Рис. 4.3. Генератор тональных пульсаций.

ИC₁ — двойной таймер типа 556; ИС₂ — двойной J — К-триггер типа 4027; ИС₃ — УНЧ типа LM386; R₁, R₂ — потенциометр 1 МОм; R₃ — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R₄ — резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R₅ — резистор 470 кОм, 0,25 Вт; R_e — резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; C₁ — танталовый конденсатор 1 мкФ, 35 В; С₂ — конденсатор 0,01 мкФ; С₃ — конденсатор 0,1 мкФ; С₄ — электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; С₅ — электролитиче­ский конденсатор 10 мкФ, 35 В; Tp₁ — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

Генератор может работать от любого источника питания напряжением 5 — 12 В, а конструктивно его можно оформить в виде небольшого блока при использовании, например, бата­реи напряжением 9 В.

Для превращения этого генератора в сигнализатор, кото­рый срабатывает и издает прерывистый сигнал при наклоне, необходимо последовательно с источником питания подклю­чить ртутный переключатель, как показано на рис. 4.4. В этом случае схема отключается от питания, если ртутный пере­ключатель находится в вертикальном положении. При накло­не в любую сторону переключатель замыкается, включается сигнализатор и начинает издавать пульсирующий тональный сигнал. Его работа снова прекращается при установке пе­реключателя в вертикальное положение.

Рис. 4.4. Схема, обеспечивающая срабатывание при наклоне тональных ге­нераторов, приведенных на рис. 4.1, 4.2, 4.3 и 4.5.

4.4. «Воющая сирена»

Пульсирующий тональный генератор можно переделать для получения завывающих звуков, издаваемых непрерывно через громкоговоритель, но с периодически меняющейся ча­стотой. При соответствующей установке регуляторов в схеме на рис. 4.5 можно получить звуки, похожие на сирены авто­мобилей различных аварийных служб.

Регулятор тона в этой схеме позволяет изменять диапазон частот, излучаемых громкоговорителем, тогда как регулятор частоты пульсаций — периодичность качания частоты тональ­ного сигнала. К этому генератору можно подключить ртутный переключатель по схеме, показанной на рис. 4.4.

4.5. Два варианта «воющей сирены»

При замене постоянного резистора R₇ в схеме на рис. 4.5 потенциометром 10 кОм (рис. 4.6) можно регулировать глу­бину «завываний». Так, в одном из крайних положений тако­го регулятора частота тонального сигнала почти не меняется, а в другом она изменяется значительно, напоминая пульсирующий тональный сигнал. Более забавный эффект получается при установке регулятора в среднее положение — звук на­чинает как бы вибрировать. Таким образом, в генераторе име­ются уже три регулятора, которые позволяют радиолюби­телю создавать самые различные звуковые эффекты.

Рис. 4.5. Принципиальная схема «воющей сирены».

ИС₁ — двойной таймер типа 556; ИС2 — двойной J — К-триггер типа 4027; ИС₃ — УНЧ типа LM386; R₁, R₂ — потенциометр 1 МОм; Яз — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R_t — резистор 100 кОм, 0.25 Вт; К₅ — резистор 470 кОм, 0,25 Вт; R₆, R₇ — резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; С, — электролитический конденсатор 1 мкФ, 35 В; С₂ — конденсатор 0,01 мкФ; Сз — конденсатор 0,1 мкФ; С₄, Сц — электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; Cs = электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Tpi — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

Еще легче переделать схему на рис. 4.5 в двухтональный генератор, выпаяв конденсатор С₆. В результате генератор начинает вырабатывать не завывающий звук, а два различ­ных тональных сигнала. Как и до изменения в схеме, диапа­зон частот будет изменяться регулятором тона. Регулятор пульсаций устанавливает периодичность изменения двух тональных сигналов. При соответствующей установке этих двух регуляторов можно получить характерный сигнал сирены автомобилей аварийной службы.

Рис. 4.6. Принцип подключения регулятора глубины «завываний» вместо резистора R₇ на рис. 4.5.

Резистор R7 (рис. 4.5) имеет величину сопротивления 2,2 кОм или может быть заменен потенциометром (рис. 4.6), позволяющим регулировать разность частот двух тональных сигналов в громкоговорителе. В случае если радиолюбитель хочет получить оба эффекта (изменение глубины и двухтональ­ный звук), между положительной обкладкой конденсатора С₆, точкой соединения резистора R₇ и точкой соединения с вы­водом 11 микросхемы HCi-Б следует включить однополюс­ный переключатель, который позволяет отключать и подклкн чать конденсатор С₆.

4.6. Некоторые схемы включения сигнализации

Некоторые из генераторов, описанных выше в данной гла­ве, можно ве-сьма просто использовать в схемах включения сигнализации. Единственной трудностью является то, что описанные выше тональные генераторы различных типов рас­ходуют определенную мощность, а изготовить надо сигнали­затор с батарейным питанием, в котором генератор должен практически быть обесточен до момента его действительного включения.

