Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
^лектфони'ка обоими реками
СоставительНикитин В. А.
В помощьРАДИОЛЮБИТЕЛЮ
Выпуск № 1
Информационный обзордля радиолюбителей
NT PressМосква, 2005
УДК 621.31
ББК 32.84
В11
Подписано в печать 14.01.2005. Формат 84x108/32. Гарнитура NewBaskerville. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3.36. Тираж 5000 экз. Зак. № 5070.
В помощь радиолюбителю. Выпуск 1 : Информа- В11 ционный обзор для радиолюбителей / сосг. В .А. Никитин. — М.: НТ Пресс, 2005. — 64 с.: ил. — (Электроника своими руками).
ISBN 5-477-00059-7
Приведены краткие описания и принципиальные схемы конструкций, ранее опубликованных в радиолюбительской литературе, которых вполне достаточно для сборки и налаживания каждой схемы. Учтены интересы начинающих радиолюбителей самого разного возраста.
Для широкого круга радиолюбителей.
УДК 621.31
ББК 32.84
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельца авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.
©Никитин В. Л, составление, 2005
©НТ Пресс, 2005
СОДЕРЖАНИЕ
От редакции 5
Предисловие 5
Глава ■ 1
Звуковые имитаторы7
Имитатор звуков паровоза. Прокопцев Ю7
Имитатор звуков стрельбы. Панкратьев Д9
Сирена. Шиповский С10
Глава ■ 2 Зарядные устройства11
Универсальное зарядное устройство. Никифоров В11
Зарядное устройство-автомат. Гуреев С12
Простое зарядное устройство. Бирюков С15
Глава ■ 3
Кодовые замки17
Простой кодовый замок. Гусаров В17
Кодовый замок. Жиздюк Р18
Электронный кодовый замок. Вяльцев В21
Глава ■ 4
Металлоискатели25
Простой металлоискатель. Мартынюк Н 25
Миноискатель. Васильев В26
Прибор для обнаружения металлических предметов. Ильин Д27
Универсальный металлоискатель. Нечаев И29
Глава ■ 5 Электронные звонки31
Электронный звонок. Шиповский С31
Простой квартирный звонок. Гришин А32
Трелй вместо звонка. Кашкаров А32
Квартирный звонок - из музыкальной открытки. Клабуков А33
Глава ■ 6
Электронные термометры35
Медицинский электротермометр. Новиков Р35
Термометр с линейной шкалой. Коноплев П., Мартынюк А36
Электронный термометр. Пахомов Ю37
Простой термометр. Нечаев И39
Глава ■ 7 Терморегуляторы и термостабилизаторы 41
Простой терморегулятор. Беляков А41
Простой термостабилизатор. Маяцкий Ю42
Автоматический терморегулятор. Бартенев В43
Экономичный термостабилизатор. Якушев В46
Глава ■ 8
Электронные реле 47
Емкостное реле. Нечаев И47
Емкостное реле. Табунщиков В49
Акустическое реле. Партин А51
Звуковое реле. Лазовик В53
Акустический выключатель. Кашкаров А54
Приложение ■ Основные математические и физические константы57
Число тс57
Основание натуральных логарифмов е58
Биномиальные коэффициенты58
Ускорение силы тяжести59
Скорость света59
Гравитационная постоянная..'.59
Постоянная Больцмана60
Литература 61
S»g8S8»g!BKSSSl»aS®8Si8iS»®8Sl»lllllK&^
От редакции
Издательство «НТ Пресс» начинает выпуск обзоров публикаций для начинающих радиолюбителей, в которых будут приводиться краткие описания и схемы самых различных конструкций, опубликованных ранее в журналах «Радир», «Радиолюбитель», «Радиомир», в сборниках «Радиоежегодник», «Радио - радиолюбителям» и другой радиолюбительской литературе.
В целях публикации возможно большего числа конструкций составитель ограничился краткими описаниями с пояснениями, которых вполне достаточно для сборки и налаживания каждой схемы. Однако везде указан первоисточник, что позволяет заказать копии полной статьи в Письменной консультации Центрального радиоклуба Российской Федерации.
Как правило, отобраны конструкции, не требующие для повторения высокой квалификации радиолюбителя, наличия сложных и дорогих приборов для налаживания. Предпочтение отдано таким изделиям, которые пригодятся в домашней обстановке или на дачном участке. В приложении к каждому выпуску будут публиковаться справочные материалы, полезные начинающим радиолюбителям.
Предисловие
В этом первом сборнике радиолюбителям предлагается 30 несложных конструкций, описания которых тематически сгруппированы в восьми главах - по три-пять конструкций в каждой. Среди них имеются металлоискатели и кодовые
замки, источники питания для заряда аккумуляторов и электронные термометры, а также многие другие полезные устройства. Среди авторов схем такие известные конструкторы, как С. Бирюков, И. Нечаев, А. Партин.
В справочном приложении приведены основные математические и физические константы, знание которых может оказаться полезным при выполнении простейших расчетов. Даются также интересные способы для их запоминания.
Некоторые описания снабжены не только принципиальными схемами, но и рисунками печатных плат с расположенными на них элементами схем. В других описаниях рисунки печатных плат отсутствуют. Это объясняется тем, что такие рисунки не приводились авторами опубликованных статей. Тем не менее радиолюбитель может самостоятельно разработать печатную плату, ориентируясь на те конкретные детали, которые имеются в его распоряжении. Эта работа отнюдь не представляет непреодолимых трудностей, как это кажется начинающим. С другой стороны, даже при наличии рисунка печатной платы, предложенного автором конструкции, очень часто приходится корректировать расположение печатных дорожек, так как габариты элементов схемы, имеющихся в распоряжении радиолюбителя, могут значительно отличаться от авторских. Поэтому не рекомендуется начинать повторение конструкции сразу с изготовления печатной платы согласно приведенному рисунку. Необходимо сначала подобрать все детали схемы и проверить возможность их размещения на плате, а при необходимости откорректировать ее рисунок.'
Следующий выпуск будет содержать описания 32 конструкций, среди которых переключатели елочных гирлянд, устройства охранной сигнализации, автоматы световых эффектов, простейшие электронные музыкальные инструменты и многие другие интересные схемы. В справочном приложении будет дан перевод некоторых старых русских и англо-американских мер в метрическую систему. Читатель узнает, почему наша известная винтовка Сергея Мосина образца 1891/ 1930 года называется трехлинейной, что такое вершок, золотник или чарка, а также чему равен один баррель нефти.
Глава О
Звуковые имитаторы
Имитатор звуков паровоза.
Прокопцев Ю. [1)
Имитатор звуков паровоза представляет собой генератор инфранизкой частоты, источник «белого» шума и усилитель звуковой частоты. Принципиальная схема имитатора приведена на рис. 1. Несимметричный мультивибратор генератора собран на транзисторах VT1 и VT2. Переменным резистором R1 и подбором емкости конденсатора С1 можно изменять частоту генерируемых им импульсов. С коллекторной нагрузки транзистора VT2 импульсы генератора подаются на базу транзистора VT3, у которого не подключен коллектор для создания шумового сигнала. С его эмиттера сигнал поступает на базу транзистора VT4, который вместе с транзисторами VT5 и VT6 образует усилитель низкой частоты, нагруженный звукоизлучателем ВА1. Размещение деталей на печатной плате показано на рис. 2.
Вместо транзисторов МП38А можно использовать КТ315А, вместо МП41 и МП42А - КТ361 с любым буквенным индексом. На роль «шумового» транзистора VT3 следует попробовать несколько экземпляров МП42А и выбрать наиболее шумящий. В качестве звукоизлучателя подойдет любая динамическая головка. Для питания можно применить батарею «Крона» или «Корунд».
Рис. 1. Принципиальная схема имитатора звуков паровоза
Рис. 2. Печатная плата и расположение деталей
Имитатор звуков стрельбы. • Панкратьев Д. [2]
Этим устройством можно оснастить детский игрушечный автомат для создания световых вспышек и звуков стрельбы. Схема (рис. 3) построена следующим образом.
^/ *7 я^/ *7 якбымчтоог. 6616.16 003,004кбымчтоог. 6616.16 003,004VII KT3I56VII KT3I5603 Ч70к03 Ч70кРис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков стрельбыРис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков стрельбыМыблоокоог. 6Ш 003,004Мыблоокоог. 6Ш 003,004
^/ *7 я
^/ *7 я
кбымчтоог. 6616.16 003,004
кбымчтоог. 6616.16 003,004
VII KT3I56
VII KT3I56
03 Ч70к
03 Ч70к
Рис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков стрельбы
Рис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков стрельбы
Мыблоокоог. 6Ш 003,004
Мыблоокоог. 6Ш 003,004
Задающий генератор импульсов частотой около 7500 Гц, образованный ячейками DD1.1 и DD1.2 микросхемы К164ЛП2, модулирует цифровой генератор шума, собранный на микросхемах DD3 и DD4, а ячейками DD2.1 и DD2.2 микросхемы К164ЛА7 образован генератор инфранизкой частоты около 10 Гц, которыми модулируются колебания звукового генератора DD2.3, DD2.4 частотой около 750 Гц. Эти сигналы суммируются резисторами R4, R5 и подаются на базу транзистора VT1, выполняющего функции усилителя звукового сигнала, нагруженного на капсюль BF1, в качестве которого можно использовать ДЭМШ-1 или ДЭМ-4м.
