Раздел: Документация

0 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 30

денсатор СЗ разряжается через резистор R5, что вызывает понижение частоты. Периоды нарастания и снижения частоты можно регулировать, изменяя номиналы СЗ, R5 и R4.

Начальное значение частоты определяется номиналом конденсатора С4. Уменьшение емкости конденсатора С4 вызывает увеличение начальной частоты. Если длительность импульсов микросхемы IC1 сделать больше, увеличив емкость конденсатора С1, то диапазон изменения частоты относительно начального значения будет больше.

Схема звукового сигнализатора может быть использована и сама по себе. Если же поставить дополнительные компоненты, как это показано на рисунке пунктирными линиями, она превратится в сигнализатор вторжения. Звук может быть отключен выключением микросхемы IC1. На вывод 4 подан положительный (разрешающий) потенциал. Если этот вывод подключить к земле, то схема отключается. Когда переключатель S1 разомкнут, с делителя напряжения на резисторах R8 и R9 на вывод 4 подается положительное напряжение и сигнализатор включается. Вместо переключателя могут быть использованы куски проволоки, которые включают сигнализатор при их обрыве.

Эксперименты со схемой. Измените величину емкости конденсатора СЗ или сопротивления резистора R4 и обратите внимание на изменение частоты. Измените номинал конденсатора С1 и обратите внимание на изменение периода завывания.

Рис. 7.2. Сирена и звуковой сигнализатор с IC1-556, сдвоенный таймер; IC2-CD4016, аналоговый ключ на два направления; IC3-MC14046В, схема фазовой автоподстройки; С1-50мкФ, 10 В; С2-2мкФ, 10 В; СЗ-0,01 мкФ; С4 - 0,002 мкФ; С5-4мкФ, 10 В; С6 - 0,001 мкФ; R1, R2-68кОм; R3-100kOm; R4-220 кОм, R5,

прерывистым звучанием: R6 470 кОм; R7-500 кОм, потенциометр; R8-1 кОм; R9-100OM; Q1-2N1101, SK3010, GE59; Spk 8-Ом громкоговоритель; S1 - однополюсный перекидной переключатель; В1 -9 В; D1 -светодиод; R резистор светодиода, 470 Ом; R10-1 кОм.

Схема 2

СИРЕНА И ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР С ПРЕРЫВИСТЫМ ЗВУЧАНИЕМ

Описание работы схемы. Сирену, работающую в автоколебательном режиме, можно включать на стадионе при проведении спортивных игр для оповещения, что счет открыт или изменился. Она может быть использована как устройство оповещения с блокировкой или как тревожный сигнализатор вторжения.

Микросхема IC1 типа 556 представляет собой сдвоенный таймер микросхемы типа 555. Одна половина микросхемы (выводы с 1 по 6) представляет собой низкочастотный генератор, который включается и выключается каждые 8 с. (Вторая половина микросхемы будет описана позднее.) Выходной сигнал с вывода 5 подается через конденсатор С6 на вывод 13 четырехканального аналогового ключа на два направления (микросхема IC2). Один из четырех каналов аналогового ключа (выводы 1 и 2) подключает вывод 9 генератора, управляемого напряжением и входящего в состав схемы фазовой автоподстройки частоты (микросхема IC3I. к плюсу источника питания через резистор R5. С выводом 9 соединены также конденсатор С5 и резистор R6, вторые выводы которых заземлены грис. 7.2).

Генератор, управляемый напряжением, увеличивает частоту генерации при повышении напряжения на выводе 9 и уменьшает ее при понижении напряжения на том же самом выводе. Когда на одной из половин микросхемы 556 устанавливается высокий уровень на период около пяти секунд, конденсатор С5 заряжается через резистор R5 и напряжение на выводе 9 повышается Следовательно, частота выходного сигнала на выводе 4 микросхемы IC3 увеличивается. Когда на микросхеме 556 устанавливается низкий уровень, конденсатор С5 разряжается через резистор R6 и частота

выходного сигнала уменьшается. Эти понижения и повышения частоты создают звук сирены до тех пор, пока переключатель S1 замкнут на минус источника питания. Переключатель S1 подключен к выводу 5 микросхемы IC3, которая отпирается низким уровнем, т. е. если этот вывод соединен с землей, работа генератора разрешается. Заметим, что вывод 11 микросхемы IC3 соединен с минусовой шиной через резистор R7. Регулировка резистора R7 позволяет установить частоту генератора в нижнем, среднем или верхнем регистрах.