Ртутный переключатель (рис. 4.4) не расходует никакой мощности, пока он не сработает. Тем не менее у него есть один недостаток, препятствующий его применению в сигнали­заторах — переключатель тотчас выключается при занятии вертикального положения. Практически же необходима схе­ма, которая не расходует мощности в дежурном режиме и не включается от простого перехода ее элементов в исходное со­стояние.

Рассмотрим сигнализатор, подключенный к закрытой две­ри. Целью такой сигнализации является включение звуково-го сигнала при каждом открывании двери. Однако если сиг­нализатор сконструирован таким образом, что он выключается при закрывании двери (т. е. работает по тому же принципу, что и внутренняя лампочка в холодильнике), то такой сигна­лизатор имеет небольшую практическую ценность. Гораздо лучше иметь сигнализатор, который не выключается после за­крывания двери.

Рис. 4.7. Схема сигнализации с ртутным переключателем.

Д₁ — кремниевый выпрямительный диод на напряжение 200 В при токе 6 А; Кл₁ — нормально замкнутый кнопочный переключатель; Кл₂ — ртутный переключатель; R1 — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; С₁ — конденсатор 0,1 мкФ.

Итак, нужна схема-«защелка», т. е. схема, которая может быть включена, но не может быть выключена и при этом не расходует мощность батарейного источника питания в вы­ключенном состоянии.

В данном разделе рассмотрены схемы сигнализации трех основных типов. Любая из этих схем может подключаться к тональным генераторам, показанным на рис. 4.1 — 4.5.

Схема, показанная на рис. 4.7, является видоизмененным вариантом сигнализатора, срабатывающего при наклоне и описанного применительно к генератору на рис. 4.4. Этот усовершенствованный вариант исключает сигнализацию при переводе генератора в вертикальное положение. Генератор продолжает вырабатывать звуковой сигнал до тех пор, пока не будет нажата кнопка «Сброс» или не разрядится батарея питания.

Для перевода схемы на рис. 4.7 в дежурный режим ее необходимо установить в положение, в котором ртутный пе­реключатель выключен, т. е. в вертикальное положение. От­клонение от него вызывает включение тонального генератора, к которому подсоединяется схема сигнализации. Единствен­ным способом выключения генератора является перевод схе-kbi в вертикальное положение и нажатие кнопки «Сброс».

На рис. 4.8 показана схема сигнализации, которая вклю­чается при попадании светового потока на фототранзистор TI, Как и описанная выше схема с ртутным переключате­лем, эта схема не выключается при пропадании светового потока. Звуковой сигнал длится до тех пор, пока переключа­тель Кл1 не будет переведен в положение «Выкл».

Рис. 4.8. Светочувствительная схема сигнализации.

Д₁ — кремниевый выпрямительный диод на напряжение 200 В при токе 6 A; T_t — фототранзистор типа FPT-100; R₁ — потенциометр 50 кОм; R₂ — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; С₁ — конденсатор 0,1 мкФ.

Для первоначальной настройки светочувствительной схе­мы сигнализации необходимо поставить переключатель сброса в положение «Выкл» и включить освещение в комнате. Далее следует переключатель сброса поставить в положение «Вкл», и схема перейдет в дежурный режим. При этом регу­лятор чувствительности позволит установить пороговый уро­вень срабатывания схемы.

Рис. 4.9. Схема сигнализации, срабатывающая при разрыве цепи,

Д₁ — кремниевый выпрямительный диод на напряжение 200 В при токе 6 А; 7, — маломощный переключающий р-n-р — транзистор; R₁ — резистор 1 МОм, 0,25 BT; C₁ — конденсатор 0,1 мкФ.

Одним из самых популярных средств охранной сигнали­зации является сигнализатор, который срабатывает при обрыве отрезка токопроводящего материала. В схеме, предла­гаемой на рис. 4.9, в качестве токопроводящего материала используется тонкий проводок или отрезок металлической токопроводящей ленты.

Основной принцип действия схемы сигнализации на рис. 4.9 заключается в том, что она срабатывает и включает звуковой сигнал в момент, когда происходит обрыв провод­ника между точками А и Б. До тех пор пока между этими точками протекает электрический ток, схема сработать не может даже тогда, когда переключатель сброса находится в положении «Вкл».

Эту схему можно проверить, подсоединив ее в точках А и Б к одной из рассмотренных схем сигнализации с помощью зажимов типа «крокодил». При подготовке схемы следует проверить наличие хорошей электропроводности между точ­ками А и Б и затем поставить переключатель сброса в поло­жение «Вкл». В результате схема сигнализации будет переве­дена в дежурный режим. Срабатывание схемы должно про­исходить лишь при разрыве перемычки между точками А и Б. После этого даже установка перемычки между точками А и Б не должна вызывать выключения сигнализации. По­следнее произойдет лишь после перевода переключателя сбро­са в положение «Выкл» или, естественно, после полной раз­рядки батареи.