С выхода элемента DD2.4 сигнал поступает также на базу транзистора VT2 - усилителя, управляющего вспышками светодиода HL1, которые следуют в такт со звуками стрельбы.
Сирена. Шиповский С. [3]
Несимметричный мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2 (рис. 4) представляет собой генератор звуковой частоты, которая в установившемся режиме примерно стабильна. Но после нажатия на кнопку возникает нестационарный режим заряда конденсатора С1 через резистор R1 с постоянной времени, равной 1 с. Полностью конденсатор может зарядиться только за 3 с, и во время заряда схема генерирует звуковой сигнал плавно изменяющегося тона. Если, не дожидаясь полного заряда конденсатора, кнопку SB1 отпустить, заряд конденсатора прекратится, и он начнет разряжаться через резисторы R2 и R3. При этом тон генерируемого звука будет изменяться в обратную сторону. Периодические нажатия и отпускания кнопки сопровождаются воспроизведением динамической головкой характерного звука сирены.
Питание устройства осуществляется от батареи «Крона» или от сетевого выпрямителя. Можно использовать сетевой адаптер питания с выходным напряжением 10-12 В.
ЯЧ100
Рис. 4. Принципиальная схема сирены
22I лава
2
2
Зарядные устройства
Универсальное зарядное устройство. Никифоров В. [4]
Это зарядное устройство (рис. 5) предназначено для заряда малогабаритных аккумуляторов разного типа, а также для восстановления сухих элементов 316, 332 и батарей 3336. Оно является транзисторным стабилизатором тока, питание на который поступает с мостового выпрямителя переменного напряжения 12 В. Для этого необходим сетевой трансформатор небольшой мощности.
Ток заряда в пределах от 2,5 до14 мА определяется сопротивлением переменного резистора R5 и поддерживается стабильным не только в течение заряда, но даже при коротком замыкании зажимов ХТ1 и ХТ2. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии тока через выходные клеммы.
Размещение деталей устройства на печатной плате показано на рис. 6. Переменный резистор для регулировки тока заряда устанавливается снаружи устройства.
HU АЛЮ2Б /«
R2 2,1кR2 2,1к♦ ci 4= 50нк«25В♦ ci 4= 50нк«25ВR15.6КR15.6К6,8k6,8kМП КТ315БМП КТ315БR4* 9!R4* 9!МАМАwktjisW™wktjisW™ХТ2 -Т —о-1ХТ2 -Т —о-1ClCl
R2 2,1к
R2 2,1к
♦ ci 4= 50нк«25В
♦ ci 4= 50нк«25В
R15.6К
R15.6К
6,8k
6,8k
МП КТ315Б
МП КТ315Б
R4* 9!
R4* 9!
МА
МА
wktjisW™
wktjisW™
ХТ2 -Т —о-1
ХТ2 -Т —о-1
Cl
Cl
Рис. 5. Принципиальная схема универсального зарядного устройства
Рис. 6. Печатная плата зарядного устройстваРис. 6. Печатная плата зарядного устройства
Рис. 6. Печатная плата зарядного устройства
Рис. 6. Печатная плата зарядного устройства
Зарядное устройство-автомат.
Гуреев С. [5]
Предлагаемое устройство рассчитано на заряд автомобильных аккумуляторов напряжением 12 В, а также на использование в других целях в качестве мощного источника питания.
Автомат можно использовать либо в автоматическом, либо в ручном режиме. В свою очередь автоматический режим может состоять из подзарядки аккумуляторной батареи
«АП» и контрольно-тренировочного цикла «КТЦ». Ручной режим «Ручн.» позволяет заряжать батарею обычным способом. Кроме того, есть возможность применения сетевого трансформатора для питания вулканизатора, переносной лампы и другого оборудования переменным напряжением 12 В.
Режим «АП» обеспечивает постоянную готовность аккумулятора, для чего производится автоматическая его подзарядка до напряжения 14,6-14,8 В с последующим отключением автомата. Если напряжение аккумулятора понизится до 12,8-13,0 В, вновь происходит подзарядка. При этом может быть выбран заряд током 2 или 5 А.
В режиме «КТЦ» производится десульфатация пластин аккумулятора. Для этого многократно чередуются режимы заряда до напряжения 14,6-14,8 В и разряда до 10,6-10,8 В.
Принципиальная схема автомата показана на рис. 7. Включение автомата производится двухполюсными тумблерами SAI, SA2. Назначение других тумблеров: включением SA3 зарядный ток увеличивается с 2 до 5 А; включением SA4 режим «АП» заменяется на «КТЦ». Стабилизация зарядного тока осуществляется по принципу бареттера с использованием ламп накаливания HL1-HL3, которые включены последовательно с нагрузкой. В режимах «АП» и «КТЦ» коммутация производится с помощью реле К1, которое управляется компаратором, собранным на операционном усилителе DA1 через усилитель на транзисторах VT2, VT3. Гистерезис создается резистором положительной обратной связи R9. Каскад на транзисторе VT1 обеспечивает автоматическое переключение с заряда на разряд в режиме «КТЦ». Две лампочки накаливания HL4, HL5 сигнализируют о процессе заряда и разряда. _
Лампы HL1-HL3 - автомобильные 12 В, 40-50 Вт; HL4, HL5 - маломощные на 13,5 и 24 В. Реле ПЭ-ЗОУЗ. Его обмотка перемотана проводом ПЭВ-2 0,16 мм до заполнения каркаса.
Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 8.
eiewoiee-BaionodioA oJOHtfudee ewaxo венчовиииПнибц L эиа
ОЯЮИОСйэЛ BRHtfbdDg £ ■ DeDUJ fr |.
Рис. 8. Печатная плата зарядного устройства-автомата
Простое зарядное устройство.
Бирюков С. [6]'
Простое зарядное устройство (рис. 9) отличается включением в цепь первичной обмотки силового трансформатора гасящего конденсатора. Это приводит к тому, что во время зарядки аккумулятора ток практически не изменяется и зависит от емкости включенного конденсатора. Переключателем SA1 либо выключают устройство, либо включают конденсатор С2, при котором ток заряда примерно равен 3,5 А, либо параллельно к нему подключают конденсатор С1, что увеличивает ток заряда до 5 А.
При использовании унифицированного трансформатора ТН58-127/220-50 напряжение на вторичных обмотках
составляет 16,3 В. Конденсаторы типа МБГЧ с рабочим напряжением 250 В. Использование выпрямительного моста из разных диодов позволяет применить всего два радиатора.
220 В220 ВРис. 9. Принципиальная схема простого зарядного устройстваРис. 9. Принципиальная схема простого зарядного устройства
220 В
220 В
Рис. 9. Принципиальная схема простого зарядного устройства
Рис. 9. Принципиальная схема простого зарядного устройства
Глава |Кодовые замкиГлава |Кодовые замки33
Глава |
Кодовые замки
Глава |
Кодовые замки
3
3
Простой кодовый замок. Гусаров В. [7]
Предлагаемый кодовый замок рассчитан на код, содержащий четыре из восьми разных цифр. При нажатии неверной кнопки сбрасывается вся ранее набранная комбинация. Нажатие кнопок правильной комбинации, но в неверном порядке, устройством не воспринимается.
Восемь нормально разомкнутых кодовых кнопок и кнопка звонка для вызова располагаются снаружи охраняемого объекта (рис. 10). Провода от кодовых кнопок оканчиваются двухполюсными вилками. Четыре вилки из восьми (Х16-Х86) подключаются к кодовой панели (Х1а-Х4а) в том порядке, который соответствует цифровой кодовой комбинации. Так, если выбран код 7461, вилку Х7б подключают к Xia, Х4б - к Х2а, Хбб - к ХЗа, Х1б - к Х4а. Остальные вилки подключают к сбросовой панели (Х5а-Х8а). Смена кода осуществляется перестановкой вилок согласно новому коду. Для этого вилки нумеруют в соответствии с номерами кнопок, к которым они подключены.
