В помощь радиолюбителю. Выпуск 11

Составитель: Адаменко Михаил Васильевич

«В помощь радиолюбителю»

_{Выпуск 11}

(Электроника своими руками)

Глава 1

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Тестер пультов дистанционного управления

Jozef Mach ml [1]

Предлагаемый тестер представляет собой обычный приемник инфракрасных сигналов со световой индикацией. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 1.

Рис. 1. Тестер пультов дистанционного управления

Основу тестера составляют датчик ИК-сигналов, инвертирующий и буферный каскады, выпрямитель, а также схема индикации. Сигнал от пульта дистанционного управления поступает на датчик, в качестве которого используется микросхема IC1. На ее выходе формируется сигнал, представляющий собой инвертированную последовательность импульсов, соответствующую поданной команде. Далее импульсный сигнал подается на инвертирующий каскад, выполненный на транзисторе Т1. С коллектора транзистора Т1 импульсы проходят на буферный каскад (транзистор Т2), а также на контакты разъема X1, предназначенного для подключения осциллографа. С выхода буферного каскада сигнал через конденсатор С4 поступает на выпрямитель, выполненный на диодах D1 и D2. Затем выпрямленный сигнал подается на вход схемы индикации, основу которой составляет транзистор ТЗ. При поступлении последовательности импульсов конденсатор С5 быстро заряжается, что приводит к открытию транзистора ТЗ. В результате светодиод LD1 начинает светиться. По окончании сигнала конденсатор С5 медленно разряжается через резистор R6, транзистор ТЗ закрывается, а светодиод LD1 прекращает светиться.

Все детали тестера размещены на печатной плате размером 72x22 мм. Схема печатной платы приведена на рис. 2.

Рис. 2. Печатная плата тестера пультов дистанционного управления

Расположение деталей на печатной плате прибора приведено на рис. 3.

Рис. 3. Расположение деталей на печатной плате тестера пультов дистанционного управления

При изготовлении тестера можно использовать резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы С1, С3, С5 — типа К50-12 или любые другие на номинальное напряжение не менее 10 В. Остальные конденсаторы могут быть металлокерамическими или керамическими, к примеру, типа КМ-6. Номинал резистора R7 соответствует применению светодиода LD1 типа JUMBO диаметром 10 мм. Использование индикатора таких размеров обеспечивает возможность получения визуальной информации о функционировании пульта ДУ с расстояния нескольких метров. В данном устройстве можно использовать и светодиод обычных размеров. Но в этом случае номинал резистора R7 должен находиться в пределах 220–270 Ом.

Собранный без ошибок и из исправных деталей тестер не нуждается в дополнительном налаживании и практически сразу может быть использован для проверки работоспособности пультов ДУ. При проверке тестер рекомендуется разместить, например, на телевизоре или видеомагнитофоне.

Проверяемый пульт должен находиться на таком расстоянии от прибора, на котором он обычно эксплуатируется. Нажатие любой кнопки на пульте ДУ должно привести к загоранию светодиода тестера. При проверке систем дистанционного управления некоторых радиоэлектронных устройств, например приемников спутникового телевидения, светодиод может мигать. Поэтому форму принятого сигнала желательно дополнительно проконтролировать с помощью осциллографа.

Детектор подслушивающих устройств [2]

Подавляющее большинство любительских и профессиональных подслушивающих устройств построено на основе простейших маломощных радиопередатчиков. При этом в качестве источника входного сигнала могут служить не только микрофон, но, например, обычная телефонная линия. Поэтому предлагаемый прибор представляет собой обычный широкодиапазонный радиоприемник, в качестве выходного каскада которого использован генератор низкочастотного сигнала. Диапазон частот принимаемых сигналов составляет примерно 1-1000 МГц, чего должно быть вполне достаточно для обнаружения большинства «жучков» кустарного и полупрофессионального производства.

Принципиальная схема детектора подслушивающих устройств приведена на рис. 4.

Рис. 4. Принципиальная схема детектора подслушивающих устройств

Основу прибора составляют входное устройство, усилитель высокочастотных сигналов, выпрямитель, фильтр, регулятор уровня сигнала, схема сравнения, а также управляемый напряжением генератор низкочастотного сигнала и оконечный УНЧ. С антенны, подключаемой к разъему X1, принимаемый радиосигнал поступает через конденсаторы С1 и С2 на высокочастотный усилитель, выполненный на транзисторе Т1. С коллектора транзистора Т1 усиленный сигнал проходит через конденсатор С4 на диод D1, используемый в качестве выпрямителя положительных пиков ВЧ-сигнала.