Основным назначением разрывного проводника между точками А и Б является обеспечение нормального пути про­текания тока в дежурном режиме. При разрыве проводника (ногой проходящего человека, при открывании двери и т. п.) включается сигнализация.

Токопроводящая лента обычно используется для обнару­жения факта разбивания оконного стекла. Лента обычно на­клеивается по краю стекла и подсоединяется через обычные провода к схеме сигнализации. Для схемы на рис. 4.9 реко­мендуются клеммы с фиксирующими винтами, обеспечиваю­щие надежное подсоединение обоих концов токопроводящей ленты и проводов, подключаемых к точкам А и Б.

Немного воображения и экспериментирования позволит радиолюбителю придумать различные схемы сигнализации, имеющие практическую пользу. Например, можно вместо ртутного переключателя на рис. 4.7 поставить нормально замкнутый магнитный переключатель. В этом случае сиг­нализация включается при удалении магнита из магнитного переключателя. При использовании нормально разомкнутого магнитного переключателя сигнализация срабатывает при создании внешнего магнитного поля.

Подобных вариантов может быть до 50, так что радио­любитель имеет возможность стать изобретателем, для чего надо подумать, провести несколько проб и выбрать наиболее удачный вариант,

Глава 5 синхронизаторы и времязадающие устройства

Одним из самых давно известных и все же наиболее полезных электронных устройств является устройство, обеспечи­вающее управление по времени. Времязадающие устройства можно в общем плане разделить на два типа: устройства, выполняющие какую-либо операцию за заданный интервал времени, и устройства, производящие какую-либо операцию по истечении заданного интервала времени.

Различие между устройствами этих двух типов можно сравнить с различием между детьми двух групп, которых просят сделать неприятную работу. К одной группе относят­ся дети, которые сразу реагируют и проделывают работу за определенный период времени, а другая группа детей имеет как бы внутреннюю задержку и приступает к работе через некоторое время.

Времязадающие устройства обоих типов имеют свои об­ласти применения, которые рассматриваются в данной гла­ве. Если радиолюбитель ранее не работал с времязадающими устройствами собственного изготовления, то ему следует сна­чала собрать и наладить несколько относительно простых устройств, прежде чем переходить к более сложным устрой­ствам, рассмотренным далее в главе.

5.1. Простое регулируемое времязадающее устройство

На рис. 5.1 представлена схема одного из простейших времязадающих устройств. При первоначальном переводе переключателя Кл₁ в положение «Вкл» зажигается сигналь­ный светодиод Д₂, обозначенный «Отсчет», что указывает на начало работы устройства. Когда заданное время истекает, стветодиод Д₂ выключается и включается светодиод Д₁, обозначенный «Конец». Последний остается включенным до перевода переключателя Кл1 в положение «Выкл» не менее чем на 5 с. После этого операция может быть повторена пу­тем включения переключателя Кл₁.

При использовании компонентов с номиналами, указан­ными на рис. 5.1, устройство позволяет регулировать время от 30 с до ~ 10 мин с помощью потенциометра «Регулировка времени». Крайние значения времени устанавливаются не точно, что обусловлено ошибками, связанными с допусками на параметры радиодеталей, изменением температуры окру­жающего воздуха и в меньшей степени колебаниями питаю­щего напряжения. Однако после калибровки этого регуля­тора с помощью достаточно точных часов устройство позво­ляет выдерживать задаваемый временной интервал с весьма удовлетворительной точностью.

Рис. 5.1. Регулируемое времязадающее устройство.

Д₁ — светодиод с красным свечением; Д₂ — светодиод с зеленым свечением; ИС, — таймер типа 555- Ль Л₂ — резистор 330 Ом, 0,25 Вт; К₃ — потенциометр 500 кОм; R₄ — резистор 22 кОм, 0,25 Вт; R₅ — резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; С₁, С₂ — электроли­тический конденсатор 0,01 мкФ, 50 В; С₃ — электролитический конденсатор 1000 мкФ, 16 В.

Подобное времязадающее устройство недостаточно надеж­но для работы с временными интервалами, значительно пре­вышающими 10 мин. Сдвинуть вниз весь диапазон временных интервалов можно путем снижения емкости конденсатора С₃. Например, при уменьшении емкости конденсатора в 10 раз диапазон временных интервалов снижается до пределов от 3 с до ~ 1 мин.

Любой из светодиодов «Отсчет» и «Конец» может быть ис­ключен из схемы без нарушения работы устройства в целом, Исключение какого-либо из этих светодиодов упрощает схе­му за счет удаления также одного из резисторов R₁ или R₂. Устройство на рис. 5.1 можно, .например, использовать в ка­честве реле времени при варке яиц,