В помощь радиолюбителю. Выпуск 10

Рис. 9. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) индикатора состояния телефонной линии

3.2. Индикатор уровня жидкости [7]

Для индикации уровня жидкости можно использовать очень простое устройство, принципиальная схема которого приведена на рис. 10.

Рис. 10. Принципиальная схема индикатора уровня жидкости

Этот индикатор сигнализирует о достижении жидкостью определенного максимального или минимального допустимого уровня. Естественно, контролируемая жидкость должна обладать хотя бы частичной проводимостью.

Работа устройства основана на классическом принципе измерения уровня датчиком, сопротивление которого изменяется при изменении уровня жидкости. При этом предполагается, что величина сопротивления сухого датчика значительно выше, чем датчика, находящегося в жидкости. Основу индикатора составляют три BiMOS операционных усилителя, входящих в состав микросхемы СА3410. На неинвертирующие входы компараторов IС1А и IC1B подается положительное напряжение величиной примерно 0,5 В. Если оба датчика не погружены в жидкость, то сопротивление между контактами каждого из них будет значительно превышать 12 МОм — величину сопротивления каждого из резисторов R2 и R4, включенных в цепи обратной связи соответствующих каскадов. При этом на выходах компараторов будут сигналы низкого логического уровня.

Если один из сенсоров погрузить в жидкость, то его сопротивление понизится, что приведет к формированию на выходе соответствующего компаратора сигнала высокого логического уровня. В том случае, если в жидкость будет погружен только нижний сенсор, на выходе компаратора IC1B будет сигнал высокого логического уровня, а на выходе IC1A — сигнал низкого логического уровня. При этом на выходе компаратора IC1C будет сформирован сигнал низкого логического уровня, и светодиод LD1 светиться не будет. При изменении уровня жидкости выше верхнего или ниже нижнего предела на выходе компаратора IC1C будет сформирован сигнал высокого логического уровня, и светодиод LD1 начнет светиться.

С учетом того, что в дежурном режиме индикатор потребляет весьма незначительный ток, для его питания можно использовать две включенные параллельно батарейки типа «Крона».

Глава 4

ОХРАННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ

4.1. Простое противоугонное устройство

Vojtéch Voráčék [8]

При разработке предлагаемой конструкции перед автором стояла задача создать противоугонное устройство, которое заменило бы обыкновенный выключатель, который многие автолюбители часто устанавливают в цепи запуска двигателя.

Одним из условий была автоматическая активация этого прибора после выхода водителя из машины, что просто необходимо для тех автолюбителей, которые обычную сигнализацию включить просто забывают. В то же время деактивация данного противоугонного устройства должна быть как можно более простой для владельца, но не для злоумышленника. Именно поэтому в дословном переводе названия соответствующей статьи указывается, что эта сигнализация предназначена для автомобилей, которыми управляют представительницы прекрасной половины человечества. Одним из условий являлось и то, чтобы цена этого устройства не превышала 1 % от цены охраняемого автомобиля. Не секрет, что цены некоторых противоугонных устройств довольно часто сопоставимы с ценами самих автомобилей. В то же время принцип действия таких сигнализаций не является оригинальным и заключается в размыканий одной или нескольких цепей в электропроводке.

В результате десятиминутных размышлений и одного часа работы появилось простое устройство, принципиальная схема которого приведена на рис. 11.

Рис. 11. Принципиальная схема простого противоугонного устройства

Главным элементом предлагаемой конструкции является транзистор Т1, выполненный по технологии MOSFET, который обеспечивает переключение контактов реле Rel. Через контакты реле обеспечивается замыкание цепи зажигания бензиновых двигателей или разблокирование системы подачи топлива в дизельных двигателях.

Данное устройство в автомобиле устанавливается в разрыв цепи +12 В после замка зажигания. В обычном режиме напряжение +12 В на противоугонный блок не подается, при этом конденсатор С1 разряжен через резистор R2, транзистор Т1 заперт, контакты реле замкнуты в положении NC, а цепь зажигания разомкнута. При посадке в автомобиль водитель в первую очередь должен кратковременно нажать кнопку TL1, которую можно установить в любом удобном месте. Положительное напряжение на резистор R1 можно подавать от цепи какого-либо потребителя, например от аварийной сигнализации и т. п.

В качестве кнопки можно использовать геркон, управляемый обычным магнитом. В этой цепи можно использовать две последовательно включенные и расположенные в разных местах кнопки, которые следует нажимать одновременно.