При правильном наборе первой цифры кода (в приведенном примере - при нажатии кнопки «7») замыкаются контакты Х1а и происходит заряд конденсатора С1. Нажатие следующих кнопок согласно коду «4», «6», «1» приводит к поочередному заряду конденсаторов: С2 от Cl, СЗ от С2 и С4
Рис. 10. Принципиальная схема простого кодового замка
от СЗ. В результате открывается составной транзистор VT1-VT2 и срабатывает реле К1, которое контактами К1.1 включает электромагнит ЭМС, механически связанный с ригелем замка. Реле остается на самопитании через контакты SA, так как тока через резистор R2 хватает для удержания, но недостаточно для срабатывания реле. При открывании двери переключаются контакты SA, реле и электромагнит отпускают, пружина замка переводит ригель в исходное состояние, дверь захлопывается и контакты SA возвращаются в положение, показанное на схеме. Конденсаторы С1-СЗ быстро разряжаются через контакты SA и диоды VD1-VD3, а С4 - через эмиттерные переходы составного транзистора.
Питание устройства производится от сети переменного тока через выпрямитель, вторичная обмотка трансформатора которого должна иметь напряжение не менее 27 В при токе 1 А.
Кодовый замок. ЖиздюкР. [8]
Кодовый замок рассчитан на четырехзначный код разными цифрами от 0 до 9, который набирается кнопками SB1-SB10 (рис. 11). Установка кода производится распайкой перемычек между соответствующими кнопками и четырьмя входами декодирующего устройства. В качестве примера на схеме показан установленный код 3649. Кнопки, не соответствующие коду, заземляются.
Питание устройства осуществляется от сети переменного тока через трансформаторный выпрямитель на диодном мосте VD3 и сглаживающем конденсаторе СЗ с стабилитроном VD2.
После подачи питания заряжается конденсатор С1, на что требуется около 5 с, и элементы DD1.1 и DD1.6. переходят в единичное состояние, что соответствует готовности системы. После нажатия первой кнопки кода высокий уровень подается на вход элемента DD1.2 и т.д. Нажатие последней кнопки приводит к высокому уровню на выходе элемента DD1.5, которым открывается транзистор VT1 и включается реле К1, приводя контактами К 1.1 в действие электромагнит замка.
При нажатии кнопок, соответствующих коду, и в правильной последовательности, на выходах элементов DD1.2. DD1.3
618.2 И618.2 И108108ООНООНнннП^НС/ 11 VD1нннП^НС/ 11 VD1ДЗЮкДЗЮккбы8Цб001 Ri 56 к кбы8Цб001 Ri 56 к FU1 0J5AFU1 0J5A0,*7м*КД572*wvon кдтб0,*7м*КД572*wvon кдтбVD2 Д81*8 -тЫ-VD2 Д81*8 -тЫ-„Л„Лосиоси561561562562586586583 ..Зш583 ..Зш58*58*кбывботкбывботИ о *1*6И о *1*606060Л7мл L.0Л7мл L.ЯДR5-R8 8.2 м 0**06 0.22ик 001.6ЯДR5-R8 8.2 м 0**06 0.22ик 001.60013Г АА001.*' йЛ001.5120013Г АА001.*' йЛ001.5126’6’56156156556556856856105610R3 3.3 кR3 3.3 кЮЮ001 КП6ПЗЗ001 КП6ПЗЗ0202100 м*х100 м*химкх * 166 [Пимкх * 166 [П03'500мкх*25803'500мкх*258vn678155vn678155XR2330XR2330К1К1-Й--V010 й-Й--V010 йто 55 кто 55 к*2206*2206V01IV01IVT3 КТ815БVT3 КТ815БV0360*058V0360*0584^ IR11 \5,1к4^ IR11 \5,1кУГ2 М315ГУГ2 М315Г
618.2 И
618.2 И
108
108
ООН
ООН
нннП^
НС/ 11 VD1
нннП^
НС/ 11 VD1
ДЗЮк
ДЗЮк
кбы8Цб001 Ri 56 к
кбы8Цб001 Ri 56 к
FU1 0J5A
FU1 0J5A
0,*7м*КД572*
wvon кдтб
0,*7м*КД572*
wvon кдтб
VD2 Д81*8 -тЫ-
VD2 Д81*8 -тЫ-
„Л
„Л
оси
оси
561
561
562
562
586
586
583 ..Зш
583 ..Зш
58*
58*
кбывбот
кбывбот
И о *1*6
И о *1*6
06
06
0Л7мл L.
0Л7мл L.
ЯД
R5-R8 8.2 м 0**06 0.22ик 001.6
ЯД
R5-R8 8.2 м 0**06 0.22ик 001.6
0013
Г АА
001.*
' йЛ
001.5
12
0013
Г АА
001.*
' йЛ
001.5
12
6’
6’
561
561
565
565
568
568
5610
5610
R3 3.3 к
R3 3.3 к
Ю
Ю
001 КП6ПЗЗ
001 КП6ПЗЗ
02
02
100 м*х
100 м*х
имкх * 166 [П
имкх * 166 [П
03'500мкх*258
03'500мкх*258
vn678155
vn678155
XR2330
XR2330
К1
К1
-Й--V010 й
-Й--V010 й
то 55 к
то 55 к
*2206
*2206
V01I
V01I
VT3 КТ815Б
VT3 КТ815Б
V0360*058
V0360*058
4^ IR11 \5,1к
4^ IR11 \5,1к
УГ2 М315Г
УГ2 М315Г
Рис. 11. Принципиальная схема кодового замка
и DD1.4 создаются высокие уровни. Если же нажимается кнопка, не соответствующая коду, или в нарушение правильной очередности, конденсатор С1 быстро разряжается либо черёз кнопку непосредственно на землю, либо через кнопку и один из диодов VD4, VD6, VD8 на элемент с низким уровнем на выходе. ,
Параметры RC-ячеек на входах элементов DD1.2-DD1.4 подобраны так, что для нажатия очередной кнопки отведено время не более 2 с, в противном случае соответствующий конденсатор успевает разрядиться на параллельный резистор, и на выходе этого элемента устанавливается низкий уровень, что препятствует должному эффекту ее нажатия.
Разряд С1 при нажатии неверной кнопки приводит к образованию на выходе элемента DD1.6 низкого уровня. В результате
запирается транзистор VT2, отпирается VT3 и срабатывает реле К2, включая своими контактами К2.1 тревожную сигнализацию.
В качестве реле в устройстве используются РЭС6, паспорт РФ0.452.103. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 12-15 В при токе до 100 мА.
Рисунок печатной платы и расположение деталей показаны на рис. 12а,б.
Электронный кодовый замок. Вяльцев В. [9] -
Принципиальная схема замка, изображенная на рис. 13, рассчитана на четырехзначный код, набор которого осуществляется кнопками S1-S4. Нажатие любой из остальных кнопок S5-S10 приводит к сбросу. В схеме использованы две микросхемы К561ТМ2, на входы С и D которых поступает низкий уровень, благодаря чему микросхемы работают в режиме RS-триггеров.
Перед тем как набрать код, нажимают и отпускают кнопку S11 «Код». При этом конденсатор С1 разряжается и начинает заряжаться через резистор R2. Постоянная времени заряда составляет 10,3 с, за это время напряжение на С1 не успевает увеличиться до уровня «1», и на входе S триггера DD1.1 удерживается уровень «0», разрешающий его работу. Нажатие кнопки S1 переключает триггер, и на его выводе 1 уровень «1» изменяется на «0», разрешая работу триггера DD1.2. Нажатие кнопки S2 переключает DD1.2 и на его выводе 12 появляется уровень «0». Далее нажимают кнопки S3 и S4, срабатывает последний триггер DD2.2 и низкий уровень его вывода 12 включает исполнительное устройство.
Набор кода ограничен временем заряда конденсатора С1. Если за это время не набран полный код или нажата хотя бы одна неправильная кнопка (S5-S10), все триггеры обнуляются.
8888888888
€9
Рис. 12a. Печатная плата
иэив±э^ аинэжоиоиэва ggi onj
KSB2 KSB4 KSB6 KSB8 KSBW KSB1 KSB3 | KSB5 4 KSB7 4 KSB9 *
82 XOWD8 HRSOtfOX HRHHOdBiair£
Металлоискатели
Простой металлоискатель.
Мартынюк Н. [10]
Принципиальная схема металлоискателя (рис. 14) содержит генератор колебаний УКВ диапазона на транзисторе VT3 и модулирующий их мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2. Генератор нагружен на виток телевизионного кабеля. Индикатором служит УКВ приемник, который настраивают так, чтобы частота генератора находилась на краю полосы пропускания. При приближении к витку металла частота генератора изменяется, и в приемнике сигнал исчезает.
VT1.VT2 КТ35. КТЗ КТ368А. С5 Ю00
Рис. 14. Принципиальная схема металлоискателя.