Далее сформированный сигнал через фильтрующую цепочку C6R8 поступает на один из входов операционного усилителя IC1-A (вывод IC1-A/3), который составляет основу схемы сравнения. На второй вход этого усилителя (вывод IC1-A/2) подается сигнал, прошедший через фильтрующую цепочку C5R6 и регулятор R23. Коэффициент усиления этого каскада определяется соотношением величин сопротивлений делителя R10R9. При наличии на входе прибора радиосигнала, излучаемого подслушивающим устройством, на выходе схемы сравнения (вывод IC1-A/1) формируется сигнал, который используется в качестве запускающего сигнала для генератора НЧ, выполненного на операционных усилителях IC1-D и IC1-C. Затем низкочастотный сигнал генератора усиливается сначала операционным усилителем IC1-B, а затем каскадом на транзисторе ТЗ. Усиленный сигнал низкой частоты подается на головные телефоны BF1.

Все детали детектора подслушивающих устройств размещены на двусторонней печатной плате размером 50x40 мм из фольгированного гетинакса или текстолита. Печатная плата приведена на рис. 5.

Рис. 5. Печатная плата детектора подслушивающих устройств со стороны расположения элементов (а) и со стороны пайки (б)

Расположение деталей на печатной плате прибора приведено на рис. 6.

Рис. 6. Расположение деталей на печатной плате детектора подслушивающих устройств

Электролитические конденсаторы С7 и С10 — типа К50-12 или любые другие на соответствующее номинальное напряжение. Остальные конденсаторы могут быть любыми малогабаритными. Регулятор R23 — любой малогабаритный переменный резистор с нормальной характеристикой. В предлагаемой конструкции используются микросхема МС3403, транзистор Т1 типа BFR91 (выполнен по технологии SMD), а также транзисторы Т2 и ТЗ типа ВС548. Диод D1 типа ВАТ85 можно заменить высокочастотным диодом NTE112. Антенну рекомендуется изготовить из отрезка медного провода, при желании можно установить и телескопическую антенну от любого переносного радиоприемника.

Перед непосредственным использованием детектора подслушивающих устройств его необходимо включить на расстоянии примерно 1,5 м от возможных источников излучения (радиоприемник, телевизор и т. п.) и установить регулятор R23 в положение, при котором в головных телефонах будет прослушиваться тихий акустический сигнал. После этого следует пройти с прибором по всем помещениям, в которых предполагается наличие «жучков». При приближении антенны детектора к подслушивающему устройству, излучающему радиосигнал в диапазоне 1-1000 МГц, громкость звукового сигнала значительно усилится.

Глава 2

САМОДЕЛКИ ДЛЯ ДОМА

Индикатор состояния сетевого выключателя

Josef Nikodem [3]

В квартирах, частных домах и в дачных домиках сетевая проводка электрического освещения выполнена так, что выключатель света для некоторых помещений, например для подвала или туалета, располагается вне этих помещений. Поэтому при закрытой двери довольно сложно определить, включен в них свет или нет. Предлагаемое устройство обеспечивает световую индикацию состояния выключателя освещения для таких помещений.

Данный прибор подключается последовательно с сетевым выключателем и сконструирован для использования в такой проводке, где в выключатель не заведен нулевой провод, и поэтому для индикации нельзя использовать обычную неоновую лампочку. При использовании указанных на схеме деталей индикатор работает в сети 220 В с максимальным током 2 А, то есть при максимальной мощности, потребляемой нагрузкой, около 440 Вт.

Принципиальная схема индикатора состояния сетевого выключателя приведена на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема индикатора состояния сетевого выключателя

При положительной полуволне сетевого напряжения (на клемме S1 напряжение более положительно, чем на клемме S2) после прохождения нуля тиристор Тс1 заперт или выключен. При этом ток на нагрузку проходит через LED-светодиод D2 и резистор R1, который ограничивает максимальный ток диода до значения примерно 100 мА. В это время диод D2 светится. Когда сетевое напряжение достигнет значения 9,1 В, на управляющий электрод тиристора Тс1 через стабилитрон D1 будет подано напряжение, обеспечивающее отпирание тиристора. Тиристор Tс1 откроется, и с этого момента ток потечет через него. Падение напряжения на тиристоре уменьшится, и светодиод D2 погаснет. Время свечения диода D2 определяется напряжением стабилизации стабилитрона D1. При отрицательной полуволне сетевого напряжения тиристор Тс1 открыт уже от нулевого напряжения синусоиды, поэтому диод D2 не светится.

