В. Пестриков - Энциклопедия радиолюбителя
Схема простейшего сенсорного звонка приведена на рис. 21.5.
Рис. 21.5. Принципиальная схема простейшего сенсорного звонка
Устройство собрано на трех кремниевых транзисторах с непосредственной связью между каскадами и работает как усилитель наводок переменного напряжения, которое поступает на сенсор Е1. При касании контакта Е1 в динамике ВА1 раздается звук с частотой входного сигнала. Приемлемая громкость звука устанавливается резистором R1. В устройстве можно использовать выходной трансформатор и динамик от любого карманного или переносного приемников. Транзисторы могут быть любые кремниевые, диод — типа Д9 с любой буквой. Сенсорная пластинка имеет размеры 10x13 мм и крепится в удобном месте.
21.3. Сенсорные устройства с использованием микросхем
Современный сенсорный переключатель состоит из сенсорной пластины, запоминающего устройства (триггера, см. словарь) и генератора. Триггер, используемый в сенсорном устройстве, должен иметь высокое входное сопротивление (около I МОм), в противном случае между сенсорной пластиной и триггером устанавливают согласующий каскад. Заметим, что сенсором можно управлять не только путем замыкания его пластин, но и подачей на них небольшого напряжения от специального генератора.
Для сенсорных устройств могут быть использованы микросхемы, выполненные на полевых МОП-транзисторах, серий К172 и К176. При использовании этих микросхем, их не использующиеся входы нужно обязательно подключать к «плюсу» или «минусу» источника питания, согласуясь с характером входа и логикой работы схемы. В этом случае нет необходимости в дополнительных согласующих каскадах.
Схема с использованием микросхемы К1ТР721 в сенсорном устройстве, срабатывающем при замыкании пластин, представлена на рис. 21.6.
Рис. 21.6. Принципиальная схема сенсора на микросхеме К1ТР721
Часть напряжения питания с делителя R1 и R2 через палец подается с сенсорной пластины Е1 на счетный вход С триггера DD1. При каждом прикосновении к пластинам триггер изменяет свое состояние. Для защиты триггера от паразитных наводок введена цепочка R2, С2.
В стационарных сенсорных устройствах могут быть использованы широкораспространенные логические микросхемы серий К155 и К133 в частности K155ЛA3. При использовании микросхемы К155ЛАЗ в сенсорных устройствах для повышения ее входного сопротивления, следует перед ней включать каскад на полевом транзисторе (рис. 21.7).
Рис. 21.7. Принципиальная схема сенсора с предварительным каскадом усиления на полевом транзисторе
В схеме для четкого срабатывания триггера DD2 введен одновибратор (триггер Шмитта) на микросхеме DD1.1 и DD1.2. Величина сопротивления подстроечного резистора R4 обычно составляет 2,6 кОм. Расстояние от затвора транзистора VT1 до сенсорной пластины следует сделать минимальным, в противном случае для лучшей помехоустойчивости следует включить конденсатор С1 и экспериментально подобрать его емкость. С целью удобства в данном устройстве от сенсорной пластины можно вообще отказаться, если вместо нее использовать корпус транзистора. Для этого осторожно снимают с крышки транзистора краску, а корпус соединяют с выводом затвора. Теперь, чтобы включить сенсорное устройство нужно коснуться верхней части транзистора.
Практическая схема
Практическая схема сенсорной двухтональной сирены с использованием микросхемы K155ЛA3 приведена на рис. 21.8.
Рис. 21.8. Принципиальная практическая схема сенсорной двухтональной сирены
Сирену можно использовать в качестве квартирного звонка или звуковой игрушки. Стоит лишь дотронуться до сенсора Е1, как в наушнике раздастся зазывающий звук с периодически изменяющейся тональностью. Основным узлом сирены является «гибридный» мультивибратор (тональный генератор), выполненный на транзисторе VT3 и логическом элементе DD1.4. Сигнал мультивибратора усиливается каскадом на транзисторе VT4. При касании сенсорного контакта Е1 запускается одновибратор, состоящий из транзистора VT2 и элемента DD1.3, запускается, т. е. генерирует одиночный импульс продолжительностью 4…6 с. Импульс в виде уровня логической 1 подается на два генератора с разной тональностью: генератор (VT3, DD1.4) и генератор (VT1, DD1.1, его частота меньше частоты тонального генератора) и разрешает их работу, в результате из капсюля BF1 слышится звук.