Миноискатель. Васильев В. [11]
Принципиальная схема миноискателя приведена на рис. 15. Она содержит генератор высокой частоты на транзисторе VI и приемник, состоящий из гетеродина и детектора, на транзисторе V2. И генератор, и гетеродин приемника собраны по схеме емкостной трехточки. Катушка индуктивности генератора L1, выполненная в виде поисковой рамки, определяет его частоту, которая выбирается порядка 465 кГц. Частоту гетеродина приемника устанавливают подстроечным сердечником катушки L2, на 500 Гц больше частоты генератора. Поэтому в телефонах приемника будет слышен звук частотой 500 Гц.
Рис. 15. Принципиальная схема миноискателя
Если поблизости от рамки окажется металлический предмет, индуктивность катушки L1 и частота генератора изменятся. В результате изменится тональность звукового сигнала. Миноискатель реагирует на металлические предметы, удаленные от него на расстояние около нескольких десятков сантиметров.
Катушка L1 выполнена в виде прямоугольной рамки размерами 175x230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35 мм. Конструкция катушки L2 показана на рис. 16. В две бумажные гильзы помещены отрезки ферритового стержня марки 400НН или 600НН диаметром 7 мм, один неподвижный длиной 20 мм, а другой подвижный - длиной 35 мм. Гильзы обернуты бумажной лентой, а поверх нее намотана катушка - 55 витков провода ПЭЛШО 0,2 мм.
Транзисторы П422 можно заменить транзисторами КТ3616. Для питания используется батарея 3336 или три элемента типа «АА» по 1,5 В.
Печатная плата с расположением деталей показана на рис. 17.
Рис. 16. Конструкция катушки L2Рис. 16. Конструкция катушки L20^0^Рис. 17. Печатная платаРис. 17. Печатная плата
Рис. 16. Конструкция катушки L2
Рис. 16. Конструкция катушки L2
0^
0^
Рис. 17. Печатная плата
Рис. 17. Печатная плата
Прибор для обнаружения металлических предметов. Ильин Д. [12]
Прибор собран по классической схеме на двух генераторах с индикацией биений. Он позволяет обнаружить чугунную крышку люка на глубине до 0,8 м. Принципиальная схема прибора изображена на рис. 18. Он содержит два LC-генератора на транзисторах VT1 (поисковый) и VT2 (эталонный), а также смеситель, собранный на транзисторе VT3. Питание осуществляется от батареи для карманного фонаря напряжением 4,5 В.
Рис. 18. Принципиальная схема прибораРис. 18. Принципиальная схема прибораРабота прибора основана на изменении частоты колебаний
Рис. 18. Принципиальная схема прибора
Рис. 18. Принципиальная схема прибора
поискового генератора при приближении его катушки индуктивности к металлическому предмету. В результате биения между частотами поискового и эталонного генераторов, которые выделяются на выходе смесителя, изменяют свой тон.
Оба генератора собраны по схеме с индуктивной обратной связью. Колебательные контуры включены в коллекторные цепи, а катушки связи L2 и L5 -
Рис. 19. Внешний вид прибораРис. 19. Внешний вид приборав цепи баз транзисторов. Контурная катушка поискового генератора L1 выполнена в вйде рамки, перемещением кото
Рис. 19. Внешний вид прибора
Рис. 19. Внешний вид прибора
рой ищут место расположения металлического предмета. Эталонный генератор с контурной катушкой L4 служит источником опорной частоты, с помощью которой определяется изменение частоты поискового генератора. Переменные напряжения обоих генераторов с обмоток L3 и L6 поступают на транзистор смесителя VT3. В цепи его коллектора помимо токов с частотой первого и второго генераторов возникают токи суммарной и разностной частот. Напряжение разностной частоты, называемое биениями, прослушивается головными телефонами.
В авторском варианте схема собрана на транзисторах П6. Можно использовать транзисторы КТ361 с любым буквенным индексом, желательно, чтобы VT1 и VT2 были одинаковыми.
При поиске частота эталонного генератора подстраивается для получения биений низкого тона, который становится выше при обнаружении металла.
Рамка - прямоугольной формы размерами 300x400 мм и содержит катушки LI, L2 и L3. Катушки L4, L5 и L6 помещают в сердечнике СБ-4. Намоточные данные всех катушек приводятся в табл. 1.
Внешний вид прибора показан на рис. 19.
Таблица 1. Намоточные данные катушек прибора
Обозначение по схеме
Число витков
Марка провода
Диаметр провода, мм
L1
15+15
пэлшо
0,6
L2
10
пэлшо
0,25
L3
2
пэлшо
0,25
L4
60+200
ПЭЛ
0.2
L5
40
ПЭЛ
0.2
L6
2
ПЭЛ
0.2
Универсальный металлоискатель. Нечаев И. [131
Универсальный металлоискатель, принципиальная схема которого приведена на рис. 20, способен обнаружить как крупные, так и мелкие металлические предметы. Он содержит сменные катушки диаметром от 25 до 250 мм, что позволяет обнаружить мелкие предметы на расстоянии нескольких сантиметров, а крупные - на расстоянии долей метра.
Работа металлоискателя основана на традиционном принципе. Он содержит эталонный генератор на элементах DD1.1 и DD1.3 с частотой генерации около 100 кГц и поисковый генератор на элементе DD1.2 с одной из выносных
Рис. 20. Принципиальная схема универсального металлоискателя
катушек индуктивности, подключаемых к генератору соединителем XS1. Сигналы генераторов подаются на смеситель, собранный на элементе DD1.4, с выхода которого биения через срезающий высшие частоты фильтр R4, С4 поступают на головные телефоны (узел А2).
Пока вблизи выносной катушки нет металла, биения имеют определенную частоту, установленную переменным резистором R2, а звук в телефонах - какую-то тональность. При приближении катушки к металлу тональность изменится.
Напряжение питания подается на микросхему через контакты 2, 4 соединителя XS1 при подключении сменной катушки. Батарея GB1 содержит четыре последовательно соединенных аккумулятора Д-0^ 1.
Катушка диаметром 25 мм содержит 150 витков провода ПЭВ-1 0,1; диаметром 75 мм - 80 витков ПЭВ-1 0,18; диаметром 200 мм - 50 витков ПЭВ-1 0,3. Индуктивность каждой катушки составляет примерно 1,25 мГн.
Электронные звонки
Электронный звонок.
Шиповое** С. [14]
Электронный звонок можно собрать из мультивибратора с усилительным каскадом на транзисторе VT3 (рис. 21). Применение динамической головки прямого излучения ВА1 обеспечивает вполне достаточную громкость.
Для питания используется батарея «Крона», динамическая головка - 0,5ГДШ-2-8.
Рис. 21. Принципиальная схема электронного звонка
Простой квартирный звонок.
Гришин А. [15]
При использовании в электронных звонках микросхем телефонных вызывных устройств достигаются простота, малые габариты и потребление энергии, возможность регулирования уровня громкости. Принципиальная схема квартирного звонка на одной из таких микросхем показана на рис. 22.
Рис. 22. Принципиальная схема звонка
Потребляемый звонком ток от сети переменного тока напряжением 220 В не превышает 7 мА. В качестве звукоиз- лучателя BQ1 можно применить пьезокерамический преобразователь, обеспечивающий громкое звучание, или установить плату в корпусе абонентского громкоговорителя.
Из-за бестрансформаторного питания нужно принять меры безопасности при налаживании и эксплуатации звонка.
Трели вместо звонка.
Кашкаров А. [16]
В телефонном аппарате отключается электромагнитный звонок и вместо него устанавливается предлагаемое устройство (см. рис. 23), которое по звучанию напоминает соловьиную трель. Благодаря наличию конденсаторов СЗ, С4 от линии поступает только сигнал вызова, при котором напряжение на выходе моста составляет около 14 В. Тон трели определяется параметрами цепи Cl, R1. Излучателем ВА может служить телефонный капсюль.
Рис. 23. Принципиальная схема устройства
Транзистор МП37 можно заменить на КТ315, а МП42 - на КТ361 (оба - с любым буквенным индексом)
Квартирный звонок - из музыкальной Открытки. Клабуков А. [17]
С помощью схемы, приведенной на рис. 24, музыкальную открытку можно превратить в музыкальный звонок.
Музыкальная открытка представляет собой генератор мелодии в микросхемном исполнении. Два ее вывода предназначены для подачи питания, другие два - выход звукового сигнала. При замыкании звонковой кнопки SB1 выпрямленное напряжение через параметрический стабилизатор RI, VD1 подается на генератор открытки (узел Al). С выхода генератора сигнал мелодии через резистор R4 поступает на усилитель звуковой частоты, собранный на транзисторах VT3-VT5 с излучателем ВА1. Начинает звучать мелодия.