Все детали индикатора размещены на небольшой печатной плате размерами 37x14 мм, изготовленной из одностороннего фольгированного гетинакса или текстолита. Печатная плата и расположение элементов на ней приведены на рис. 8.

Рис. 8. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) индикатора состояния сетевого выключателя

Печатная плата размещается внутри выключателя. Светодиод D2 располагается в специально просверленном в крышке выключателя отверстии и с платой соединяется двумя проводками. В качестве резистора R1 следует использовать металлический резистор мощностью не менее 0,6 Вт, стабилитрон D1 должен быть типа BZX85V009.1, тиристор Тс1 — типа ВТА10А/600V, светодиод D2 — диаметром 5 мм красного цвета.

Работоспособность данного индикатора была неоднократно проверена. В то же время до конца остается невыясненным вопрос, выдержит ли предлагаемое устройство замыкание в цепи, вызванное появлением вольтовой дуги, инициируемой в электрической лампочке при перегорании нити накала.

Простой терморегулятор [4]

В предлагаемой конструкции используется сетевое напряжение 220 В. Поэтому при сборке, налаживании и эксплуатации прибора следует строго соблюдать меры предосторожности, необходимые при работе с высокими напряжениями.

Предлагаемый терморегулятор представляет собой обычный переключатель переменного тока, в котором источником управляющего сигнала является термистор, а в качестве переключающего элемента используется симметричный тиристор. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 9.

Рис. 9. Принципиальная схема простого терморегулятора

Основу терморегулятора составляют датчик температуры, схема управления, выполненная на транзисторах Т1-Т5, а также переключающий элемент Тс1. В качестве датчика температуры в данной конструкции используется термистор R22, имеющий отрицательный тепловой коэффициент. Это означает, что при низкой температуре такой термистор имеет большое сопротивление, а при повышении температуры его сопротивление уменьшается. Именно это свойство термистора используется в данной конструкции для оценки изменений температуры окружающей среды.

Сигнал от датчика температуры поступает на схему управления, выполненную на транзисторах Т1-Т5. При этом на транзисторах Т4 и Т5 собран триггер Шмитта, формирующий управляющее напряжение смещения для транзистора Т3. Каскад на транзисторе Т3 выполняет роль усилителя переменного напряжения, а также обеспечивает включение нагрузки при нулевом сетевом напряжении. Усиленный сигнал подается на каскады, выполненные на транзисторах Т1 и Т2, на выходе которых формируются управляющие импульсы для переключающего элемента. В качестве переключающего или ключевого элемента в предлагаемой схеме использован симметричный тиристор Тс1, который, в отличие от обычного тиристора или транзистора, позволяет переключать обе полуволны сетевого напряжения.

Термистор R22 вместе с регулировочным резистором R21 и резистором R17 образует делитель напряжения, обеспечивающий формирование напряжения смещения, подаваемого на базу транзистора Т4. При этом определенным положениям движка резистора R21 соответствует значение выбираемой величины температуры, при которой переключается триггер и, соответственно, включается или отключается нагрузка. С поворотом движка резистора R21 в ту или иную сторону изменяется величина напряжения смещения на базе транзистора Т4, что приводит или к его открыванию, или к запиранию. В результате срабатывает триггер Шмитта, выполненный на транзисторах Т4 и Т5.

Для под держания нужной температуры положение движка резистора R21 необходимо выбрать таким образом, чтобы при достижении этой температуры происходило переключение триггера. Так, например, если температура окружающей среды меньше, чем выбранная, то транзистор Т4 закрыт, а транзистор Т5 открыт. При этом делитель, образованный резисторами R13 и R14, обеспечивает формирование напряжения смещения необходимой величины, которое подается на базу транзистора Т3. Каскад на транзисторе Т3 усиливает уменьшенные импульсы сетевого напряжения, поступающие через резисторы R1 и R9. Усиленные импульсы подаются на схему переключения, образованную транзисторами T1, Т2 и симистором Тс1. В результате симистор открывается, а на нагрузку подается питающее напряжение. Если в качестве нагрузки используется нагревательный элемент, то он начнет функционировать в обычном режиме, обогревая, например, помещение. Когда температура окружающей среды станет равной той величине, которая выбрана с помощью регулятора R21, напряжение на базе транзистора Т4 станет равно порогу, необходимому для срабатывания триггера Шмитта.

