель совсем безрассуден, он может подключить любое из устройств, рассмотренных в данной главе, к выпускаемому промышленностью усилителю низкой частоты (УНЧ), для чего выходные концы устройства под­соединяются к штеккеру, включаемому в гнездо дополнитель­ного или низкоомного микрофонного входа в этом усилителе. При этом следует уменьшить громкость, иначе издаваемые звуки не выдержит никто из окружающих и в первую оче­редь сам радиолюбитель.

4.1. Простой генератор регулируемого тона

Устройство на рис. 4.1 представляет собой почти самый простой тональный генератор. Для его питания могут исполь­зоваться одна батарея напряжением 9 В, четыре последовательно соединенные батареи напряжением 1,5 В или любой источник питания напряжением в пределах от 5 до 12 В.

Рис. 4.1. Принципиальная схема простого генератора регулируемого тона.

ИС₁ — таймер типа 555; ИС₂ — УНЧ типа LM386; R₁ — потенциометр 1 МОм; R₂ — резистор 22 кОм, 0,25 Вт; R₃ — резистор 470 Ом, 0,25 Вт; С₁, С₂ — конденсатор 0,1 мкФ; Сз — электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; С₄ — электролитиче­ский конденсатор 10 мкФ, 35 В; Tp₁ — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

При использовании номиналов компонентов, указанных на принципиальной схеме, частоту тона можно регулировать от 1 до 600 Гц, а при необходимости получения более высоких частот следует снизить емкость конденсатора C₁ с 0,1 мкФ, скажем, до 0,047 мкФ. Для снижения частоты и получения весьма низких частот типа пульсаций можно увеличить ем­кость конденсатора С₁ до 0,22 мкФ.

4.2. Усовершенствованный генератор регулируемого тона

Введение третьей интегральной микросхемы в схему то­нального генератора на рис. 4.1 существенно повышает мощ­ность выходного низкочастотного сигнала. Эта микросхема (ИС₂) представляет собой триггер типа J—К (рис. 4.2). На его вход от микросхемы ИC₁ поступают колебания трапецие­видной формы, которые преобразуются почти в идеальные прямоугольные колебания, обеспечивающие максимальную мощность коммутируемых сигналов.

Рис. 4.2. Принципиальная схема усовершенствованного тонального генера­тора.

MC₁ — таймер типа 555; ИС₂ — двойной J—К-триггер типа 4027; ИС₃ — УНЧ типа LM386; R₁ — потенциометр 1 МОм; R₂ — резистор 22 кОм, 0,25 Вт; R₃ — резистор 470 Ом, 0,25 Вт; С₁ — конденсатор 0,047 мкФ; С, — конденсатор ОД мкФ; С₃ — элек­тролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; С₄ — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Гр₁ — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

Триггер, используемый в таком включении, всегда пони­жает частоту колебаний в два раза. Поэтому для получения тональных сигналов тех же частот, что и в более простом ге­нераторе на рис. 4.1, необходимо вдвое повысить рабочую частоту ИC₁ (таймера типа 555). С этой целью величина ем­кости конденсатора С₁ на рис. 4.2 снижается почти вдвое по сравнению с величиной конденсатора на рис, 4.1,

Однако радиолюбитель, естественно, может изменять ем­кость конденсатора С₁ на рис. 4.2 для получения других частот тонального сигнала. Если у радиолюбителя есть дома собака, то он может поиграть с ней, включив в генератор конденсатор емкостью 470 пФ. В этом случае при использо­вании высококачественного громкоговорителя получаются сигналы с весьма высокой тональностью, которые возбужда­юще действуют на собак. Такой сигнализатор может служить как электронное устройство для вызова собаки.

Существует также гипотеза о том, что генератор высокого тона создает помехи ультразвуковому аппарату ориентиро­вания у летучих мышей. Можно попытаться с помощью та­кого генератора поймать летучую мышь. Меняя частоту тона, можно добиться, чтобы летучая мышь потеряла ориентацию. Однако в освещенном пространстве летучие мыши хорошо видят. Поэтому в целях достижения максимального эффекта такой эксперимент следует проводить в полной темноте. А это делает надежды на успех сомнительными, особенно если сам радиолюбитель побаивается летучих мышей.

Некоторые утверждают, что высокотональные звуки от­пугивают тараканов. А также если в доме завелись клопы, то можно попробовать бороться с ними с помощью тональ­ного генератора. В этом случае, чтобы обеспечить длитель­ную непрерывную работу генератора, следует использовать не батарейный, а сетевой источник питания,

4.3. Пульсирующий тональный генератор

Следующим в ряду существующих тональных генераторов стоит генератор, вырабатывающий пульсирующий тональный сигнал. Схема такого генератора включает два почти одина­ковых генератора, один из которых вырабатывает низкочас­тотный тональный сигнал, а другой производит включение и выключение этого сигнала с гораздо более низкой часто­той.

При использовании радиодеталей с номиналами, указан­ными на рис. 4.3, частота основного тонального сигнала будет находиться в пределах примерно от 100 Гц до 1 кГц и изме­няться регулятором тона. Коммутация тонального сигнала производится микросхемой HC_{1 — A}, которая дает пульсации с частотой от 0,7 до 1,5 Гц, изменяемой с помощью регуля­тора пульсаций.

Диапазон частот основного тонального сигнала можно из­менить с помощью конденсатора С₂ — чем меньше его ем­кость, тем выше частота и наоборот. Тот же эффект дает из­менение величины емкости C₁, однако все же рекомендуетея включать этот конденсатор емкостью не более указанной на схеме.