Выпрямленное напряжение также поступает на реле времени. Быстро заряжается конденсатор СЗ, отпираются транзисторы VT1, VT2 и срабатывает реле К1. Контактами KL1 оно блокирует кнопку SB1, а контактами К 1.2 снимает питание с конденсатора СЗ, который начинает разряжаться через резистор R2 и эмиттерные переходы транзисторов. После разряда конденсатора транзисторы запираются, реле отпускает, звучание мелодии прекращается, силовой трансформатор отключается от сети, а контакты К1.2 замыкаются. Схема вернулась в исходное состояние.
Понижающий трансформатор Т1 и динамическая головка ВА1 использованы от трехпрограммного громкоговорителя ПТ209. Реле РЭС48, паспорт РС4.590.202.
Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 25.
Рис. 25. Печатная плата и расположение деталей
ГлаваГлава
Глава
Глава
Электронные термометры
Медицинский электротермометр. Новиков Р. [18]
С помощью предлагаемого электрического термометра можно измерить температуру в любой точке тела с погрешностью ±0,1 °C. В качестве чувствительного элемента выбран термистор КМТ-14, включенный в одно из плеч моста постоянного тока (см. рис. 26). К диагонали моста подключен микроамперметр М-130 с током полного отклонения -5...0...+5 мкА. Для Измерении температуры переменным резистором R7, который снабжен шкалой, устанавливают баланс моста, и по шкале производят отсчет. Время измерения не превышает 5 с. Термистор подключают к прибору свитой парой проводов. Питание моста осуществляется двумя батареями 3336, соединенными последовательно.
При градуировке термометра сначала переменными резисторами R5 и Rg устанавливают пределы измерения от 34,5 до 42 °C для крайних положений потенциометра Ry, после чего наносят деления шкалы. При этом пользуются лабораторным термометром с пределами измерения 0-50 °C и ценой деления 0,1 °C.
Рис. 26. Принципиальная схема медицинского термометра
Термометр с линейной шкалой. Коноплев П., Мартынюк А. [ 19]
Электронные термометры, использующие термисторные датчики, обычно обладают нелинейной шкалой, градуировка которой весьма трудоемка. Линейную шкалу термометра можно получить, используя в качестве датчика полупроводниковый диод.
Схема такого термометра показана на рис. 27. Пределы измерения температуры прибора от 0 до +50 °C с погрешностью не более ±0,3 °C.
Прямой ток диода VD1 задается резистором R1. Падение напряжения на диоде подается на один вход электронного вольтметра, собранного на микросхеме А1 по балансной схеме. Полевым транзистором VT1 образован генератор стабильного тока. Этим током на резисторах R5 и R6 создается образцовое напряжение около 0,5 В, которое поступает на другой вход вольтметра. Напряжение разбаланса измеряется стрелочным индикатором Р1 типа М265М (микроамперметр на 50 мкА). Питание на схему термометра подается от аккумуляторной батареи 7Д-0Д с дополнительной параметрической стабилизацией.
В градуировке шкалы термометр не нуждается. Необходимо лишь переменным резистором R7 установить термостабильную точку транзистора VT1 и откалибровать прибор по двум точкам шкалы. Для этого с помощью резистора R5 устанавливают стрелку на нуль при погружении датчика
в тающий снег, а резистором R3 - на деление 36,6 °C при измерении температуры тела здорового человека.
Рис. 27. Принципиальная схема термометра с линейной шкалой
Назначение выводов микросхемы К101КТ1А: 2 - база левого транзистора, 3 - эмиттер левого транзистора, 5 - коллекторы, 7 - эмиттер правого транзистора, 8 - база правого транзистора.
Электронный термометр.
Пахомов Ю. [20]
Принципиальная схема электронного термометра приведена на рис. 28. Он рассчитан на измерения температуры в пределах от 0 до 100 °C, от 0 до 50 °C или от -50 до +50 °C - в зависимости от используемого в приборе стрелочного индикатора РА1. При этом независимо от диапазона остальные детали схемы термометра остаются неизменными.
В качестве термочувствительного датчика в схеме используется диод VD1, подключенный к клеммам ХТ1, ХТ2. Прямой ток диода задается резисторами RI 1 и R3. Падение напряжения на диоде подается на базу транзистора VT2. Смещение на базе транзистораУТ! задается резисторами R1-R3. Транзисторы VT1 и VT2 образуют дифференциальный усилитель, который можно балансировать переменным резистором R2. При изменении температуры, окружающей
диодный датчик, происходит разбаланс дифференциального каскада. Напряжение разбаланса измеряется стрелочным прибором РА1, который включен между коллекторными нагрузками транзисторов R4 и R10.
Стабильное напряжение питания дифференциального усилителя создается благодаря наличию в цепи батареи GB1 параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R12 и стабилитрона VD2. Из-за значительного потребляемого термометром тока питание включается кнопкой SB1 только на время измерения температуры.
В качестве РА1 используется стрелочный прибор типа М24, М52 или другой с током полного отклонения стрелки 100 мкА, 50 мкА или -50...0...+50 мкА. GB1 - батарея «Крона» или две последовательно соединенные 3336.
При налаживании сначала проверяют работу термометра, устанавливая при комнатной температуре резистором R2 стрелку индикатора на отметку 20 мкА. Затем, зажав в руке датчик, проверяют, увеличиваются ли показания прибора. Если они уменьшаются, изменяют полярность микроамперметра.
Наконец, следует калибровка термометра. Диодный датчик опускают в сосуд с водой и льдом. Резистором R2 балансируют прибор, устанавливая стрелку на нуль шкалы. Вынув датчик из воды и дождавшись увеличения показаний, опускают датчик в кипящую воду. Резистором R9 устанавливают стрелку на деление 100. Эти операции повторяют несколько раз, пока не добьются точных показаний прибора.
УШ МЮ2А тУШ МЮ2А тУП КТ315А R6 22 I R8 22 WI R3 U кИ R7 ЮО KT3I5AУП КТ315А R6 22 I R8 22 WI R3 U кИ R7 ЮО KT3I5AЮОикА ^. ^Й ЮОЮОикА ^. ^Й ЮОЮ2 150 .ИЗм” ЗВ! УЮ2 150 .ИЗм” ЗВ! У'KCI56A СВ! 9В.'KCI56A СВ! 9В.Рис. 28. Принципиальная схема электронного термометраРис. 28. Принципиальная схема электронного термометра
УШ МЮ2А т
УШ МЮ2А т
УП КТ315А R6 22 I R8 22 W
I R3 U кИ R7 ЮО KT3I5A
УП КТ315А R6 22 I R8 22 W
I R3 U кИ R7 ЮО KT3I5A
ЮОикА ^. ^Й ЮО
ЮОикА ^. ^Й ЮО
Ю2 150 .ИЗм” ЗВ! У
Ю2 150 .ИЗм” ЗВ! У
'KCI56A СВ! 9В.
'KCI56A СВ! 9В.
Рис. 28. Принципиальная схема электронного термометра
Рис. 28. Принципиальная схема электронного термометра
Простой термометр. Нечаев И. [21]
Термометр предназначен для дистанционного измерения температуры воздуха.
Эксперименты показали, что в качестве термодатчиков наиболее подходящими являются однопереходные транзисторы КТ 117, обеспечивающие получение практически линейной шкалы термометра.
Схема термометра (рис. 29) представляет собой мост, образованный резисторами R2-R5, и транзистором VT1. В диагональ моста включен микроамперметр РА1 с нулем посередине шкалы. Точность показаний термометра обеспечивается стабилизацией питающего напряжения с помощью параметрического стабилизатора на полевом транзисторе VT2 и стабилитроне VD1. Обычно термометр включают лишь на время контроля температуры., поэтому его допустимо питать от батареи «Корунд» или аккумулятора 7Д-0Д, используя кнопочный выключатель.
Рис. 29. Принципиальная схема простого термометра
Стрелочный индикатор прибора - микроамперметр на ток 50 мкА с нулем посередине шкалы. Датчик помещен в металлическую трубку, герметизированную с обоих концов. Провод, соединяющий датчик с измерительным мостом, должен быть экранированным. Остальные детали термометра смонтированы на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 30.
При налаживании термометра помещают датчик в тающий лед и измеряют сопротивление датчика. Устанавливают
в мост резистор R3 сопротивлением примерно на 1 кОм меньше сопротивления датчика. Затем подключают питание и резистором R2 устанавливают стрелку микроамперметра на нуль посредине шкалы. Затем помещают датчик в духовку плиты с температурой 45-50 °C и резистором R3 устанавливают стрелку прибора на соответствующее деление шкалы.
Глава И
Терморегуляторы и термостабилизаторы
Простой терморегулятор.