В этом случае транзистор Т4 откроется, а транзистор Т5 закроется. В результате напряжение смещения, подаваемое на базу транзистора Т3, изменится. Поэтому перестанут поступать управляющие импульсы на схему переключения, а нагревательный элемент отключится от сети. Если температура немного понизится, то на базе транзистора Т4 появится пороговое напряжение, достаточное для срабатывания триггера. Триггер опять переключится, на нагревательный элемент вновь поступит напряжение питания. Необходимо отметить, что особенностью такого триггера является то, что при его срабатывании наблюдается явление гистерезиса. Это означает, что для включения схемы на вход триггера необходимо подать иное, большее напряжение, чем для выключения.

Как известно, при включении нагрузки в момент, когда величина напряжения в сети отличается от нуля, из-за большого скачка тока появляются помехи, распространяющиеся в сети и влияющие на работу других электроприборов, в первую очередь телевизионной и радиоаппаратуры. Одна из отличительных особенностей предлагаемого устройства заключается в том, что включение нагрузки происходит в тот момент, когда сетевое напряжение проходит через нулевую точку. В результате указанные помехи ограничиваются или почти полностью устраняются. Для этого используется каскад на транзисторе Т3, на базу которого через резисторы R1 и R9 подается сетевое напряжение. Естественно, данный каскад функционирует только в том случае, когда на базе транзистора Т3 присутствует напряжение смещения необходимой величины. В этом случае уменьшенное переменное напряжение сети усиливается и далее поступает на схему переключения, в состав которой входят транзисторы Т1 и Т2, а также дифференцирующие цепочки, выполненные на элементах R7C2 и R8C3.

Из поступающих с коллектора транзистора Т3 положительных и отрицательных импульсов дифференцирующие цепочки, выполненные на элементах R7C2 и R8C3, формируют управляющие импульсы для симистора. Сформированные импульсы усиливаются транзисторами Т1 и Т2 в зависимости от их полярности. Каскад на транзисторе Т1 усиливает отрицательные импульсы, а каскад на транзисторе Т2 — положительные. Далее усиленные импульсы подаются на управляющий электрод симистора и открывают его. Таким образом, каскады на транзисторах Т1 и Т2 вместе с указанными дифференцирующими цепочками формируют в начале каждого полупериода импульс тока, который обеспечивает открытие симистора. В результате симистор подключает нагрузку к сетевому напряжению от начала до конца каждого полупериода. При этом напряжение сети подается на нагревательный элемент.

Симметричные тиристоры (симисторы) могут включаться при подаче управляющего импульса не только при прямом, но и при обратном напряжении на аноде, поэтому такие тиристоры могут работать в цепях управления переменным током. Через симистор, находящийся в выключенном состоянии, проходит незначительный ток утечки. Если же симистор включен и находится в проводящем состоянии, то при протекании значительного тока остаточное напряжение на нем не превышает величин от десятых долей до единиц вольт.

Одной из особенностей симистора является то, что если его открыть импульсом, подаваемым на управляющий электрод, то симметричный тиристор останется открытым до тех пор, пока протекающий через него ток не станет нулевым. В предлагаемой конструкции именно в этот момент на управляющий электрод симистора подается следующий импульс. Таким образом обеспечивается практически непрерывное нахождение симистора в открытом состоянии.

Для питания схемы используется напряжение величиной примерно 15 В, которое формируется из сетевого напряжения диодом D2 и стабилитроном D1. Снижение величины сетевого напряжения до необходимого уровня обеспечивается конденсатором С1. Сопротивление R2 ограничивает скачки тока, протекающего через конденсатор С1.

Все детали терморегулятора размещены на печатной плате размером 77x77 мм. Печатная плата приведена на рис. 10.

Рис. 10. Печатная плата терморегулятора

Расположение элементов на печатной плате прибора приведено на рис. 11.