Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]
Исполнительная цепь будет включена все время, пока на накопительном конденсаторе и на базе транзисторе V5 будет поддерживаться такое же или несколько большее отрицательное напряжение. Как только шум или разговор перед микрофоном прекратится, накопительный конденсатор почти полностью разрядится через эмиттерный переход транзистора, коллекторный ток уменьшится до исходного состояния, реле К1 отпустит, а его контакты, размыкаясь, обесточат исполнительную цепь.
Подстроечным резистором R1 можно изменять (как регулятором громкости) напряжение сигнала, поступающего от микрофона на вход усилителя 3Ч, и тем самым регулировать чувствительность акустического реле.
Функцию микрофона может выполнять абонентский громкоговоритель или телефонный капсюль ДЭМ-4М. Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 30. Электромагнитное реле может быть типа РЭС-9, РЭС-10, РКН с током срабатывания до 30–40 мА. Напряжение источника питания должно быть на 25–30 % больше напряжения срабатывания подобранного электромагнитного реле. Сопротивление и мощность рассеяния резистора R7, зависящие от используемой сигнальной лампы Н1, рассчитай сам.
Приступая к налаживанию и испытанию акустического автомата, движок подстроечного резистора R1 поставь в нижнее (по схеме) положение и подбором резистора R6 установи в коллекторной цепи транзистора V5 ток 2–4 мА. Он должен быть меньше тока отпускания электромагнитного реле. Затем параллельно резистору R6 подключи другой резистор сопротивлением 15–20 кОм. При этом коллекторный ток транзистора должен резко увеличиться, а реле сработать. Удали этот резистор — коллекторный ток должен уменьшиться до исходного значения, реле отпустить якорь, а лампа исполнительной цепи погаснуть. Так ты проверишь работоспособность электронного реле автомата. Коллекторные токи транзисторов V1 и V2 (1–1,5 мА) устанавливай подбором резисторов R2 и R4.
Затем движок резистора R1 установи в верхнее (по схеме) положение и негромко произнеси перед микрофоном протяжный звук «а-а-а» — автомат сработает и включит исполнительную цепь. Он должен реагировать даже на негромкий разговор перед микрофоном, на хлопок в ладоши.
Проведи такой опыт. Параллельно конденсатору С4 подключи второй электролитический конденсатор емкостью 100–200 мкФ на номинальное напряжение 6-10 В. В коллекторную цепь транзистора V5 включи миллиамперметр и, следя за его стрелкой, хлопни в ладоши. Что получилось? Коллекторный ток возрос, но электромагнитное реле не сработало. Хлопни в ладоши 5-10 раз подряд. С каждым хлопком коллекторный ток увеличивается и, наконец, реле срабатывает и включает исполнительную цепь. Если звуковые сигналы прекратить, то через некоторое время ток в коллекторной цепи транзистора уменьшится до исходного, реле отпустит и выключит исполнительную цепь.
О чем говорит этот опыт? Электромагнитное реле автомата стало срабатывать и отпускать с задержкой времени. Объясняется это тем, что теперь требуется больше времени как для зарядки накопительного конденсатора, так и для его разрядки. Вывод напрашивается сам собой: подбором емкости накопительного конденсатора можно регулировать время включения и выключения исполнительной цепи.
Где и как можно применить такое акустическое реле? Например, использовать его как автомат «Тише». Для этого сигнальную лампу исполнительной цепи надо поместить в ящичек, одна из стенок которого выполнена из матового стекла, и на нем сделана надпись «Тише». Как только уровень шума или громкость разговора в комнате превысит некоторый предел, установленный подстроечным резистором R1, световое табло тут же на него среагирует. Или, скажем, можно установить автомат вместе с малогабаритным микрофоном на самоходной модели или игрушке, а ее микроэлектродвигатель включить в исполнительную цепь вместо сигнальной лампы накаливания. Несколько хлопков в ладоши или команда голосом — и модель начинает двигаться вперед А еще как? Подумай!
Следующий пример автоматики…
ЭЛЕКТРОННЫЙ СТОРОЖ
Простейшее сторожевое устройство можно смонтировать по схеме, приведенной на рис. 261.