Беляков А. [22]
Терморегулятор (см. рис. 31) предназначен для поддержания температуры в помещении в пределах 2-4 °C при отрицательной температуре наружного воздуха.
Измерительный мост образован источником образцового напряжения (R3, VD1, VD2, С1) и делителем напряжения (RI, R2, RK1). В диагональ моста включен транзистор VT1, который при низком сопротивлении терморезистора RK1 заперт. При увеличении этого сопротивления транзистор VT1 сначала начинает открываться лишь около максимума напряжения сети, а затем все раньше, ближе к началу полупериода.
Током открытого транзистора VT1 отпирается транзистор VT2, и в течение каждого полупериода конденсатор С2 разряжается через резистор R6 на управляющий электрод тринистора VS1. Мощность, выделяемая в нагрузке - электронагревателе, - при этом соответственно увеличивается от 50 до 95% от номинальной (равной 1,5 кВт).
С помощью подстроечного резистора R2 стабилизируемую температуру можно изменять от 0 до 25 °C. Индикатором включения нагревателя служит неоновая лампа HL1.
Рис. 31. Принципиальная схема простого терморегулятора
Простой термостабилизатор. Маяцким Ю. [231
Предлагаемый термостабилизатор предназначен для поддержания температуры в пределах от 10 до 50 °C с точностью ±0,5 °C. Мощность нагревательного устройства, управляемого терморегулятором, не должна превышать 2 кВт.
Принципиальная схема термостабилизатора показана на рис. 32. Устройство состоит из четырех функциональных узлов: триггера Шмитта, мультивибратора, трансформатора и тринисторного ключа. Состояние триггера Шмитта, собранного на транзисторах VT1, VT2, соответствует сопротивлению терморезистора RK1, который служит датчиком температуры. Когда, уменьшаясь, сопротивление терморезистора переходит нижний порог, триггер Шмитта переключается и своим выходным напряжением затормаживает мультивибратор, собранный на транзисторах VT3, VT4. В результате тринисторный ключ (VS1, VS2) не пропускает ток в цепь обогревателя. Увеличение сопротивления терморезистора выше верхнего порога приводит к переключению триггера Шмитта в первоначальное положение, чем разрешается работа мультивибратора, импульсами которого открываются ключевые тринисто- ры. Поэтому через нагревательный элемент начинает протекать электрический ток. Процесс повторяется с частотой, которая определяется мощностью обогревателя, разностью температур объекта и окружающей среды, тепловой инерцией объекта и шириной петли гистерезиса триггера Шмитта.
FU1 10 АFU1 10 АVS1VS1220 В220 ВVD^ , VD5 К ДЮЗА ;VD^ , VD5 К ДЮЗА ;VT2 КТ 315 БVT2 КТ 315 БVT1VT1VD3VD32^к\2^к\0,01мк0,01мкСЗСЗVVvDuvDuVD5VD5VS1.VD3VS1.VD3С1 ЮОмКх •16 ВС1 ЮОмКх •16 В05 0,33 мк05 0,33 мк^ VD2 VS2 КД509А^ VD2 VS2 КД509АVS2 КУ202Н ;КС156А ;VS2 КУ202Н ;КС156А ;VD1 ^КД509АVD1 ^КД509АКМТ-<4 1кхх С2 0.1 мкR5КМТ-<4 1кхх С2 0.1 мкR5Lк/ 220 2ЦКУ „Температура”Lк/ 220 2ЦКУ „Температура”R1O^R12 ^^чИ 62R1O^R12 ^^чИ 62..нре- делым~\\..нре- делым~\\К нагревателюК нагревателюRK1RK10,01мкVT10,01мкVT1HL1 ^// АЛ1028(^\V\RH И 510HL1 ^// АЛ1028(^\V\RH И 510<9 СТ"V ТЗ 0.01 МККТ60ЗБ<9 СТ"V ТЗ 0.01 МККТ60ЗБyz,yz,9 59 5VT^ КТ6036VT^ КТ6036
FU1 10 А
FU1 10 А
VS1
VS1
220 В
220 В
VD^ , VD5 К ДЮЗА ;
VD^ , VD5 К ДЮЗА ;
VT2 КТ 315 Б
VT2 КТ 315 Б
VT1
VT1
VD3
VD3
2^к\
2^к\
0,01мк
0,01мк
СЗ
СЗ
V
V
vDu
vDu
VD5
VD5
VS1.
VD3
VS1.
VD3
С1 ЮОмКх •16 В
С1 ЮОмКх •16 В
05 0,33 мк
05 0,33 мк
^ VD2 VS2 КД509А
^ VD2 VS2 КД509А
VS2 КУ202Н ;
КС156А ;
VS2 КУ202Н ;
КС156А ;
VD1 ^КД509А
VD1 ^КД509А
КМТ-<4 1кхх С2 0.1 мк
R5
КМТ-<4 1кхх С2 0.1 мк
R5
Lк/ 220 2ЦК
У „Температура”
Lк/ 220 2ЦК
У „Температура”
R1O^R12 ^^чИ 62
R1O^R12 ^^чИ 62
..нре- делым~\\
..нре- делым~\\
К нагревателю
К нагревателю
RK1
RK1
0,01мк
VT1
0,01мк
VT1
HL1 ^// АЛ1028(^\
V\RH И 510
HL1 ^// АЛ1028(^\
V\RH И 510
<9 СТ"
V ТЗ 0.01 МК
КТ60ЗБ
<9 СТ"
V ТЗ 0.01 МК
КТ60ЗБ
yz,
yz,
9 5
9 5
VT^ КТ6036
VT^ КТ6036
Рис. 32. Принципиальная схема простого термостабилизатора
Для сужения петли гистерезиса в эмиттерную цепь транзисторов включены диоды VD4, VD5. Пределы регулирования температуры устанавливают резистором R2, а значение температуры - резистором R1. При мощности нагревателя более 200 Вт тринисторы нужно снабдить радиаторами.
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце марки 2000НМ размерами 18x12x4 мм. Его одинаковые обмотки содержат по 50 витков провода ПЭЛШО 0,17. Печатная плата с расположением деталей показана на рис. 33.
Автоматический терморегулятор. Бартенев В. [24]
Назначение терморегулятора - в автоматическом поддержании заданной температуры в помещениях. При указанных на схеме (рис. 34) параметрах резисторов R1-R4 он поддерживает
Рис. 33. Печатная плата и расположение деталей
температуру, заданную потенциометром R2, в пределах от +30 до +40 °C с точностью до ±0,1 °C. Подбирая сопротивления указанных резисторов, можно изменять диапазон температур и сдвигать его в сторону более высоких и низких температур.
Датчиком температуры VD1 служит германиевый диод Д2Д, который в обратном включении обладает более высоким температурным коэффициентом: при изменении
температуры на 10 °C обратное сопротивление изменяется
примерно вдвое.
Пока потенциал входа 3 операционного усилителя DA1, который включен компаратором, ниже, чем входа 2, на выходе 6 - логический 0. Транзистор VT1 заперт, реле К1 отпущено, контакты К1Л замкнуты, тринистор VS1 открыт, диодный мост VD4 проводит ток и нагреватель ЕК включен. При повышении температуры обратное сопротивление диода VD1 уменьшается и потенциал входа 2 компаратора понижается. Когда он станет ниже, чем входа 3, на выходе 6 появится уровень логической 1. Транзистор VT1 откроется, сработает реле К1 и разомкнет контакты К1.1. Тринистор запрется, и нагреватель выключится. Температура в помещении начнет падать, потенциал входа 2 компаратора возрастать и превысит потенциал входа 3, нагреватель вновь включится.
Силовым трансформатором выбран выходной трансформатор кадров ТВК телевизора «Рубин». Реле К1 - РЭС9, паспорт РС4.524.200.
Рис. 34. Принципиальная схема автоматического терморегулятораРис. 34. Принципиальная схема автоматического терморегулятораH11 Hl 4 • оОтомобильные лОнпы ио 12 В (20 шт )H11 Hl 4 • оОтомобильные лОнпы ио 12 В (20 шт )Терморегулятор может коммутировать токи до 10 А и управлять нагревателем мощностью до 2 кВт.
Рис. 34. Принципиальная схема автоматического терморегулятора
Рис. 34. Принципиальная схема автоматического терморегулятора
H11 Hl 4 • оОтомобильные лОнпы ио 12 В (20 шт )
H11 Hl 4 • оОтомобильные лОнпы ио 12 В (20 шт )
Экономичный термостабилизатор. Якушев В. [25]
Схема термостабилизатора (рис. 35) содержит измерительный мост на резисторах R1-R4 и терморезисторе Rt и компаратор напряжения на операционном усилителе DA1. Установка температуры производится переменным резистором R3. При изменениях температуры на выходе компаратора образуются уровни «О» или «1».
