Раздел: Документация

0 ... 11 12 13 14 15 16 17 ... 30

звуковым сигналом. В ожидании сигнала указанное время вы можете использовать для другой работы.

Микросхема CD4081 содержит 4 двухвходовых логических элемента И, два из которых использованы в схеме таймера. Таблица истинности логической схемы И состоит в том, что когда на двух входах появится высокий уровень, на выходе тоже установится высокий уровень. Два логических элемента соединены последовательно для того, чтобы срабатывание логического элемента 1 (когда он включен) обеспечивало запуск логического элемента 2 для получения суммарного времени выдержки.

Для формирования требуемого интервала времени используется только одна сторона микросхемы CD4081. На выводах 1 (вход первого логического элемента) и 6 (вход второго логического элемента) поддерживается высокий уровень за счет подключения к плюсу источника питания. Другой вход первого логического элемента (вывод 2) соединен с времязадающей цепочкой, постоянная времени (t = RC) которой определяется элементами R2, R1, С1 и положением переключателя S1. Если переключатель S1 замкнут на R1, то постоянная времени мала и выходной вывод 3 принимает высокий потенциал немедленно. Вывод 5 второго логического элемента включен между СЗ и R3. Эти элементы определяют постоянную времени второго логического элемента, которая составляет около 7 мин.

Если переключатель S1 во времязадающей цепочке первого логического элемента находится в правом положении, высокий уровень на выводе 2 сформируется через большее время (около 7 мин). По истечении 7 мин на выводе 2 установится высокий уровень (около 2,5 В при стабилизированном источнике питания на 5 В), на выходе (вывод 3) появится высокий уровень и начнется заряд конденсатора С2. Еще через 7 мин напряжение на выводе 5 достигнет высокого уровня (те же 2,5 В) и на выходе схемы И (вывод 4) тоже установится высокий уровень.

В промежуточный период вывод разрешения 4 микросхемы IC2 (генератор звуковой частоты) соединен с землей через резистор R4 и генерация отсутствует. Однако вывод 4 микросхемы IC2 также подключен к выводу 4 логического элемента 2, поэтому, когда на последнем устанавливается высокий уровень, запускается генератор. При этом звуковой сигнал от громкоговорителя или включение светодиода получается в зависимости от положения переключателя S2. Красный светодиод является визуальным индикатором и. кроме того, может использоваться в темной комнате.

Микросхема IC3 типа 78L05 обеспечивает постоянное напряжение для каскада таймера. Она предназначена для поддержания постоянного напряжения на определенном уровне и компенсации разряда 9-В батареи.

Кому-нибудь может потребоваться некоторая подстройка элементов С1, С2, R2 и R3, чтобы обеспечить установку времени с точностью до минуты. Поскольку используются типовые конденсаторы и резисторы, имеющие некоторый разброс номиналов, для установки точного времени выдержки требуется их подбор. Например, при номинале 100 мкФ использованные конденсаторы имели емкость 110 и 108 мкФ; резисторы, промаркированные как 4 МОм, имели сопротивления 4.4 и 4,2 МОм. В результате этого задержка времени была больше расчетной. Отметим, что высокий уровень составлял 2.5 В при 5-В питании или 50% приложенного напряжения, тогда как постоянная времени (t = RC) определяется при 63% приложенного напряжения.

Эксперименты со схемой. Измените частоту звука генератора путем изме нения номинала конденсатора СЗ. Измените также номинал R1 для изменения общего времени выдержки до 8 мин, когда будет услышан сигнал-

Схема 30

ЗВУКОВОЕ КОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И (ИЛИ) СРЕДСТВО УСТРАШЕНИЯ

Описание работы схемы. Предлагаемое устройство (рис. 7.32) может работать в целях обнаружения вторжения, а также в качестве средства устрашения за счет элемента неожиданности включения звуковой сигнализации.