Детали
Детали сирены таких типов: резисторы — МЛТ-0,125, конденсаторы С2, СЗ — К50-6, остальные КЛС или малогабаритные. Транзисторы VT1…VT3 из указанной серии с любой буквой, VT4 — типа МП40, МП41 и им подобные. Капсюль BF1 — ДЭМ-4М или ТА-56М. Все детали устройства смонтированы на печатной плате размером 55x45x0,8 мм (рис. 21.9), которая помещена в подходящий корпус. В корпусе размещается капсюль и три гальванических элемента типа 316.
Рис. 21.9. Печатная плата двухтональной сирены
Шаг 22
Телемеханически управляемые конструкции
Под телемеханикой (от греческих слов: «теле» — далеко и «механика» — сооружение) понимают отрасль науки и техники, предметом исследований которой является разработка методов и технических способов передачи сигналов с целью контроля и управления разными объектами на расстоянии. Отличие телемеханики от дистанционного управления заключается в том, что в ней для передачи различных команд большому числу объектов используется всего один канал связи. И при этом число управляемых объектов практически не ограничивается, только происходит усложнение кода передачи. С помощью телемеханики объектам передают команды типа «включить», «выключить», «назад», «вперед» и т. д. Телемеханическую информацию передают по проводам, радиоканалам, линиям электропередач и лучу лазера. В зависимости от назначения и вида передаваемой информации различают системы телемеханического управления (или короче телеуправления), измерения (или телеизмерения) и сигнализации (или телесигнализации). В авиации, ракетной технике, космонавтике управление и измерение с помощью средств телемеханики называют «радиоуправлением» и «радиотелеметрией». В этом разделе рассмотрим вопросы практического конструирования простых телеуправляемых моделей, доступных в изготовлении начинающим радиолюбителям.
22.1. Устройства, управляемые светом
Система телеуправления моделей с помощью светового луча наиболее простая, так как в качестве передатчика здесь можно использовать обычный карманный фонарик. Не так уж и сложен приемник такой модели. Такая телеаппаратура может быть установлена в различные электрофицированные игрушки, например, машинки с электродвигателем, питающимся от батарейки.
Миниатюрный электрический моторчик
Рассмотрим вначале схему управления миниатюрного электрического моторчика с помощью транзистора. Простая схема такого управления представлена на рис. 22.1.
Рис. 22.1. Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем
При вращении оси переменного резистора R1 происходит изменение усиления транзистора, а отсюда и изменяется скорость вращения двигателя. Управление с помощью транзистора достаточно удобно и к тому же позволяет удлинить соединяющие провода между резистором и остальной частью схемы. Можно весь механизм, приводящий в движение игрушку, поместить внутри ее, а в руках держать переменный резистор, соединенный с ней длинными проводами. Хотя такая схема управления часто применяется на практике, более эффективным и современным является использование беспроводного управления.
На рис. 22.2 приведена принципиальная схема беспроводного устройства, управляемого лучом света. С правой стороны от пунктирной линии находится обычная цепь моторчика с транзистором, а слева цепь с фотодиодом, которая заменила в предыдущей схеме управления переменный резистор R1. Если теперь осветить фотодиод лучом фонарика, то произойдет уменьшение его сопротивления. Это приведет к изменению сопротивления транзисторной цепи и вызовет быстрое вращение двигателя. Если теперь выключить свет, то двигатель остановится. Телеметрическое устройство собирается на небольшой монтажной планке, которая помещается внутри модели. Наверху модели, в удобном месте с точки зрения освещенности, крепится фотодиод. Модель с такой системой управления работает от луча света, направленного с расстояния до 1,3 м.