При нажатой кнопке TL1 положительное напряжение +12 В через резистор R1 и диод D1 подается на конденсатор С1. В результате конденсатор С1 заряжается, транзистор Т1 отпирается, контакты реле замыкаются в положении NO, а цепь зажигания замыкается. После этого можно произвести запуск двигателя. В процессе работы двигателя транзистор Т1 удерживается в открытом состоянии за счет положительного напряжения, подаваемого на вывод G через диод D2 и резистор R3. Поэтому цепь запуска всегда находится в замкнутом положении. Во время коротких остановок и в тех ситуациях, когда двигатель неожиданно заглохнет на время, определяемое константой R2/C1, система запуска остается работоспособной, и поэтому повторная деактивация противоугонного устройства не требуется.

После выключения зажигания и остановки двигателя конденсатор С1 начинает медленно разряжаться через резистор R2. Примерно за 5 минут напряжение на выводе G транзистора Т1 уменьшится до значения, при котором этот транзистор закроется (примерно 3 В). В результате контакты реле замкнутся в положении NC, а цепь зажигания будет разомкнута. При необходимости время, после которого произойдет автоматическая активация противоугонного устройства, можно подобрать изменением величин сопротивления резистора R2 и емкости конденсатора С1.

Данную схему можно дополнить простой пьезоэлектрической сиреной S1, которая будет служить источником звукового сигнала при попытке запустить двигатель без деактивации противоугонного устройства. Для этого достаточно подключить ее к контакту NC реле Rel. При попытке запуска двигателя с активированным противоугонным устройством эта сирена кратковременно сработает. Режим работы сирены определяется параметрами элементов интегрирующей цепочки C2R1.

Предлагаемую конструкцию можно выполнить либо на простой печатной плате, либо навесным монтажом на плате из изоляционного материала. При этом размеры платы определяются габаритами применяемого реле, обмотка которого должна быть рассчитана на рабочее напряжение 12 В, а контакты — на ток не менее 6 А. Для этой цели можно использовать обычные автомобильные реле, которые можно приобрести в любом автомагазине. Наличие контакта NC обеспечит возможность подключения сирены. Остальные элементы также не относятся к разряду дефицитных. В качестве транзистора Т1 можно использовать любой транзистор MOSFET N-пpoводимости, рассчитанный на ток 6 А и более (чтобы не возникала необходимость применения радиатора при токе реле до 200 мА) и напряжение более чем 30 В, например широко применяемый транзистор BUZ11.

Поскольку предлагаемое противоугонное устройство является очень простым, то при использовании исправных элементов и отсутствии ошибок при монтаже оно готово к работе и не требует дополнительных регулировок. При желании можно уточнить временную константу автоматической активации изменением емкости конденсатора (30-470 мкФ) или величины сопротивления резистора R2 (1-10 МОм).

4.2. Простая автосигнализация [9]

На рис. 12 приведена принципиальная схема простой автомобильной сигнализации, выполненной всего на двух микросхемах.

Рис. 12. Принципиальная схема простой автосигнализации

После включения сигнализации выключателем S1 активируется таймер переходного режима, выполненного на микросхеме IC1 (LM3905). Временная константа этого таймера определяется параметрами элементов Р1 и С1 и может устанавливаться в пределах от 0 до 50 секунд. Этого времени должно быть достаточно для выхода водителя из автомобиля и активации соответствующих датчиков. В качестве датчиков могут быть использованы, например, контактные замыкатели в дверцах, ультразвуковые датчики, а также другие сенсоры, которые на схеме обозначены как выключатели S2-S6. При этом указанные датчики могут работать как на замыкание на корпус (S2-S4), так и на замыкание цепи 12 В. Количество сенсоров практически неограниченно.

В период времени от включения сигнализации до ее активации светится зеленый светодиод LD1. При этом на выводы 4 и 8 микросхемы IC2 (NE555) подается напряжение низкого логического уровня, формируемое на выводе 7 микросхемы IC1, что обеспечивает блокировку сигнализации. По окончании указанного периода на выводе 7 микросхемы IC1 формируется напряжение высокого логического уровня, красный светодиод LD2 начнет светиться, свидетельствуя об активации сигнализации.

При попытке проникнуть в автомобиль один из датчиков S2-S6 будет активирован, вывод 2 микросхемы IC2 окажется подключенным к «массе», что приведет к запуску второго таймера, выполненного на этой микросхеме. На выводе 3 нормируется напряжение высокого логического уровня, реле RE1 срабатывает, и через его контакты питающее напряжение подается на сирену. Время работы сирены определяется параметрами элементов Р3 и С2. На практике рекомендуется устанавливать время подачи тревожного сигнала около одной минуты, после чего сигнализация вновь переходит в дежурный режим.