Наличие вывода 5, отпираемого низким уровнем, у микросхемы IC3 обеспечивает дополнительные возможности управления. Если к выводу 5 приложен низкий уровень, генератор работает в автоколебательном режиме; при подаче высокого уровня генератор отключается. На этом свойстве основано прерывание сигнала повышающейся и понижающейся частоты. Вторая половина микросхемы IC1 типа LM556 (выводы 8-13) выполняет функции второго низкочастотного генератора, который выключается и включается через 1,5 с при номиналах элементов, показанных на схеме Выходной сигнал с вывода 9 микросхемы IC1 подается на отпирающий вывод 5 микросхемы IC3 через конденсатор СЗ и переключатель S1, отключая таким образом сирену на время, соответствующее выбранному периоду выходного сигнала. Частота прерываний зависит от величины емкости конденсатора С2. Укороченные интервалы прерываний микросхемы IC3 получатся при уменьшении номинала емкости конденсатора С2 (попробуйте вместо 2 мкФ установить 0,1 мкФ).

Схема может работать как тревожный сигнализатор вторжения, если Добавить переключатель S2 так, как показано пунктирной линией на схеме. Когда S2 замкнут (положение, в котором он изображен на схеме), сигнализатор отключен. Размыкание переключателя вызовет появление звука-сирены или прерывистого звукового сигнала.

---

Эксперименты со схемой. Попробуйте изменить величину емкости конденсатора С2 так, как предлагалось, чтобы получить изменение интервалов прерываний. Дополните схему переключателем S2, чтобы получить сигнализатор вторжения.

Схема 3

ТРЕВОЖНЫЙ СИГНАЛИЗАТОР, ОХРАНЯЮЩИЙ ДВА ВХОДА

Описание работы схемы. Двусторонний сигнализатор может быть использован как тревожное сигнальное устройство для одновременной охраны двух дверей какого-нибудь помещения.

Микросхема IC1 (рис. 7.3) является операционным усилителем, включенным по схеме генератора. Выходной сигнал с вывода 6 по цепи обратной связи подается на вход (вывод 2) через мостовую схему (Rl, R2, СЗ и С4), которая для получения колебаний подключена к земле через элементы R3, CI, С2 и S1 или S2. Изменение величины любого из этих компонентов вызовет изменение частоты звукового сигнала на выходе. Уменьшение сопротивления резистора R3 вызовет повышение частоты. Звуковой сигнал на выходе схемы появляется в случае, если один из конденсаторов С1 и С2 или оба одновременно замкнуты на землю. Причем каждому случаю соответствует своя частота звука.

В экспериментальных целях вы можете изменять величины других компонентов, причем целесообразнее изменять тройку CI, С2 и R3, нежели Rl, R2, СЗ или С4. Заметим, что переключатель S1 обеспечивает более низкий звук, поскольку к нему подключен конденсатор большей емкости (О). Третий звук будет распознаваться лучше по отношению к двум другим, если вместо емкости 0,001 мкФ конденсатор С2 будет иметь емкость 0,025 мкФ. Диод D1 включен последовательно с резистором R4 для улучшения качества звука и уровня запуска генератора.

Выход микросхемы IC1 (вывод 6) подается через конденсатор С5 на вход микросхемы IC2 (усилитель низкой частоты). Мощности этой микросхемы достаточно для возбуждения 12-дюйм (300-мм) громкоговорителя, если кому-то захочется получить высокую эффективность. Усиление микро-

Рис. 7.3. Тревожный сигнализатор, охраняющий два входа:

IC1 операционный усилитель; IC2 низко- R3, R4 10 кОм; R5 22 кОм; R6 1 кОм; вольтный усилитель мощности; С1 В1. В2 9-В батареи или биполярный 0,03 мкФ; С2 -0,001 мкФ; СЗ, С4 0,002 мкФ; источник питания; S1 S2 однополюсные С5-0,01мкФ; С6-200 мкФ, 15 В; С7- перекидные переключатели нормально ЮмкФ, 15 В; R1-220kOm; R2 180 кОм; разомкнутые.

