Раздел: Документация
0 ... 12 13 14 15 16 17 18 ... 29 громкоговоритель между выводом 5 микросхемы IC1 и землей (через конденсатор емкостью 300 мкФ), и прослушайте сочетание звуков. Можете ли вы видоизменить схему, поставив вместо микросхемы типа LM386 еще одну микросхему LM555 для получения щебечущего звука? Схема 35 ИНФРАКРАСНЫЙ ДЕТЕКТОР Описание работы схемы. Инфракрасный детектор будет чувствовать любое инфракрасное излучение от лампы накаливания, теплового элемента, огня или инфракрасного светодиода (рис. 7.37). Микросхема IC1 типа TIL113 представляет собой оптрон на паре Дарлингтона с выходным фототранзистором с большим коэффициентом усиления. При обнаружении малейшего инфракрасного излучения фо го-транзистором Q1 он открывается и зажигает внутренний светодиод оптро-на микросхемы 1С 1, свечение которого обнаруживается парой Дарлингтона. В паре Дарлингтона вывод 4 является эмиттером, вывод 5-коллектором и вывод 6-базой. В использовании базы нет необходимости, поскольку в паре Дарлингтона смещение может быть вызвано свечением внутреннего светодиода. Резистор R2 в цепи эмиттера с вывода 4 находится под низким потенциалом или потенциалом земли, когда пара Дарлингтона находится в непроводящем состоянии. Когда инфракрасный свет попадает на Q1, зажигается внутренний светодиод. Излучение светодиода отпирает фототранзистор пары Дарлингтона, и через резисторы R2 и R3 течет ток. Напряжение на выводе 4 растет и на выводе разрешения 4 микросхемы IC2 устанавливается высокий уровень. Микросхема IC2 типа LM555 является мультивибратором с частотой около 600 Гц, определяемой элементами CI, R5 и R6. Генератор включается, когда на выводе разрешения 4 установлен высокий уровень. Для управления чувствительностью можно вместо резистора R1 вклю-  Рис. 7.37. Инфракрасный детектор: IC1 -TIL113 оптрон на паре Дарлингтона:1 кОм; С1 -0,01 мкФ; С2 50 мкФ 15 В. IC2-LM555 таймер; Q1 инфракрасныйСЗ 0.01 мкФ; R4-47 кОм; R5-100 кОм. датчик; R1-10kOm; R2 1,2 кОм; R3SW1 однополюсный выключатель чить ограничивающий резистор сопротивлением 1 кОм и последовательно с ним переменное сопротивление 15 кОм. Чувствительностью можно также управлять, используя вывод базы 6 с ограничительным сопротивлением и переменным сопротивлением для установки тока смещения, переводящего в частично включенный режим пару Дарлингтона. Включенное состояние схема не фиксирует, поэтому при удалении источника инфракрасного излучения звук выключится. Эксперименты со схемой. Используя различные источники инфракрасного излучения и меняя расстояния до Q1, определите дальность срабатывания схемы в зависимости от типа источника излучения. Схема может найти применение для управления дополнительной фотовспышкой. Придумайте еще какие-нибудь способы применения схемы. Схема 36 ИНФРАКРАСНЫЙ ДЕТЕКТОР/СИГНАЛИЗАТОР Описание работы схемы. Безопасность объекта даже при полной темноте может быть обеспечена системой невидимого инфракрасного света, служащей детектором обнаружения. Охраняемый объект не может быть перемещен без включения звукового сигнализатора. Эта система часто используется в витринах (рис. 7.38). Микросхема IC1 типа CD4009 представляет собой шесть инверторов в интегральном исполнении, из которых три используются как переключатели. Первый инвертор (выводы 2 и 3) является переключателем детектора Вход (вывод 3) переводится в состояние с высоким логическим уровнем от фотодетектора Q1 через резистор R1, на котором напряжение равно приблизительно 1 В при отсутствии источника инфракрасного излу-  9В рис. 7.38. Инфракрасный детектор/сигнализатор: •C1-CD4009, шесть инверторов; IC2-50 мкФ, 15 В; СЗ 0,01 мкФ; D1 свето- М555, таймер; Q1 -инфракрасный фото-диод, красный; D2- светодиод, зеленый; ■етектор; R1 -15 кОм, переменное; Q2 -SW1-кнопка. нормально разомкнутая; ■IL906-1, мощный инфракрасный свето-SW2-однополюсный выключатель; R7 §Иод; R2, R3-390OM; R4 ЮкОм; R5-270 Ом; Spk - громкоговоритель. 