Занимательная электроника. Нешаблонная энциклопедия полезных схем - Кашкаров Андрей Петрович (читать книги txt) 📗
Это подключение иллюстрирует рисунок 2.11.
Результат следующий: при затемнении фоторезистора в варианте «А» пьезоэлектрический капсюль НА1 воспроизводит колебания звуковой частоты около 1000 Гц. При освещении рабочей поверхности фоторезистора генерация отсутствует.
В варианте «Б» результат аналогичный. Необходимо только отметить, что в этом случае чувствительность устройства к освещенности в несколько раз лучше.
Рис. 2.11. Подключение с помощью фоторезисторов
При уменьшении напряжения питания до +5 В все повторяется, с той лишь разницей, что громкость звукового сигнала и амплитуда импульсов соответственно ниже, а частота выходного (воспроизводимого) сигнала находится в районе 500–600 Гц.
На основе рассмотренного эффекта можно создать немало удивительных приборов наподобие незаслуженно забытого «терменвокса», где звуковое сопровождение изменялось в зависимости от емкости вокруг антенн.
Рассмотренное в варианте 5 устройство может изменять громкость и частотную палитру звука в зависимости от светового потока на рабочей поверхности фоторезистора, который (поток) можно соответственно затемнять или усиливать манипуляциями рук вокруг фоторезистора.
Напряжение питания 12 В при проведении эксперимента обеспечивалось стабилизированным источником питания.
Вариантов применения устройства прерывистой и трехтональной (вариант 1) сигнализации очень много, и они ограничиваются только творческими замыслами радиолюбителя.
Такие электронные схемы можно применять в качестве сигнализатора открывания дверцы старого холодильника (новые таким функционалом снабжены). Или опять же, к примеру, повышения контролируемой температуры; в любом случае конструкция будет отличаться мягким, необычным звучанием, достаточной для восприятия в одном помещении громкостью и простотой повторения (необходимо соответственно случаю добавить мигающий светодиод к стандартной схеме таймера КР1006ВИ1).
Конкурировать по простоте и себестоимости с описанным вариантом могут зуммеры, изготовленные на производстве, рассчитанные на широкий спектр постоянного напряжения, например FMQ-2724, или аналогичные электронные устройства, построенные, к примеру, на микросхеме КР1436АП1 с прерывистой регулируемой генерацией.
Включение мигающего светодиода в цепь управления генерацией микросхемы КР1006ВИ1 существенно расширяет возможности и этого электронного узла, который, на первый взгляд, кажется «затертым», доисторическим и бесперспективным. На мой взгляд, светодиод дает этой классической электронной схеме на КР1006ВИ1 новую жизнь и возможную популярность среди радиолюбителей.
2.2. Устройство дистанционного управления электролампами
Популярная микросхема КР1006ВИ1 многофункциональна, может работать в электрических схемах в качестве таймера, триггера, генератора импульсов; ее выходной каскад позволяет подключать нагрузку до 200 мА.
Предлагаю дистанционный вариант управления посредством этой замечательной микросхемы, о которой ходят легенды.
На электрической схеме, представленной на рисунке 2.12, показана «защелка», коммутирующая цепь нагрузки посредством маломощного реле К1.
Рис. 1.12. Электрическая схема устройства
Отличительная особенность схемы в дистанционном управлении триггером: для это необходимо только два провода (их общая длина может достигать нескольких метров) – «общий» и идущий к объединенным входам (выводы 2 (триггерный) и 6 (пороговый) микросхемы D1). Относительно большая длина проводов допускается за счет хорошей помехоустойчивости данной микросхемы.
Половина напряжения источника питания через резистор R1 подается в точку соединения триггерного и порогового входов. При таком оригинальном схемном решении КР1006ВИ1 работает как ячейка памяти с запоминанием состояния.
Цепочка из элементов R3C2, соединенная с входом сброса многофункционального таймера D1 (вывод 4), устанавливает схему в состояние выключения и готовности к приему управляющих сигналов при первоначальной подаче питания.