Экономичность достигнута следующим способом. Если компаратор выдает сигнал на включение нагрузки, то при положительной полуволне напряжения сети транзистор VT1 открывается и в цепь управления тиристора VS1 посылает отпирающий ток. Открывающийся тиристор замыкает цепь питания транзистора VT1, и управляющий ток тиристора прекращается. Таким образом, отпирание тиристора происходит импульсным током минимальной длительности. При отрицательной полуволне напряжения сети ток транзистора VT1 отсутствует.
Рис. 35. Принципиальная схема термостабилизатора
ГлаваГлава88
Глава
Глава
8
8
Электронные реле
Емкостное реле. Нечаев И. [26]
Емкостным реле называют устройство, реагирующее на изменение емкости датчика. Приближение человека к датчику изменяет его емкость, и электронная часть устройства реагирует выработкой соответствующего сигнала.
Принцип действия описываемого емкостного реле (рис. 36) основан на изменении частоты LC-генератора при внешнем воздействии на его элементы. Генератор данного реле содержит катушку L1, емкость датчика Е1, конденсаторы Cl, С2, полевой транзистор VT1 и ёмкость монтажа. При неизменной емкости датчика частота генератора стабильна и равна примерно 100 кГц. Но стоит приблизиться к датчику, его емкость увеличится, а частота генератора уменьшится.
Измерительный контур образован элементами L2, С4 и слабо связан с генератором резистором RL Используется зависимость напряжения на резонансном контуре от частоты колебаний поступающего сигнала. Выделенное контуром напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтруется конденсатором С5 и подается на инвертирующий вход (вывод 2) операционного усилителя(ОУ) DA1, выполняющего функцию компаратора.
Конденсатором С4 измерительный контур настраивают на частоту генератора. При этом на инвертирующем входе ОУ действует максимальное постоянное напряжение U . Резисторами R3 и R2 устанавливают на неинвертирующем входе (вывод 3) пороговое напряжение Unop несколько меньшее, чем Ubxm3kc. В этом случае напряжение на выходе ОУ мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограничительный резистор R5, не горит.
Рис. 36. Принципиальная схема емкостного реле
Если изменение частоты генератора будет таким, что напряжение Ubx станет меньше Unop, компаратор сработает и включит светодиод. Но стоит удалиться от датчика - и частота генератора станет исходной, напряжение U^ увеличится, компаратор переключится в первоначальное состояние и светодиод погаснет.
Все детали такого емкостного реле, кроме датчика, можно смонтировать на печатной плате из фольгированного материала (см. рис. 37). Для повышения стабильности устройства катушки L1 и L2 идентичны по конструкции, намотаны на кольцах из феррита 2000НМ с внешним диаметром 20 мм и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,2. Намотка - виток к витку в один слой. Отвод катушки L1 сделан от 20-го витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом, L2 - от середины.
После сборки проводят регулировку реле (R5 и HL1 пока не подключают). Для датчика можно использовать два параллельных провода диаметром 1 мм длиной по 1м, на расстоянии 15-20 см один от другого. К конденсатору С5 подключают вольтметр постоянного тока с входным сопротивлением не менее 10 кОм/В и конденсатором С4 добиваются максимального показания вольтметра 2,5-5 В. Если оно меньше, подбирают сопротивление резистора R1, но не менее 500 кОм. После каждой замены резистора подстройку повторяют.
Затем к выходу DA1 подключают резистор R5 и светодиод HL1. Движок резистора R3 устанавливают в нижнее по схеме положение, а резистора R2 - в среднее. При этом светодиод должен гореть. Медленно перемещая движок резистора R3, добиваются погасания светодиода. Если теперь к датчику, соединенному с конденсатором С1, поднести руку, светодиод должен загореться. На этом регулировка емкостного реле заканчивается.
Рис. 37. Печатная плата емкостного релеРис. 37. Печатная плата емкостного релеЕмкостное реле. Табунщиков В. [27]
Рис. 37. Печатная плата емкостного реле
Рис. 37. Печатная плата емкостного реле
Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис. 38. На полевом транзисторе VT1 собран генератор
высокой частоты по схеме индуктивной трехточки. В процессе генерации на истоке полевого транзистора образуется положительное напряжение, и транзистор VT2 оказывается заперт. При воздействии на датчик увеличивается емкость затвора на землю, что приводит к срыву колебаний генератора. Теперь за счет дополнительного тока через L1 и промежуток затвор-исток увеличивается ток базы VT2, он отпирается и срабатывает реле К1, включая контактами К1.1 исполнительный механизм.
Рис. 38. Принципиальная схема емкостного реле
Катушка L1 наматывается на каркас от ФПЧ транзисторных приемников и содержит 500 витков провода ПЭЛ, 0,12 мм с отводом от середины.
Датчиком является квадрат из провода со сторонами от 15 до 100 см. Реле - типа РЭС10, паспорт РС4.524.312.
При настройке конденсатор С1 устанавливается в положение минимальной емкости, при этом сработает реле. Затем медленно увеличивают емкость до выключения реле. Чем меньше емкость конденсатора С1, тем чувствительнее емкостное реле. Максимальное расстояние до объекта, на который реагирует реле, составляет 50 см.
Изображение печатной платы показано на рис. 39, а конструкция катушки с размещением ее и датчика на плате - на рис. 40.
Рис. 39. Печатная плата и расположение деталей
Акустическое реле. Партин А. [281 •
Акустическим называется реле, срабатывающее под воздействием входного звукового сигнала и включающее какой- либо исполнительный механизм.
Принципиальная схема акустического реле приведена на рис. 41.
Звуковой сигнал - громкий голос, хлопок и т. п. - воспринимается микрофоном ВМ1, поступает на чувствительный
Рис. 40. Конструкция катушки индуктивности
Рис. 41. Принципиальная схема акустического реле
усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT3, детектируется диодом VD1 и подается на базу транзистора VT4. В результате он отпирается, и срабатывает электромагнитное реле К1, включая контактами К1.1 световой сигнализатор - светодиод HL1. После окончания звука реле будет удерживаться током заряда конденсатора С4, после чего отпустит, и светодиод погаснет.
Режим работы усилителя устанавливается переменным резистором R4. В качестве микрофона ВМ1 используется капсюль от головных телефонов ТОН-2. Реле К1 - герконовое типа РЭС55А, паспорт РС4.569.600-10.
При налаживании устройства переменным резистором R4 добиваются наилучшей чувствительности - срабатывания реле при возможно большем расстоянии от источника звука до микрофона.
Звуковое реле. Пазовик В. [29]
Принципиальная схема звукового реле представлена на рис. 42 и работает следующим образом. Звуковой сигнал воспринимается электретным микрофоном ВМ1 и поступает на вход усилителя низкой частоты, собранного на микросхеме DA1. Усиленный сигнал подается для формирования прямоугольных импульсов на усилитель-ограничитель из двух элементов 2И-НЕ микросхемы DD1, откуда - на базу транзистора VT1, который разряжает времязадающий конденсатор СЗ триггера Шмитта, образованного остальными двумя элементами DD1. При этом на выходе 11 DD1.4 появляется логический 0, разрешающий работу мультивибратора, выполненного на двух элементах 2ИЛИ-НЕ микросхемы DD2. С выхода мультивибратора импульсы поступают на усилитель (VT2, VT3), откуда через разделительный конденсатор С7 - на управляющий электрод симистора VS1. Симистор открывается и включает нагрузку. Когда конденсатор СЗ зарядится до уровня логической 1, триггер Шмитта переключается, на выходе DD1.4 появляется логическая 1, мультивибратор выключается, закрывается симистор, и нагрузка отключается от сети. Время выдержки подбирается в зависимости от конкретного применения схемы. При емкости СЗ, указанной на схеме, время включенного состояния нагрузки составляет 4 минуты.
Питание схемы производится от сети переменного тока с помощью однополупериодного выпрямителя на диоде VD3 и конденсаторе С5 с гасящим конденсатором С6. Вся схема находится под напряжением сети. Поэтому необходимо при налаживании и эксплуатации соблюдать осторожность.
Рис. 42. Принципиальная схема звукового реле
Акустический выключатель. Кашкаров А. [30]
Принципиальная схема акустического выключателя приведена на рис. 43.
Звуковой сигнал воспринимается угольным микрофоном ВМ1 и проходит через фильтр R4, С1, который пропускает
bvaiEhoiuxHs о-юаэаьиюАхе ewaxo веня1лгиииЬниби -^ OMd
SS яйёхойойпйя5~йй5ёэ^^
только сигнал высших частот, соответствующих хлопку в ладоши. Далее он усиливается транзистором VT1, с коллекторной нагрузки которого R3 поступает на вход триггера, собранного на транзисторах VT2 и VT3. Положительная обратная связь осуществляется через резистор R6. С коллектора транзистора VT3 напряжение высокого уровня через диод VD3 и ограничительный резистор R13 включает оконечный каскад на транзисторе VT4 с электромагнитным реле К1 в цепи коллектора, которое контактами К1.1 коммутирует исполнительное устройство (лампу HL1).