Микросхема IC1 типа CD4071 представляет собой четыре логических элемента ИЛИ с двумя входами. Таблица истинности их состоит в том, что если на каком-либо входе появится высокий уровень, то на выходе также установится высокий уровень. Два логических элемента 1 и 2 используются для контроля за двумя объектами. На выводе 2 первого логического элемента поддерживается низкий уровень за счет подключения к минусу источника питания. На контролирующем выводе 1 низкий потенциал сохраняется при замкнутом входе № 1, где в качестве перемычки может быть использована тонкая проволока. Если проволока будет оборвана и цепь разомкнётся, то на выводе 1 установится высокий уровень и на выход (вывод 3) через R1 также поступит высокий уровень. Пока на выводе разрешения 4 микросхемы IC2 (генератор звуковой частоты) через резистор R3 поддерживается низкий уровень, генератор выключен. Однако вывод 4 подключен и к выходу микросхемы IC1 (вывод 3). Когда на последнем устанавливается высокий уровень, генератор включается и через громко-

Входн»

r1

ic1 cd4071

ф(з)(5)0р(5>©®

r2

Вход N=2 (

IC2 LN555

вх7х6

7 r5 r <-♦ »

с2

R4

с4 spk

IC3 LN555

8X7 6

r7 r8

Cl-rnn31*0806 контР°льное Устройство и (или) средство устрашения: ИЛИ 1гтр71 четыре логических элемента R5, R7 100 кОм; С1 0,027 мкФ С2 Ю *п. 7,JC3 LN555- таймеры; R1, R2 0,01 мкФ; СЗ, С4 100 мкФ, 15 В Spk 8 *и**: R3, R4 ЮкОм; R6, R8 47 кОм; Ом громкоговоритель

---

говоритель выдается звуковой сигнал. Звуковые сигналы для входов № 1 и № 2 различны, что позволяет определить место вторжения.

На входах второго логического элемента микросхемы IC1 поддерживается низкий уровень за счет подключения вывода 12 непосредственно к минусу источника питания, а вывода 13 - через перемычку входа № 2. Если эта перемычка будет оборвана, на выходе (вывод 11) установится высокий уровень и, поскольку он соединен с выводом разрешения 4 микросхемы IC3, включится генератор звуковой частоты. Частота этого генератора выше, чем частота генератора на микросхеме IC2, так как С2 имеет меньшую емкость. Различие в тональностях звуковых сигналов позволяет определить, какой из входов был нарушен.

Если обе перемычки были разомкнуты последовательно, то сначала будет слышен низкий звук, затем высокий, а затем сочетание двух звуков. Таким образом, можно определить - один или несколько человек проникли в помещение. Кроме того, сложный звуковой сигнал явится сюрпризом для нарушителей и заставит их поспешно отступить.

Микросхемы LN555 более чем достаточно для возбуждения большого динамика. Если хотите получить еще более громкий звук, то поставьте на выходе усилитель мощности, один из тех, что рассмотрены в этой книге.

Эксперименты со схемой. Можно ли дополнить схему входами № 3 и № 4 для осуществления дополнительного контроля и дополнительными генераторами звуковой частоты? Можно ли изменить номиналы конденсаторов С1 или С2 для получения других звуковых частот?

Сх<

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ГУДОК ЗАДНЕГО ХОДА (ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ О ДВИЖЕНИИ НАЗАД)

Описание работы схемы. Водители грузовиков и других тяжелых машин испытывают затруднение в обзоре сзади при движении задним ходом. Гудок заднего хода предупреждает прохожих о том, что машина начинает движение назад. Схема имитирует предупредительный гудок, создавая прерывистый звуковой сигнал с частотой около одного раза в секунду. Громкость вполне достаточна без подключения дополнительного усилителя, хотя он может быть и добавлен (рис. 7.33).