схемы IC2 без элементов R6 и С7 слишком велико. При их включении в схему усиление составляет 50 дБ, а при включении только конденсатора С7 (10 мкФ)-200.

Эксперименты со схемой. Измените емкость конденсатора С1 или С2 для получения большего различия частот. Попробуйте добавить еще один переключатель и еще один конденсатор для получения трехпозиционного сигнализатора.

Схема 4

ТУМАННЫЙ ГУДОК (НЕПРЕРЫВНЫЙ)

Описание работы схемы. Туманный гудок имеет низкий звук, время включения которого управляется генератором импульсов инфранизкой частоты. Частота звука отвечает требованиям туманного гудка.

Микросхема IC2, таймер типа LM555, генерирует частоту приблизительно 200 Гц, определяемую элементами С2, R3 и R4 (рис. 7.4). Выход его поступает через конденсатор СЗ емкостью 220 мкФ на 12-дюйм (300-мм) громкоговоритель. Может быть использован и меньший громкоговоритель, но для этого низкого звука более эффективен громкоговоритель большего размера. Выход может быть нагружен на еще один усилитель для получения большей мощности, но и этой мощности вполне достаточно. Управление состояниями «включено/выключено» осуществляется через вход сброса (вывод 4), который подключен к выводу 4 микросхемы IC1.

Микросхема IC1 типа CD4001, представляющая собой четыре двух-входовых логических элемента ИЛИ-НЕ, имеет два перекрестно соединенных логических элемента для реализации схемы генератора Частота генератора на микросхеме IC1 составляет 1 импульс в 1,3 с, или, другими словами, звук включается на этот промежуток времени. Выходной сигнал близок к симметричному, поэтому время выключения звука приблизительно такое же. Частота импульсов может быть изменена путем изменения величин элементов Rl. R2 и С1 Уменьшение сопротивления резистора R2 вызовет уменьшение времени включенного состояния, а увеличение со-

С2

IC1 CD 400

1С1С г4" Туманный ТДОк (непрерывный).

J~CD4001. логические элементы ИЛИ-п по Ю2 LM555; С1 - 50 мкФ, 25 В; С2 мкф; СЗ 220 мкФ, 25 В; D1 свето-

диод; R1 220 кОм; R2- 22 кОм; 100 кОм; R4-68kOm; R5 ЮкОм 220 Ом

R3 R6

---

противления резистора R2 соответственно увеличит это время. Выходной сигнал после таких изменений не будет симметричным, поэтому в последнем случае длительность паузы будет короче, чем время включенного состояния. Светодиод D1 в схеме необязателен для ее функционирования. Он добавлен для визуальной индикации времени включения.

Эксперименты со схемой. Измените величину элементов R2 или С1 для изменения длительностей выключенного и включенного состояний. Подберите какой-нибудь усилитель мостового типа из этой книги, который можег быть добавлен для получения большей мощное г и (смотрите схемы 16 и 19).

Схема 5

ТУМАННЫЙ ГУДОК (ПРЕРЫВИСТЫЙ)

Описание работы схемы. Эта схема формирует звуковой сигнал, подобный настоящему туманному гудку, в котором три гудка чередуются с паузой. Число гудков, а также длительность паузы и тон программируются изменением выбранных компонентов.

Микросхема IC2, таймер типа LM555, является низкочастотным генератором, частота которого задается величиной емкости конденсатора С2 (рис. 7.5). Во внутренних водах рекомендован звук частотой от 250 до 525 Гц. Номиналу конденсатора С2 = 0,022 мкФ соответствует звук частотой 250 Гц. Выход микросхемы подается на громкоговоритель через конденсатор СЗ. Светодиод D1 не является обязательным и включен в схему для визуальной индикации включенного состояния.