Рис. 261. Простейшее сторожевое устройство
Это опять-таки знакомое тебе электронное реле на транзисторе V1, между базой и эмиттером которого (зажимы X1 и Х2) включен охранный шлейф. Этот шлейф, обозначенный на схеме волнистой линией, представляет собой медный провод диаметром 0,1–0,12 мм, например ПЭВ-1 0,1, протянутый вдоль границы охраняемого объекта. Его сопротивление небольшое — всего 1,5–2 Ом на погонный метр. Поэтому можно считать, что база транзистора соединена с эмиттером непосредственно. Следовательно, пока шлейф дал, транзистор закрыт. Но вот кто-то, может быть собака, желая попасть в охраняемый объект, оборвала шлейф. При этом на базе транзистора оказывается отрицательное напряжение (подаваемое через резистор R1), транзистор открывается, электромагнитное реле К1 срабатывает и его контакты К1.1, замыкаясь, включают сигнализацию — электрозвонок, сирену или просто электролампу, питающуюся от электросети.
Вот, собственно, и все, что можно сказать о принципе работы такого сторожа. Сопротивление резистора R1 зависит от сопротивления шлейфа и коэффициента передачи тока h21Э используемого транзистора. Его надо подобрать таким, чтобы без подключенного шлейфа надежно срабатывало электромагнитное реле. Но с технической точки зрения наибольший интерес представляет сторожевое устройство, схему которого ты видишь на рис. 262.
Рис. 262. Усложненный вариант сторожевого устройства
Защитный шлейф этого устройства состоит из двух сложенных вместе тонких изолированных проводов (ПЭВ-1 0,1–0,12), оканчивающихся резистором R3. Другим концом он через зажимы X1 и Х2 включен в эмиттерную цепь транзистора V1. Этот транзистор совместно со сторожевым шлейфом и другими, относящимися к нему деталями, образуют генератор электрических колебаний, подобный гетеродину знакомого тебе преобразовательного каскада супергетеродинного приемника. Генерируемые им колебания частотой около 50 кГц через конденсатор С4 поступают на базу транзистора V2, усиливаются им и через конденсатор С6 подаются к выпрямителю на диодах V3 и V4, включенных по схеме удвоения выходного напряжения. Выпрямленное напряжение в отрицательной полярности поступает через резистор R4 на базу того же транзистора V2, резко уменьшает отрицательное напряжение смещения и, таким образом, закрывает его.
Это дежурный режим работы устройства, при котором потребляемый им ток от батареи питания не превышает 2–3 мА. Такое состояние устройства сохраняется, пока шлейф не поврежден. При обрыве одного из проводов шлейфа цепь питания транзистора V1 будет разорвана, а генерация сорвана. При этом резко увеличится отрицательное напряжение на базе транзистора V2, подаваемое на нее через резистор R5, транзистор откроется, реле К1 сработает и его контакты К1.1 включат систему сигнализации. То же произойдет и при замыкании проводов шлейфа. В этом случае эмиттер транзистора V1 окажется соединенным с общим (плюсовым) проводником цепи питания непосредственно, режим его работы нарушится, из-за чего генерация сорвется и контакты К1.1 реле включат сигнализацию.
В таком сторожевом устройстве надо использовать транзисторы с коэффициентом h21Э не менее 50, причем транзистор ГТ403 можно заменить любым другим транзистором средней мощности структуры р-n-р, например ГТ402, П201, П601. Электромагнитное реле К1 — с обмоткой сопротивлением 200–250 Ом, например РСМ-1 (паспорт Ю.171.81.43) или аналогичное другое, срабатывающее при напряжении не более 9 В. Дроссель L1 самодельный. Он состоит из 650–700 витков провода ПЭВ-1 0,1, намотанных на каркасе диаметром 10–12 мм между щечками, приклеенными к каркасу на расстоянии 20 мм одна от другой.
Резистор R5 надо подобрать так, чтобы при срыве генерации первого каскада устройства реле четко срабатывало, а во время генерации отпускало якорь.
И еще пример автоматики…
КОДОВЫЙ ЗАМОК
Замки с «секретом» в виде закодированного набора цифр известны давно. Механические замки такого типа ты, конечно, видел — они продаются в хозяйственных магазинах. Кодовые замки широко используются для автоматических камер хранения вещей на железнодорожных вокзалах, в аэропортах, в подъездах домов. Вообще же кодовые замки могут быть как электромеханическими, так и электронными. Исполнительным механизмом кодового замка может служить электромагнит, подвижный сердечник которого механически связан с защелкой дверного замка.
Схема наиболее простого электромеханического кодового замка показана на рис. 263: Y1 — электромагнит, S1-S6 — кнопочные переключатели, S7-S11 — тумблеры. Пульт кнопок, с помощью которых можно отвести защелку замка, находится с наружной, а тумблеры S7-S11 кодирования замка — с внутренней стороны двери. Чтобы электромагнит сработал и таким образом позволил открыть дверь, надо знать код замка и с учетом этого шифра одновременно нажать соответствующие ему кнопки.