Микросхема ICI является сдвоенным таймером. Одна сторона микросхемы представляет собой низкочастотный генератор с частотой около 1 Гц. Элементы R2. R1 и С1 формируют большую постоянную времени. Время включенного состояния вычисляется по формуле ц = 0." (Rl + R2)C1 или ij = О."7 (100 кОм 220 кОм) х 0,000005 или 1,15 с. Время выключения) состояния короче, чем время включенного состояния, и равно: t2 = 0," - RZ С или t2 = 0,7 200 кОм• 0,000005, или О,"" с. Общее время для 1 Гц составляет 1,92 с. На вывод 4 (сброс) подается высокий уровень для поддержания! генератора в режиме автоколебаний при подаче напряжения на вывод 14. Выход (вывод 5) подключен к выводу сброса 10 второй стороны микросхемы.

Вторая сторона микросхемы выполняет функции генератора звуковой частоты порядка 1000 Гц что определяется элементами С2. R3 и R4. Вывод сброса 10 подключен к выходу первой стороны (вывод 5). Когда выход! (вывод 5) переключается на плюс (примерно 1 раз в секунду), генера выдает короткие звуковые сигналы частотой 1 кГц.

R3 R4

А

К лампам

заднего

хода

Рис. 7.33. Автомобильный гудок заднего хода (предупреждение о движении назад): IC1 LM556 сдвоенный таймер; С1 1 мкФ, R2, R3 200 кОм; R1, R4 100 кОм; R5-16 В; С2 -0,003 мкФ; СЗ 300 мкФ, 15 В; 10 кОм; Spk 8-Ом громкоговоритель.

Подключение должно быть относительно простым, поскольку, когда включается световой сигнал заднего хода и машина переводится на задний ход, можно использовать это напряжение. Плюсовой вывод питания схемы необходимо соединить с проводом «+ батареи», идущим к лампе заднего хода машины. Для лабораторного испытания и анализа может быть использован 12-В источник питания.

Эксперименты со схемой. Измерьте время включенного состояния на выводе 9 с помощью осциллографа. Это будет легко сделать, если перевести вторую сторону в автоколебательный режим путем переключения перемычки, идущей от вывода 10. с вывода 5 на плюс батареи.

Измерьте с помощью осциллографа импульс частоты на выводе 5. Это также можно сделать, отключив перемычку, идущую от вывода 5 к выводу Ю. исключив этим мешающий звук при испытании. Вы не должны оставлять вывод 10 неподключенным, а временно, но надежно соедините его с минусом батареи, чтобы гарантировать выключение звука.

Схема 32

СИГНАЛИЗАТОР ТОКСИЧНЫХ Г\ЗОВ

Описание работы схемы. Сигнализатор токсичных газов (рис. 7.34) предупреждает о возникновении опасных ситуаций, таких, как наличие взрывоопасных газов или загрязнения воздуха в концентрации, вредной для здоровья. Пары или газы таких веществ, как спирт, лак. разбавители, бензин, пропан, бутан, окись углерода и другие углеводороды, могут быть

---

IC1 555

00(e) (г)

R1 R2

1С 2 CD4071

юз

7805

R4

Датчик

й

12В

5

S2

Рис. 7.34. Сигнализатор токсичных газов: IC1 -LM555, таймер; IC2 CD4071, четыре двухвходовых логических элемента ИЛИ; IC3-7805 стабилизатор напряжения; С1 -0,006 мкФ; С2-300 мкФ, 15 В; R1 -47 кОм R2- 47 кОм; R3- 470 Ом; R4 -25 кОм, пе-

ременное; D2 С106В1, тиристор; D1 све-тодиод, красный; датчик TGS812; Spk 8-Ом громкоговоритель; S1 - кнопка, нормально замкнутая; S2 однополюсный выключатель.

обнаружены при помощи промышленного датчика типа TGS812 в соответствии с инструкцией по использованию.

Микросхема 1С1 типа LM555 вырабатывает настораживающий звуковой сигнал частотой 1600 Гц, напоминающий сигнал дымового сигнализатора. Генератор имеет блокировку по выводу 4 (сброс); когда на этом выводе установлен высокий потенциал, слышен звуковой сигнал, при низком потенциале генератор выключается.