Особенность приведенной схемы такова, что если на входе управления (выводы 2 и 6) установится низкий уровень напряжения, то на выходе (вывод 3 D1) будет высокий уровень, и наоборот: высокий уровень на входе приведет к низкому уровню напряжения на выходе. Для дистанционного управления триггером устанавливается резистор R2, таким образом дополняя схему делителя напряжения.
При замыкании контактов кнопки S1 «вкл» триггер перебрасывается в другое устойчивое состояние – включает нагрузку. При разомкнутых контактах S1 нагрузка отключается.
Индикатор на светодиоде VD1 горит, когда разгрузочный выход (вывод 7) D1 пропускает сигнал, при этом на выводе 3 устанавливается высокий уровень напряжения, ключевой транзистор VT1 (включенный по схеме усилителя тока) открывается и включает реле.
Реле может коммутировать низковольтную нагрузку.
Однако если вместо РЭС15 применить другое реле, рассчитанное на коммутацию нагрузки в электрической сети 220 В переменного тока, к примеру Pasi или Omron на 12 В, то можно управлять лампами люстры или дистанционным включением/отключением других бытовых приборов с током потребления до 3 А.
Напряжение питания устройства, собранного по приведенной схеме, при котором оно работает устойчиво, – 11–15 В.
Схема явилась основой для разработки схемы дистанционного управления по двум проводам (рис. 2.13).
На микросхеме КР1006ВИ1 реализован генератор прямоугольных импульсов (по форме, напоминающей меандр). На выходе популярная микросхема-таймер (вывод 3 D1) выдает импульсы высокой стабильности с частотой 0,8 Гц.
Резистор R1 обеспечивает обратную связь выхода таймера с входом запуска, превращая схему в стабильный мультивибратор. Для термостабилизации частоты желательно в качестве С1 применять конденсатор с малым током утечки, к примеру К53-20 или TESLA.
Переключатель S1 показан на схеме символично. Он позволяет наглядно пояснить возможность управления мультивибратором, воздействуя на вход сброса (вывод 4 D1). Если схема используется в качестве неуправляемого генератора, то вывод 4 D1 соединяется с положительным полюсом источника питания. Тогда схема начинает работать сразу после подачи питания.
Если необходимо предусмотреть управление работой схемы, то вывод 4 оставляется свободным (находится в высокоимпедансном состоянии) – генератор выдает импульсы, когда на вывод 4 (вход сброса) подать низкий логический уровень – генератор затыкается (на выводе 3 окажется низкий логический уровень).
Отличительная особенность схемы (например, от аналогичных генераторов на МОП-микросхемах К561 серии) – в линейной зависимости частоты от U и возможности адаптировать относительно мощный выход КР1006ВИ1 к многовходовым микросхемам ТТЛ, ЭСЛ или КМОП-уровней.
Рис. 1.13. Электрическая схема базового блока
Изменением значений элементов времязадающей цепочки R1C1 можно добиться коррекции выходной частоты и при повышенном (относительно рекомендуемой на рис. 2.13) напряжении питания. Практикой установлено, что при повышении напряжения питания схемы от 4,5 до 15 В (диапазон стабильной работоспособности КР1006ВИ1) частота выходных импульсов будет незначительно изменяться в сторону увеличения.
2.3. Как конструировать устройства на микросхеме КР1006ВИ1
В радиолюбительской литературе много написано о задающих генераторах, их модернизации и улучшении характеристик. Таймеры серии 555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) известны многим радиолюбителям. Учитывая их популярность, позже были выпущены 2-канальный (NE556/SA556/SE556) и 4-канальный (NE558/ SA558/SE558) варианты. Выпускаемые в корпусах DIP-14 и SO-14 микросхемы серии 556 представляют собой два идентичных таймера типа 555. Работоспособность микросхем 556 сохраняется при напряжении питания в диапазоне 4,5-18 В, максимальный выходной ток – 200 мА на канал.