Триммером Р2 устанавливается рабочий ток светодиодов. Красный светодиод LD2 должен светиться в то время, когда транзистор Т1 открыт, а сигнализация находится в дежурном режиме. Вместо транзисторов типа 2N2222 можно использовать транзисторы ВС635.

4.3. Имитатор охранного устройства с индикатором бортового напряжения

Daniel Kalivoda [10]

В последнее время на страницах специализированных изданий неоднократно публиковались описания всевозможных конструкций имитаторов автомобильных охранных устройств различной степени сложности — от простейших мигающих светодиодов до устройств, выполненных на микросхемах. Автор придерживается мнения, что любая конструкция должна не только надежно обеспечивать возложенные на нее функции (в данном случае мигание светодиода), но также быть простой и дешевой. Для радиолюбительской конструкции данные требования актуальны вдвойне. С учетом изложенного был разработан простой имитатор охранной сигнализации, который в дополнение к основной функции обеспечивает приблизительную индикацию величины напряжения аккумулятора. Время изготовления данного устройства не превышает двух часов, а стоимость использованных деталей не превышает стоимости одного мигающего светодиода. Принципиальная схема имитатора охранного устройства приведена на рис. 13.

Рис. 13. Принципиальная схема имитатора охранного устройства с индикатором бортового напряжения

Из схемы видно, что в данном случае речь идет о хорошо известном релаксационном генераторе с транзистором, работающим в режиме лавинного пробоя. При подключении устройства к источнику питания конденсатор С1 заряжается через диоды D2, D3 и резистор R1. Когда напряжение на конденсаторе С1 достигнет величины, равной сумме напряжения лавинного пробоя транзистора Т1 и напряжения U_AK диода D1 (около 10–11 В), транзистор откроется. В результате конденсатор С1 разрядится через переход транзистора Т1 и красный светодиод D1. Диод D1 в течение некоторого времени будет светиться, после чего конденсатор С1 вновь начнет заряжаться. Частота мигания зависит от величины напряжения аккумулятора и значений емкости конденсатора С1 и сопротивления резистора R1. Изменением параметров элементов С1 и R1 частоту мигания светодиода D1 можно изменять в широких пределах. На диодах D2 и D3 формируется определенное падение напряжения, которое обеспечивает прекращение функционирования схемы при снижении напряжения аккумулятора менее определенного значения.

На практике при напряжении аккумулятора более 12,5 В светодиод D1 мигает примерно два раза в секунду, при напряжении 12 В — один раз в секунду, при напряжении 11,5 В — один раз в две секунды. При понижении напряжения до 11,3-11,4 В мигание светодиода прекратится. Таким образом по частоте мигания светодиода D1 владелец автомобиля может судить о напряжении аккумулятора.

Изготовление предлагаемого имитатора не требует дефицитных деталей. Для настройки данной конструкции достаточно подключить ее к регулируемому источнику напряжения и подбором величины сопротивления резистора R1 установить частоту мигания светодиода D1 в пределах 1–2 Гц. Затем необходимо уменьшить напряжение примерно до значения 11,5 В и подобрать диоды D2 и D3 разных типов с таким суммарным падением напряжения на них, при котором диод D1 перестанет светиться. Это могут быть любые диоды, например, от диодов Шоттки с падением напряжения 0,3–0,4 В и кремниевых диодов (0,6–0,7 В) до светодиодов разных цветов (1,1–3,6 В).

Все детали располагаются на небольшой плате размерами 10х20 мм. В автомобиле имитатор можно подключить, например, параллельно соответствующим контактам замка зажигания, обращая особое внимание на соблюдение полярности. Ток, потребляемый данным устройством, так мал, что не стоит о нем говорить. Данный имитатор-индикатор с успехом можно использовать совместно с охранным устройством, описанным в разделе [9].

Глава 5

НИЗКОЧАСТОТНАЯ ТЕХНИКА

5.1. Универсальный предварительный УНЧ с двумя входами

Pavel Меса [11]

При эксплуатации звуковоспроизводящей аппаратуры часто возникает необходимость подключения к усилителю двух источников низкочастотного сигнала или же требуется простой предварительный усилитель НЧ. И в том и в другом случае можно собрать простую конструкцию, описанную ниже. Принципиальная схема простого предварительного усилителя низкой частоты с двумя входами приведена на рис. 14.

