В устройстве по схеме на рис. 4.50, а транзисторы могут быть КТ312Б и КТ315Г, диод Д226В.
В устройстве по схеме на рис. 4.50, б, можно использовать два элемента 2И-НЕ из четырех интегральной микросхемы К176ЛА7.
В устройстве по схеме на рис. 4.51 полностью используются четыре элемента 2И-НЕ интегральной микросхемы К176ЛА7.
В устройстве по схеме рис. 4.52 используются кремниевые диоды КД105Б или Д220.
4.4.5. Устройства сигнализации
об изменении освещенности и загорании
Повышение или уменьшение освещенности может информировать о многих процессах: об открытии двери шкафа, о появлении света на складе, о загорании в темном помещении, о выходе из строя важного осветительного прибора, о необходимости освещения двора или прихожей вечером или в зависимости от погодных условий и т. д. И в этом случае устройства сигнализации подают, как правило, акустические или оптические сигналы.
В этом разделе рассмотрены только датчики, вначале — несколько схем на основе селеновых фотоэлементов. Такой фотоэлемент можно взять из старого фотоэкспонометра. При относительно небольшом диапазоне освещенности они позволяют получать напряжения, достаточные по меньшей мере для управления режимом работы участка база-эмиттер старых германиевых транзисторов. Из них следует выбирать наиболее высокочастотные, например типа ГТ322, выпускаемые в СССР.
Достаточно простое устройство сигнализации о повышении освещенности показано на рис. 4.53. Транзисторы со взаимно дополняющими структурами и фотоэлемент устанавливают в контролируемом месте, светодиод и батарею — на центральном пункте наблюдения.
Устройство реагирует на довольно малый уровень освещенности, обеспечивая сравнительно резкий переход к свечению. Цепь обратной связи, позволяющей получить скачкообразное выключение диода при снижении освещенности, здесь совсем короткая (показана штриховыми линиями). При достаточной освещенности светодиод постоянно излучает свет, а при ее снижении начинает мигать перед выключением. Это позволяет, например, идентифицировать состояние «Темнеет». Очевидна также возможность дополнить это устройство акустическим сигнализатором в виде телефонного капсюля или установить его вместо свето-диода.
Рис. 4.53. Устройство сигнализации о повышении освещенности. Введение обратной связи (показана штриховыми линиями) обеспечивает мигание свето-диода при снижении освещенности до его выключения
В устройстве по схеме рис. 4.53 фотодиод может быть ФД-1, светодиод — АЛ102А или АЛ102Б.
Одним из назначений схемы, показанной на рис. 4.54 и представляющей собой «акустический» вариант схемы по рис. 4.53, является подача сигнала тревоги при выдвижении ящика письменного стола. Ниже дано ее подробное описание, так как, вероятно, многие читатели захотят ее собрать. Она пригодна для подачи предупредительного сигнала, например, при выдвижении ящика или открывании шкафа любопытным ребенком, которые по каким-либо причинам не могут быть постоянно закрыты. Однако условием срабатывания схемы является достаточная освещенность снаружи.
Рис. 4.54. Чувствительное устройство сигнализации
В схеме по рис. 4.54 ток через мультивибратор на транзисторах со взаимно дополняющими структурами течет только тогда, когда на транзистор V1 подается напряжение управления. В темноте очень малый остаточный ток течет через транзисторы, имеющие достаточно большой коэффициент усиления, у транзисторов ГТ322Б, например, при комнатной температуре в большинстве случаев он составляет менее 30 мкА. Устройство по рис. 4.54 подает сигнал тревоги, если при напряжении питания 2 В ток увеличивается примерно на 10 мА (измерено с помощью магнитоэлектрического прибора), т. е. один аккумулятор RZP2 достаточен для обеспечения работы устройства сигнализации в течение нескольких месяцев, если, конечно, не будет необходимости в постоянной подаче сигнала тревоги. В последнем случае заряда этого аккумулятора хватит на 50 ч.
В других случаях применения мультивибратора на транзисторах со взаимно дополняющими структурами в первом каскаде устанавливают кремниевый транзистор р-n-р или переставляют германиевый транзистор р-n-р во второй каскад, а кремниевый транзистор — в первый и меняют полярность цепи питания. Если между базой и эмиттером германиевого транзистора ввести резистор сопротивлением около 1 кОм, то его остаточный ток еще вряд ли будет иметь сколько-нибудь значимую силу. Но в рассматриваемой схеме германиевый транзистор — благодаря его низкому пороговому напряжению на входе — установлен в первом каскаде, чтобы напряжение на выводах селенового фотоэлемента было достаточно для срабатывания устройства уже при низкой освещенности. Ток, текущий через транзисторы V1 и V2, изменяет напряжение на громкоговорителе и его балластном резисторе (при использовании телефонного капсюля этот резистор не нужен), которое в той же фазе через RС-цепочку обратной связи (R формирует импульсы звуковой частоты) подается на базу транзистора V1 до тех пор, пока не зарядится конденсатор. Тогда выходной ток падает и начинается обратный процесс. При этом конденсатор отбирает ток от транзистора VI в цепь базы. Акустический сигнал, частота которого зависит от номиналов R, С и от освещенности, будет следующий: скрип — при малой освещенности и все большее повышение частоты сигнала при ее увеличении. Резистор, включенный последовательно с фотоэлементом, обеспечивает непрерывность сигнала при больших освещенностях (номиналы элементов указаны приближенно).