Микросхема IC1 типа CD4011 представляет собой четыре двухвходо-вых логических элемента И-НЕ с двумя логическими элементами, перекрестно соединенными с помощью элементов Rl, R2 и С1 для получения низкочастотного генератора. Длительность сигнала во включенном состоянии составляет 1,3 с. Вывод 4 (выход микросхемы) подключен к выводу 4 микросхемы LM555 для формирования длительности включенного состояния звукового генератора. Разрешение запуска микросхемы IC1 осуществляется по выводу 1: когда на нем устанавливается высокий уровень или

С2

R7 R8

Рис. 7.5. Туманный гудок (прерывистый): IC1 CD4001, логические элементы ИЛИ-НЕ; IC2-LM555; С1 50 мкФ, 25 В; С2 0,022 мкФ; 0,02 мкФ, 0,018 мкФ (подбором); СЗ 220 мкФ, 25 В; D1 -светодиод, красный; С4-15 мкФ, 15 В; D2- светодиод.

R3 R4

зеленый (дополнительный); R1 220 кОм; R2 22 кОм; R3 100 кОм, R4 68 кОм; R5-10kOm; R6 220 0м; R7 330 кОм; R8 470 кОм; R9 270 Ом

«включено», IC1 может генерировать низкочастотные импульсы для управления длительностью одной звуковой посылки. Когда на выводе 1 установлен низкий уровень, на выходе устанавливается также низкий уровень и звук прерывается. Через вывод 1 можно формировать заданное число тональных посылок и затем прерывать их на некоторый период времени, после чего эти посылки будут повторены.

Микросхема IC3 является еще одним низкочастотным генератором импульсов, построенным при помощи элементов R7, R8 и С4. Устанавливая большие номиналы резисторов R7 и R8 и сохраняя установленную величину емкости конденсатора С4, можно управлять числом звуковых посылок между периодами выключений. Вывод 3-выход микросхемы-подключен к установочному входу логического элемента (вывод 1) микросхемы IC1. Легче управлять путем подбора номинала С4, чем путем изменения R7 или R8. Когда емкость конденсатора С4 составляет 10 мкФ, формируются две звуковые посылки, при емкости 20 мкФ-четыре звуковые посылки, а при емкости 15 мкФ-три.

Светодиод D2 (зеленого цвета) и 270-Ом резистор в схеме являются необязательными. Светодиод включен в схему для визуального контроля времени включенного и выключенного состояний.

Примечание: микросхема LM555, звуковой генератор, обладает достаточной мощностью для возбуждения 12-дюйм (300-мм) громкоговорителя. Выход может быть подключен к усилителю в интегральном исполнении, такому, как микросхемы LN386 или LN384.

Эксперименты со схемой. Найдите в этой книге схему с усилителем в интегральном исполнении типа LN384 или LN386 и примените ее для получения звука большой громкости. Увеличьте емкость конденсатора С2 и понаблюдайте изменение тональности, или увеличьте емкость конденсатора С4 для увеличения времени паузы.

Схема 6

СИНТЕЗИРОВАННЫЙ ЗВУК (ТЕАТРАЛЬНЫЙ)

Описание работы схемы. Синтезирование двух звуков может дать некоторые интересные эффекты, такие, как свисток поезда, гудок старого автомобиля, дуновение ветра, ночной шум и другие. Такие звуки используются в театральных постановках. Сверхъестественные звуки также можно получить при помощи этой схемы (рис. 7.6).

Микросхема IC1 типа CD4011 представляет собой четыре двухвходо-вых логических элемента И-НЕ. Она имеет два перекрестно соединенных готических элемента для реализации схемы двух отдельных звуковых генераторов. Компоненты R4, R5 или С5 с одной стороны и Rl, R2 и О - с Другой определяют параметры выходных звуковых сигналов. Изменение номиналов конденсаторов С5 и О приведет к изменению выходных сигналов на выводах 4 и 10. Если использовать магазины емкостей в качестве этих конденсаторов, то изменение звуков будет происходить в соответствии с номиналами подключенных конденсаторов. Третий звуковой эффект может быть получен путем плавного изменения напряжения от 5 До 9 В. Это добавит завывания в синтезированный звук

Выходные сигналы с выводов 4 и 10 микросхемы IC1 подаются через конденсаторы С2 и С6 на микросхему IC2. Микросхема IC2 работает в качестве буферного устройства для предотвращения перегрузки по выходу.

0 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 30