Микрофон взят от телефонного аппарата. Реле - типа РЭС9, паспорт РС4.524.204.
Приложение
Основные математические и физические константы
Число ТЕ
К наиболее часто применяемым математическим константам (постоянным числам, используемым в процессе различных расчетов) относится число к (пи), которое представляет собой отношение длины окружности к ее диаметру. Число к относится к иррациональным числам и его точное значение не может быть выражено ни конечным числом цифр, ни какой-либо элементарной функцией. Эту задачу, называемую квадратурой круга, математики пытались решить тысячелетиями, но только в XIX веке была доказана невозможность ее решения. Поэтому всегда используется приближенное значение числа л, хотя существует способ его вычисления с любым количеством знаков. Самым грубым и наиболее известным приближением (еще из школьного курса геометрии) является значение л = 3,14. Если требуется более точное значение, можно предложить такое: л = 3,1416. Его легко воспроизвести, если запомнить несложное предложение: «Что я знаю о цифрах». Количество букв в каждом слове соответствует цифрам числа л. Наконец, для любителей поразить окружающих достаточно выучить такой стишок: «Кто и шутя, и скоро пожелаеть пи узнать, число ужъ знаеть», откуда л = 3,1415926536. Так как стишок придуман еще до 1918 года, в конце слов, оканчивающихся
на согласную, стоит твердый знак. В справочниках же можно найти еще более точное значение:.
к = 3,141592653589793...
Основание натуральных логарифмов е
Другой важной и часто встречающейся в радиотехнике константой является основание натуральных логарифмов е, которое также относится к иррациональным числам. В справочниках приводится следующее значение числа е с 15 знаками после запятой:
0=2,718281828459045...
Если читатель помнит год рождения Льва Николаевича Толстого, можно легко воспроизвести число е с девятью знаками после запятой, запомнив такую шутку: «0равно 2,7 плюс дважды Лев Толстой».
Биномиальные коэффициенты
Когда необходимо какой-либо двучлен возвести в степень, например:
(х + у)4 = х? + 4л?у + 6хУ + 4лУ + /,
нужно знать биномиальные коэффициенты, которые вычисляются с помощью сочетаний. Но значительно проще для их определения пользоваться «Арифметическим треугольником», предложенным Блезом Паскалем еще в 1665 году.
1111211331146411510 10 51111211331146411510 10 5Биномиальные коэффициенты
1
11
121
1331
14641
1510 10 5
1
11
121
1331
14641
1510 10 5
для возведения в квадрат
для возведения в куб
для возведения в 4-ю степень
1 для возведения в 5-ю степень
ИТ. д.
В треугольнике крайними числами каждой строки являются единицы, а другие представляют собой сумму двух чисел верхней строки.
Ускорение силы тяжести
Из физических констант в первую очередь необходимо отметить ускорение силы тяжести g- ускорение свободно падающего тела на поверхность Земли с небольшой высоты и при отсутствии сопротивления воздуха. Ускорение свободного падения зависит от широты точки наблюдения и высоты ее над уровнем моря. Приближенно
g= 9,78049(1 + 0,005288 sin2v - 0,000006 яп22ф) -
- 0,0003086Н м/с2,
где ф - широта, а Н- высота над уровнем моря.
На широте Москвы на уровне моря
g= 9,8156 м/с2. -
Скорость света
Одной из фундаментальных констант, особенно в радиотехнике, является скорость распространения электромагнитных волн, или скорость света - С. Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна скорость света является предельной скоростью распространения любых физических воздействий. Впервые практическое измерение скорости света осуществил в 1849 г. Арман Ипполит Луи Физо. Впоследствии физики неоднократно экспериментально уточняли полученное им значение, и в настоящее время скорость света в вакууме принята равной:
*с =299792458 м/с.
При практических расчетах обычно достаточно брать приближенное значение скорости света равным 300 тысячам километров в секунду - ЗЛО8 м/с.
Гравитационная постоянная
При расчетах орбит искусственных спутников Земли, через которые осуществляется ныне трансляция телевидения и системы глобальной связи, используется гравитационная постоянная G, определяющая силы тяготения. Численное значение гравитационной постоянной:
G= 6,673.1011 м3/кгс2.
Постоянная Больцмана
В радиотехнике часто приходится определять уровень собственных шумов приемников и усилителей радиосигнала, поскольку для хорошего качества звука или изображения уровень сигнала в определенное число раз должен превышать уровень шумов, который находится по формуле, содержащей постоянную Больцмана к;
'^= 1,38/1023Дж/Кл.
Литература
Прокопцев Ю. Имитатор звуков паровоза // Радио. - 1995. - № 7. - С. 30.
Панкратьев Д. Имитатор звуков стрельбы // Радио. - 1999. -№ 6. - С. 54; Радио. - 2000. - № 7. - С. 50.
Шиповский С. Сирена // Радио. - 2000. - № 10. - С. 53.
Никифоров. В. Универсальное зарядное устройство // Радио. - 1991. - № 1. - С. 69-70.
Гуреев С. Зарядное устройство-автомат // Радио. - 1992.-№12.-С. 11-12.
Бирюков С. Простое зарядное устройство // Радио. - 1997.-№3.-С. 50.
Гусаров В. Простой кодовый замок // Радиолюбитель. - 1995. - № 1. - С. 21-22.
Жиздюк Р. Кодовый замок // Радио. - 1999. - № 6. - С. 31; Радио. - 2000. - № 6. - С. 49.
Вяльцев В. Электронный кодовый замок // Радиолюбитель. - 1994. - № 5. - С. 31.
Мартынюк Н. Простой металлоискатель // Радиолюбитель. - 1997. - № 8, - С. 30.
Васильев В. Миноискатель // Радио. - 1978. - № 7. - С. 53-54.
Ильин Д. Прибор для обнаружения металлических предметов // Радио. - 1960. - № 8. - С. 22-23.
Нечаев И. Универсальный металлоискатель // Радио. - 1990.-№ 12.-С. 73-75.
Шиповский С. Электронный звонок // Радио. - 2000. - №11.-С. 60.
Гришин А. Простой квартирный звонок // Радио. - 2001. - № 3. - С. 32-33.
Кашкаров А. Трели вместо звонка // Радиолюбитель. - 1999. -№ 12. -С. 11.
Клабуков А. Квартирный звонок - из музыкальной открытки // Радио. - 2001. - № 9. - С. 56; Радио. - 2002. - № 4. - С. 46.
Новиков Р. Медицинский электротермометр // Радио. - 1967.-№7.-С. 31.
Коноплев П., Мартынюк А. Термометр с линейной шкалой // Радио. - 1982. - № 7. - С. 37.
Пахомов Ю. Электронный термометр // Радио. - 1990. - №12.-С. 70-71.
Нечаев И. Простой термометр: каким он может быть? // Радио. - 1992. - № 8. - С. 17-18.
Беляков А. Простой терморегулятор // Радио. - 1989. - № 3. - С. 32..
Маяцкий Ю. Простой термостабилизатор // Радио. - 1991.-№7.-С. 32-34.
Бартенев В. Автоматический терморегулятор // Радиолюбитель. - 1995. - № 1. - С. 25.
Якушев В. Экономичный термостабилизатор // Радиолюбитель. - 1997. - № 2. - С. 21.
Нечаев И. Емкостное реле // Радио. - 1992. - № 9. - С.48-51.
Табунщиков В. Емкостное реле // Радиолюбитель. - 1993. - № 5. - С. 26.
Партин А. Акустическое реле // Радио. - 2000. - № 9. - С. 54-55.
Лазовик В. Звуковое реле // Радиолюбитель. - 1999. - № 4. - С. 32.
Кашкаров А. Акустический выключатель // Радиолюбитель. - 1999. - № 12. - С. 11.
Составитель
Никитин Вильямс Адольфович
В ПОМОЩЬ РАДИОЛЮБИТЕЛЮ
Выпуск 1
Главный редактор Захаров И. М.
editor-in-chief@ntpress.ru
Ответственный редактор Захарова И. И.
Верстка Кабанов В. В.
Графика Саломонов Р. В,Дизайн обложки Клубничкой Д. Е. .
Издательство «НТ Пресс», 129085, Москва,Звездный б-р, д. 21, стр. 1.
Издание осуществлено при техническом участииООО «Издательство АСТ»
Отпечатано с готовых диапозитивовв ООО “Типография ИПО профсоюзов Профиздат”109044, Москва, Крутицкий вал, 18