47кОм; R6 100 кОм; С1-0,01 мкФ; С2- чения. Объект располагается между Q2 (инфракрасный светодиод большой мощности) и Q1 (инфракрасный детектор). Когда объект начинает перемещаться и инфракрасный свет попадает на Q1, напряжение на выводе 3 поднимается до 7 В, и на выводе 2 устанавливается низкий уровень. Поскольку вывод 2 соединен с выводом 5, второй инвертор переключается и устанавливает на выходе (вывод 4) высокий уровень, от которого зажигается красный светодиод D1. Вывод 7 третьего логического элемента находится под напряжением низкого уровня из-за заземления резисторов R4 и R2. а выход этого логического элемента находится под высоким уровнем, которым зажигается зеленый светодиод D2, указывающий, что схема пребывает в состоянии готовности и объект под охраной. Однако, когда на вывод 7 поступит высокий уровень и включится D1 через первый инвертор, зеленый светодиод погаснет. Второй инвертор включен в схему для того, чтобы зафиксировать включенное состояние схемы. Микросхема IC2 типа LM555 является мультивибратором с частотой около 625 Гц, определяемой элементами CI, R5 и R6. На выводе разрешения 4 поддерживается низкий уровень, когда на выводе 4 в исходном состоянии низкий уровень. Когда на выводе 4 устанавливается высокий уровень в результате срабатывания первого инвертора, микросхема IC2 разблокируется и включится звуковая сигнализация. Таким образом, при перемещении охраняемого объекта гаснет зеленый светодиод, зажигается красный и включается звуковая сигнализация. Включение схемы фиксируется вторым инвертором. Если вернуть объект на место между Q2 и Q1. а затем нажать переключатель сброса SW1. схема вернется в исходное состояние, т. к. SW1 заземлит вход третьего инвертора. На входе третьего инвертора установится низкий уровень, а на выходе-высокий уровень, который зажигает зеленый светодиод («Все на месте»). На выводе 4 установится низкий уровень и, следовательно, низкий уровень появится на выводе 4 микросхемы IC2, которая отключит сигнализатор. Красный светодиод погаснет, поскольку на выводе 4 будет низкий потенциал и объект на месте. Ток покоя составляет 14 мА, из которого 4,7 мА потребляет микросхема IC2 в состоянии готовности. 9,3 мА потребляет зеленый светодиод в состоянии безопасности. При 4-дюйм (100-мм) громкоговорителе рабочий ток равен примерно 160 мА. Мощный инфракрасный светодиод потребляет 58 мА, что обеспечивает эффективно охраняемую им зону до 50 см. Несмотря на некогерентный источник света, луч очень узкий. Чтобы направить его на Q1. нужен некоторый навык. Эксперименты со схемой. Меняя размеры объекта, устанавливаемого на подставке, определите, насколько узок предлагаемый инфракрасный луч. Помните, что инфракрасное излучение присутствует в свете ламп накаливания и в некоторой степени ламп дневного света. Если направить QI на какой-либо светильник, сигнализатор должен включиться. Схема 37 ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ РАДИОПРИЕМНИК АМ-СИГНАЛОВ С УСИЛИТЕЛЕМ Описание работы схемы. Микросхема ZN414 фирмы «Ферранти» позволяет создать перестраиваемый тюнер, который превосходно сопрягается с низковольтным усилителем низкой частоты в интегральном исполнении для  С1« 3 21 СЗ "Л R4 С4; IC2 LM386 3 VR С7 Spk :сб UL1 Зис. 7.39. Перестраиваемый радиоприемник AM-сигналов с усилителем: 9В C1-ZN414 приемник АМ-сигналов в интегральном исполнении (TO-92); IC2 LM386, усилитель мощности низкой частоты; VR 78L05, стабилизатор напряжения на 5 В; L1 регулируемый контур; С1 кон-шенсатор переменной емкости 365 пФ; Spk - от 4- до 8-Ом громкоговоритель; R1 100 кОм; R2 1 кОм; R3 390 0м; R4 50 кОм, переменное; R5 1 кОм; С2-0,02 мкФ; СЗ 0,5 мкФ; С4 10 мкФ, 15 В; С5 0,15 мкФ; С6 250 мкФ, 12 В; С7 0,05 мкФ. получения законченной радиосистемы. Минимальное число навесных элементов обеспечивает простоту схемы и экономию места. Схема может функционировать без заземления, хотя заземление улучшает чувствительность, особенно в зоне слабого приема. Заземление, кроме того, уменьшает радиопомехи и другие шумы (рис. 7.39 и 7.40). Микросхема IC1 ZN414 является многокаскадной транзисторной схемой с детектором. Напряжение, подаваемое на ее выход (вывод 1) через R2. критично и должно поддерживаться постоянным, иначе возможно возникновение искажений. Схема была рассчитана так, чтобы поддерживать напряжение около 1,23 В в точке соединения резисторов R3 и R5, что в свою вчередь обеспечивает постоянство напряжения на выводе 1 через R2. Трехвыводный стабилизатор напряжения на микросхеме 78L05 поддерживает неизменным уровень постоянного напряжения на цепи делителя напряжения R3 и R5, даже когда напряжение источника питания изменялось при проверке от 6 до 12 В. Ток. потребляемый микросхемой ZN414. ■пренебрежимо мал (0.26 мА). Выход