Рис. 4.55. Устройство слежения за уровнем воды в цветочном горшке с помощью коррозионно-стойких электродов в качестве датчиков (выводы электродов подключаются к точкам Е на схеме по рис. 4.56)
В устройстве по схеме на рис. 4.54 транзистор n-р-n может быть КТ209Б или КТ315Г.
Здесь же следует напомнить о правилах обращения с селеновыми фотоэлементами. Их светочувствительный слой очень чувствителен к пайке. Поэтому контакты закрепляют специальным припоем, плавящимся при низкой температуре (ниже 70 °С). Предпочтительнее являются элементы с уже припаянными выводами (например, SeH 13X26). Если выводов нет, можно использовать клеммные зажимы.
4.4.6. Устройства сигнализации об уровне жидкости
в горшке с растениями
Речь здесь идет о задаче длительного наблюдения за объектом, в котором должна сохраняться минимально необходимая влажность. Соответствующие устройства описаны на примере гидропоники.
Опустившиеся листья, к сожалению, уже запоздалый сигнал о недостатке жидкости в цветочном горшке, электронное устройство сообщит об этом своевременно. Сигнал подается, если уровень жидкости упадет ниже двух опущенных в горшок электродов(рис. 4.55). Этими электродами могут быть, например, графитные стержни от батарей для карманного фонаря. К металлическим колпачкам стержней припаиваются изолированные медные провода. Места пайки следует защитить от коррозии слоем лака.
Сигнал может вызывать периодические загорания лампы или звучание громкоговорителя. Схема, представленная на рис. 4.56 (сравни с рис. 4.22), позволяет реализовать оба эти варианта (значения в скобках даны для «светового» варианта). При питании схемы от двух миниатюрных аккумуляторов RZP2 лампа подает сигнал о недостатке жидкости в виде коротких вспышек между длинными паузами в течение примерно двух суток. При использовании же трех цилиндрических элементов R20 вспышки лампы продолжаются в течение 14 суток, однако растения за это время наверняка погибнут. Для работы с громкоговорителем достаточно напряжения 2 В, т. е. одного аккумулятора RZP2, причем подача сигнала продолжается в течение 4 суток.
Схема охвачена цепью обратной связи R2C, генерация начинается как только нарушается связь электродов через проводящую жидкость. Как видно из рис. 4.56, и в этом случае речь идет о мультивибраторе на транзисторах со взаимно дополняющими структурами и с малым током покоя. Соответственно, транзистор VI выбран n-р-n (например, SF126, SF136, SS216 групп С или D, выпускаемые в ГДР). Транзистор V2 — маломощный транзистор р-n-р, например из выпускаемых в ГДР германиевых транзисторов GC121 и GC301 (по меньшей мере относящихся к группе 8 усиления по току). Резистор V4 ограничивает диапазон регулировки. Частота генератора зависит прежде всего от номиналов конденсатора С и потенциометра R1, Потенциометр R2 определяет время горения лампы в течение каждого периода (или время подачи звуковой частоты), причем чем больше сопротивление R2, тем больше это время. Длительность паузы устанавливают потенциометром R1, т. е. его сопротивление также определяет потребление тока устройством. Но, если оно выбрано слишком большим, колебания не наступают, если же слишком малым, возрастает потребляемый ток.
Рис. 4.56. Устройство сигнализации, обеспечивающее подачу оптического или акустического сигнала при слишком низком уровне воды
Акустический сигнал рассматриваемого устройства, который, конечно, не обязан поднимать с постели среди ночи, но может быть рассчитан на звучание в течение продолжительного времени, должен быть достаточно резким. Мигающая лампа не относится к числу экономичных решений, и, наоборот, светодиоды оказываются здесь почти идеальным решением. Кроме того, устройство сигнализации можно при этом выполнить миниатюрным. На рис. 4.57 показана схема устройства с несколько другими номиналами и с диодом, излучающим красный свет, на выходе. Здесь нет элементов регулировки, поэтому режим работы должен быть определен и выбран при настройке. Для этого вначале вместо резистора сопротивлением 220 кОм впаивают потенциометр сопротивлением 470 кОм, а вместо резистора 1 кОм в цепи обратной связи — потенциометр 4,7 кОм.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
Основные порталы (построено редакторами)