Рис. 14. Принципиальная схема простого предварительного усилителя НЧ с двумя входами

В предлагаемой конструкции используются включенные по стандартной схеме неинвертируемые операционные усилители, входящие в состав микросхемы NE5532. Коэффициент усиления определяется соотношением резисторов R3 и R2, а также R7 и R6. Для линейного входа коэффициент усиления составляет примерно 8, а для микрофонного входа — около 100. При использовании обоих входов данного усилителя в качестве линейных можно было бы использовать микросхему TL072. При необходимости микрофонный и линейный входы можно менять местами. Для питания микросхемы используется двуполярный источник питания с напряжением не менее 2х10 В и не более 2х18 В. На выходах каналов установлены регуляторы Р1 и Р2, а также резисторы R4 и R8, обеспечивающие исключение взаимного влияния каскадов. При необходимости использования большего количества входов можно изготовить несколько аналогичных конструкций.

На каждом из входов используются разъемы JACK 6,3, которые непосредственно впаиваются на печатную плату. Если к одному из входов не подключен источник входного сигнала, то соответствующий контакт замыкается на корпус, при этом понижается уровень шумов от неиспользуемого канала. Регулировочные потенциометры также устанавливаются на печатную плату, чем обеспечивается компактность конструкции.

5.2. Предварительный усилитель для динамического микрофона

Daniel Kalivoda [12]

Для подключения динамического микрофона к звуковоспроизводящей аппаратуре можно использовать простой предварительный усилитель, принципиальная схема которого приведена на рис. 15.

Рис. 15. Принципиальная схема предварительного усилителя для динамического микрофона

Коэффициент усиления данной конструкции, выполненной на транзисторе Т1, составляет более 10. Этот транзистор вместе с резистором R1 и разделительным конденсатором С1 размещаются непосредственно в корпусе микрофона. Рабочий ток транзистора Т1 выбран равным примерно 0,7 мА, чем обеспечивается компромисс между минимальным уровнем шумов и динамическим диапазоном сигнала. Нагрузочный резистор R2 впаивается на другом конце кабеля, используемого для подключения микрофона к усилителю низкой частоты.

Напряжение питания величиной от 9 до 15 В можно подавать от цепи питания предварительного усилителя этого УНЧ.

Необходимо отметить, что питающее напряжение предварительного усилителя динамического микрофона должно быть хорошо стабилизировано, при необходимости можно использовать и батарейку, которая при токе 1 мА, потребляемом данным устройством, может обеспечить до 100 часов его непрерывной работы. Регулировка предварительного усилителя заключается в установке на резисторе R2 напряжения около 3 В с помощью подбора величины сопротивления резистора R1. Подбором величин резисторов R1 и R2 можно установить рабочую точку транзистора Т1, если будет применен транзистор другого типа.

5.3. Миниатюрный стереофонический усилитель 2х4 Вт [13]

Предлагаемый усилитель можно использовать для дополнительного усиления выходного низкочастотного сигнала маломощных устройств, питающихся от батарей, например вещательных приемников или кассетных проигрывателей. Усилитель отличают малые размеры и простая схема при сравнительно высоких параметрах. Принципиальная схема миниатюрного стереофонического усилителя приведена на рис. 16.

Рис. 16. Принципиальная схема миниатюрного стереофонического усилителя НЧ

Основу конструкции составляет каскад, выполненный на микросхеме IO1 типа КА2206, который дополнен несколькими конденсаторами. Микросхема IO обеспечивает выходную мощность в каждом канале усилителя до 4 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом. Переключателем S1 можно изменить конфигурацию усилителя, превратив его из стереофонического усилителя в мостовой монофонический усилитель, который обеспечивает выходную мощность в каждом канале усилителя до 8 Вт при сопротивлении нагрузки 8 Ом.

Номинальное напряжение миниатюрного усилителя составляет 9 В, однако конструкция надежно функционирует при изменении напряжения от 4 В до 11 В. Потребляемый ток зависит от выходной мощности усилителя и может достигать 3 А.

Детали миниатюрного усилителя размещены на плате размером 56х31 мм, выполненной из одностороннего фольгированного текстолита или гетинакса. Металлический радиатор, на котором размещается микросхема, должен быть соединен с корпусом. При желании микросхему КА2206 можно заменить на микросхему ТА2025В.

Глава 6

ЭЛЕКТРОННЫЕ ИГРУШКИ

6.1. Электронный пес

Pavel Меса [14]

На рис. 17 приведена принципиальная схема генератора звукового сигнала, который воспроизводит лай собаки.

Рис. 17. Принципиальная схема генератора, имитирующего лай собаки