связан со входом цепью обратной связи через резистор R1 и обеспечивает автоматическую регулировку усиления. Схема не будет работать без С5, который является фильтром по эадиочастоте для каскада детектора (рис. 7.40). Выход  Земля ZN414 }с. 7.40. Структурная схема микросхемы типа ZN414 фирмы «Ферранти». Выходной сигнал от микросхемы IC1 подается через конденсатор СЗ на резистор R4. Этот резистор обеспечивает регулировку уровня сигнала на входе микросхемы IC2. Микросхема IC2 типа LM386 является низковольтным усилителем низкой частоты с амплитудой, достаточной для возбуждения громкоговорителя. Можно ставить громкоговорители раз-тичных размеров, однако громкоговорители больших размеров более эффективны и обеспечивают лучшее качество. Ток покоя составляет от 15 до 18 мА при низком уровне громкости и возрастает до 100 мА при большей громкости. Микросхема LM386 имеет тенденцию к самовозбуж-цению при размещении ее на макетной плате, а иногда и на готовой печатной плате. Развязка по постоянному току конденсатором С7, включенным между выводом 6 и землей, позволяет избежать этой проблемы Эксперименты со схемой. Напоминаем, что тюнер имеет широкополосную настройку: можно одновременно слышать более одной станции Попробуйте сделать собственную катушку; намотайте 41 виток литцендрагового провода на каркас диаметром около 6 мм и длиной 2,5 см или на ферри-товый стержень. Глава 8 Схемы управления световой сигнализацией Щхема 38 УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОГО ОСВЕЩЕНИЯ Описание работы схемы. Аварийное освещение применяется в качестве резервного устройства, которое включается, если в результате аварии пропадает сетевое напряжение. Особенно важное значение оно имеет в тех тестах, которые при аварии в сети могут оказаться в полной темноте. Наличие сетевого напряжения контролируется с помощью выпрями-еля, выполненного на элементах Tl, Dl, Rl, CI, С2 и R2. На выходе выпрямителя формируется напряжение, приблизительно равное 8,9 В (6,3 В 1,414), которое поступает на разрешающие входы (выводы 1 и 2) интегра ьнои схемы IC1 (рис. 8.1)*. IC1 (CD4071) содержит четыре двухвходовых элемента ИЛИ. На выходе (вывод 3) ИС IC1 устанавливается высокий логический уровень при подаче высокого уровня на любой из двух входов либо на оба входа сразу. С выхода (вывод 3) через резистор R4 положительное напряжение поступает на базу /?я/?-транзистора Q1, запирает его, и лампочка гаснет. Лампочка загорается, когда на базу Q1 подается отрицательное смещение относительно его эмиттера. При наличии сетевого напряжения на выводе 3 микросхемы IC1 сохраняется высокий уровень напряжения и транзистор Q1 заперт Когда сетевое напряжение пропадает, на выводе 3 устанавливается низкий уровень. Q1 открывается и включает лампочку. Когда транзистор Q1 открыт, устройство потребляет ток около В) мА, что несколько превышает возможности 9-В батарейки для транзисторных радиоприемников. Однако следует учесть, что устройство пред-  Щис. 8.1. Устройство аварийного освещения: С1 CD4071 счетверенный двухвходовои элемент ИЛИ; Q1 - мощный рлр-транзи тор SK3 7, SK3719 или GE16; С1. С2-100 мкФ, 25 В; R1 -330 Ом; R2, R3 10 кОм; R4 3,3 кОм; L1 - лампа ?* 47, 6,3 В, 0,15 А; T1 трансформатор 120 В 6,3 В (100 мА); F1 - предохранитель на 1 А. * Лампа L1 может быть установлена как в коллекторную, так и в эмиттерную цепь тРанзистора Q1.- Прим. ред. назначено для использования в аварийных ситуациях и лампа горит весьма недолго-пока не будут приняты другие меры по восстановлению освещения. Ток, потребляемый устройством в дежурном режиме, приблизительно равен 2 мА, и, таким образом, расходы на его эксплуатацию малы. Проверить работу такого устройства можно, просто выдернув вилку (на схеме она соединена с первичной обмоткой трансформатора). Это будет имитировать пропадание сетевого напряжения. Эксперименты со схемой. Попробуйте в качестве IC1 использовать элемент И, например ИС CD4081. Высокий уровень на выходе логических элементов данного типа появляется при подаче высокого уровня на оба входа одновременно. Подумайте, можно ли вместо батарейки использовать никель-кадмиевый аккумулятор, чтобы он подзаряжался от выпрямителя при нормальном сетевом напряжении и становился источником тока для лампочки аварийного освещения при аварии в сети? Схема 39 СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТЕМНЕННОЙ КОМНАТЫ Описание работы схемы. Если кто-то откроет дверь фотолаборатории во время обработки фотоматериалов, то светочувствительная бумага или фотопленка могут быть испорчены. Описываемое устройство (рис. 8.2) контролирует освещенность затемненной комнаты и сигнализирует, можно или нельзя туда входить. Используемая в устройстве микросхема типа LM555 представляет собой низкочастотный мультивибратор, который вырабатывает положительные импульсы длительностью 0.2 с, следующие с частотой 2 Гц. Эту частоту можно менять, изменяя емкость конденсатора С1. Выход 3 мультивибратора соединен через резистор R3 с управляющим электродом симистора D1. Номинал резистора R3 и соответственно угол зажигания симистора выбраны такими, что 40-Вт лампа горит в половину накала. // S1  R4 9В R1 R2 Рис. 8.2. Сигнальное устройство для затемненной комнаты IC1 таймер LM555; D1 - симистор SK5555, ток управляющего электрода 5 мА, предельное напряжение 200 В; С1 10 мкФ, 10 В; R1 R2 100 кОм; R3 1,8 кОм (при этом номинале лампа вспыхивает в поло- вину накала); R4-330 кОм; LDR фоторезистор 2 кОм 1 МОм; S1, S2 однополюсный выключатель: F1 -предохранитель на 1 A; R5-470 Ом; D2 светодиод; i 1 лампа 40 Вт, 120 В. Симистор открывается положительным импульсом и подключает лампу к сети. В паузе между импульсами лампа отключена. Микросхема 1С! вырабатывает импульсы при подаче на вход (вывод 4) высокого уровня напряжения; при низком логическом уровне на этом входе импульсы на выходе отсутствуют. Резистор R4 и фоторезистор LDR образуют делитель напряжения, подключенный к выводам источника питания постоянного тока. Соотношение сопротивлений резисторов R4 и LDR определяет уровень (высокий или низкий) напряжения на выводе 4. Когда фоторезистор LDR освещен, его сопротивление мало (приблизительно 2 кОм). Поскольку сопротивление резистора R4 равно 330 кОм, на выводе 4 будет низкое напряжение и импульсы на выходе микросхемы отсутствуют. Когда свет на фоторезистор не падает, его сопротивление составляет приблизительно 1 МОм, на выводе 4 микросхемы устанавливается высокий уровень напряжения, генератор начинает вырабатывать импульсы и лампа периодически вспыхивает. Устройство устанавливается снаружи, у входной двери фотолаборатории, а фоторезистор LDR, контролирующий освещенность, помещается внутри комнаты. Если в лаборатории горит свет, а это означает, что туда можно входить, то наружная красная лампа выключена Когда же свет в лаборатории погашен, красная лампа мигает, предупреждая, что входить нельзя. В дежурном режиме схема потребляет ток около 5 мА. а в рабочем режиме (лампа мигает)-до 10 мА. Эксперименты со схемой. Увеличьте номинал С1, понизив тем самым частоту импульсов. Поставьте резисторы R1 и R2 других номиналов для изменения длительности импульсов и пауз между ними. Зачем добавлен светодиод D2? Схема 40 ЭЛЕКТРОННОЕ КОЛЕСО (РУЛЕТКА) Описание работы схемы. Электронное колесо можно использовать в разного рода играх и в ситуациях, когда решение принимается по воле жребия. Данное устройство (рис. 8.3, а) является истинно электронным колесом, в котором номера перебираются с плавно нарастающей скоростью до полного разгона. Затем оно замедляется и наконец останавливается на некотором случайном номере. Интегральная схема IC1 типа SCL4046 представляет собой управля-мый напряжением генератор. Частота следования генерируемых им импульсов изменяется в зависимости от величины напряжения на выводе 9 микросхемы IC1. При замыкании кнопки S1 конденсатор С1 медленно заряжается через резистор R2, обеспечивая нарастающее напряжение на выводе 9 Это напряжение вызывает увеличение частоты следования импульсов с нуля до некоторого предельного значения, определяемого постоянной времени цепочки R6, С2 и равного для выбранных номиналов элементов 40 Гц. Это значение частоты следования сохраняется в течение всего времени, пока кнопка S1 замкнута. При размыкании S1 конденсатор С1 начинает медленно разряжаться через резистор R1 на землю, вызывая обратный процесс понижения частоты следования импульсов до нулевого значения Вывод 4 IC1 через конденсатор СЗ соединен со счетным входом (вывод 14) микросхемы IC2. ИС IC2 представляет собой счетчик/дешифратор с десятью выходами 00-09 (выводы 1-7, 9-11), на которых последовательно формируются  7 480 0 ... 12 13 14 15 16 17 18 ... 29
|