Микросхема IC2 типа CD4071 представляет собой четыре двухвходовых логических элемента ИЛИ. Таблица истинности их состоит в том, что, когда на одном или сразу на обоих входах устанавливается высокий потенциал, на выходе также устанавливается высокий потенциал. Один из четырех логических элементов микросхемы IC2 является управляющим логическим элементом, у которого на выводе 2 поддерживается низкий уровень; на вывод 1 также подается низкий уровень через R3 и S1. На выходе (вывод 3) формируется низкий уровень и, поскольку он соединен с выводом 4 (сброс) микросхемы IC1, генератор выключен. Вывод 1 микросхемы IC2 соединен также с плюсом источника питания через тиристор SCR и светодиод D1. Если тиристор включить, микросхема IC2 разблокирует микросхему IC1 через вывод 4 (сброс).

Управляющий электрод тиристора подключен через резистор к минусу источника питания, а последовательно с R4 включен датчик, одним из выводов соединенный с плюсом источника питания. Резистор R4 используется для установки порога чувствительности управляющего вывода тиристора SCR. Когда датчик сработает (замкнется), падение напряжения на R4 откроет тиристор и на выводе 1 микросхемы IC2 установится высокий уровень. Это приведет к появлению высокого уровня на выходе (вывод 3) и выводе разрешения микросхемы IC1 и к включению звукового сигнала сигнализатора. Светодиод в схеме предназначен для визуальной индикаций в случае выхода из строя микросхемы IC1 и для контроля включений тиристора.

Газовый датчик типа TGS812 включает сигнализатор при наличии паров или газов. Когда токсичные газы попадают между контактами датчика, уменьшающееся сопротивление вызывает появление тока в нагрузке (резистор R4). Напряжение, приложенное между средним выводом резистора R4 и землей, открывает тиристор. Поскольку при этом тиристор блокируется, сигнализатор звучит непрерывно до тех пор, пока не будет нажата кнопка S1. Эта кнопка должна удерживаться в разомкнутом состоянии еще 12 с после удаления паров, чтобы дать время восстановиться датчику. Фирма-изготовитель рекомендует время восстановления от 1 до 2 мин, но в этом нет необходимости, судя по нашим проверкам.

Микросхема IC3 типа 7805 является стабилизатором, обеспечивающим напряжение 5 В для нити накала датчика. Ток, протекающий в режиме работы, составляет 211 мА. Ток покоя равен 135 мА, из которых 120 мА приходится на ток накала. Такой расход тока требует использования автомобильного аккумулятора или выпрямителя от сети переменного тока.

Эксперименты со схемой. Попробуйте использовать второй логический элемент в качестве буферного каскада, соединив вывод 3 микросхемы IC2 с выводами 5 и 6, а затем вывод 4 с выводом 4 микросхемы IC1. Испытайте воздействие различных паров на датчик; для этого разотрите каплю вещества между большим и указательным пальцами и накройте ими датчик до срабатывания сигнализатора.

Схема 33

УСТРОЙСТВО, КОНТРОЛИРУЮЩЕЕ ВХОД ОТО ОТБРАСЫВАЕМОЙ ТЕНИ)

Описание работы. Контроль доступа к месту деятельности или любому другому месту может осуществляться при помощи данной схемы, которая чувствительна к изменению яркости света или незначительным отбрасываемым теням (рис. 7.35). Никаких специальных источников света для

IC2

ЮЗ

\Сл 735 УстР°иство контролирующее вход (по отбрасываемой тени): 1-LM386, низковольтный усилитель низ- R3-27 кОм; R4 390 кОм; С1 0,01 мкФ;

i частоты IC2-ULN3330Y, оптоэлектрон- С2-4 мкФ, 15 В; СЗ-0,006 мкФ; D1 све-ыи переключатель; IC3-7808, стабилиза- тодиод зеленый; D2-светодиод, красный.

Т°Р напряжения; R1 - 560 Ом; R2 1 кОм;

0 ... 11 12 13 14 15 16 17 ... 30