Раздел: Документация

0 ... 11 12 13 14 15 16 17 ... 29

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 IC1 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 (ПО 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

101° 735 УстР°иство контролирующее вход (по отбрасываемой тени): i-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;

---

датчика не требуется. Схема включает звуковой сигнализатор, если кто-нибудь пройдет в пределах 4,5 м перед датчиком, перекрывая падающий дневной свет. Причем окно может быть удалено на расстоянии до 9 м от устройства.

Микросхема IC1 типа LM386 является низковольтным усилителем низкой частоты и подключена к генератору. Генератор блокируется в нерабочем состоянии напряжением, подаваемым с микросхемы IC2.

Микросхема 1С2 типа ULN3330Y представляет собой оптоэлектронный переключатель, на выходном выводе 1 которого поддерживается напряжение 6,87 В при нормальной освещенности элемента датчика. Это напряжение приложено к выводу 3 микросхемы IC1 и блокирует генерацию микросхемы IC1. Однако, если даже небольшая тень упадет на чувствительный элемент датчика, на его выводе 1 установится низкий уровень порядка 0,33 В, и напряжение на выводе 3 будет определяться током, протекающим через элементы Rl, D1 и R3. Кроме того, конденсатор С1 начнет заряжаться через R2 до того момента, пока напряжение на нем не превысит напряжение на выводе 3, после чего на выходе IC1 (вывод 5) появится низкий потенциал и цикл начнется сначала. При емкости конденсатора 0,01 мкФ генерируется частота порядка 1 кГц.

Выходная частота подается на громкоговоритель через конденсатор С2 Конденсатор С2 подбирается небольшой емкости для того, чтобы максимально использовать возможности 8-омного 3-дюйм (75-мм) громкоговорителя и снизить громкость. Если для увеличения громкости потребуется использовать больший громкоговоритель, то следует увеличить емкость С2.

Ток покоя схемы составляет 10 мА, рабочий ток-60 мА. Поэтому, если предполагается использовать устройство длительное время, лучше установить для его питания выпрямитель от сети переменного тока, а не батарею. Микросхема IC3 типа 7808 необходима для поддержания постоянного напряжения, обеспечивающего стабильность частоты и чувствительности. Постоянное напряжение выше 8.5 В вызывает автоколебательный режим работы генератора независимо от датчика.

Датчик на микросхеме IC2 должен быть установлен в световом рефлекторе в перевернутом состоянии для уменьшения чувствительности к падающему свету. Точка фокуса определяется экспериментально. Кроме того, при установке на месте должны быть учтены комнатный и отраженный свет. В некоторых случаях может оказаться необходимым использование зеркала для отражения искусственного света. Светодиод D2 включен в схему для контроля датчика. Зеленый светодиод D1 в цепи генератора является частью цепи делителя и установлен для дополнительного контроля генерации.

Эксперименты со схемой. Эта схема предоставляет широкие возможности для экспериментальных исследований. Например, можно использовать микросхему LM555 в качестве одновибратора, что позволит реализовать задержку выключения генератора, используя для запуска одновибратор. Схема, представленная здесь, будет выдавать сигнал постоянно, если кто-нибудь встанет перед датчиком и создаст тень. Для понижения звука может быть увеличена емкость конденсатора О.

Схема 34

СИГНАЛИЗАТОР, ИМИТИРУЮЩИЙ ТИРОЛЬСКОЕ ПЕНИЕ

Описание работы схемы. Имитатор тирольского пения (рис. 7.36) является звуковым устройством для привлечения внимания. Он может быть использован непосредственно как источник пугающего звука или подключен к дополнительной усилительной системе как сигнализатор общей тревоги.

Микросхема 1С1 типа LM386, низковольтный усилитель низкой час-I тоты, работает в качестве низкочастотного мультивибратора с элементами С2, Rl, R2, R3 и СЗ. С выхода (вывод 5) низкочастотный сигнал подается на вывод 5 микросхемы IC2 через цепочку делителя напряжения R4, R5 и С4.

Микросхема IC2 типа LM555 является высокочастотным мультивибратором с частотой, определяемой элементами С5, R6 и R7. Выходной сигнал с вывода 3 может возбуждать большой громкоговоритель со значительной громкостью. Частота, генерируемая микросхемой IC2. зависит также от изменения напряжения и будет изменяться при разряде батареи. Эта проблема может быть преодолена путем стабилизации напряжения на микросхеме IC2 микросхемой IC3, которая является трех-выводным стабилизатором напряжения. Вывод 5 микросхемы IC2 принимает низкочастотный сигнал от микросхемы IC1 и обеспечивает качание частоты на выходе, создавая эффект тирольского пения. Изменяя номинал С5. можно изменить верхнюю и нижнюю границы качания звука.

Эксперименты со схемой. Установите осциллограф между выводом 5 микросхемы IC1 и землей для измерения качания частоты. Измерьте частоту на выходе (вывод 3) микросхемы IC2 при отключенном входном выводе 5 для получения высокого уровня. Измерьте частоту от микросхемы IC2 (вывод 3) при обеих работающих микросхемах. Замените величину емкости конденсатора С5 на 0,015 мкФ и заметьте изменение звука. Включите второй

4e)<7)<s)<5>

9В

0

IC3

Рис. 7.36. Сигнализатор, имитирующий тирольское пение:

IC1 LM386, низковольтный усилитель низ- 4 мкФ 10 В; С5-0.01 мкф- С6 10 мкФ кой частоты; IC2 LM555 таймер; IC3 15 В; С7 10 мкФ, 10 В; R1 - 1 кОм; R2 MC78L05, стабилизатор; С1 0,006 мкФ, 15кОм; R3-10kOm; R4, R5 10 кОм; R6, С2 50 мкФ, 15 В; СЗ 50 мкФ, 15 В; С4 R7 47 кОм; С8 - 0,1 мкФ.

0 ... 11 12 13 14 15 16 17 ... 29