А. Кашкаров - Электронные самоделки
Перед использованием с датчика мелкозернистой наждачной бумагой удаляют небольшой слой лака, покрывающего токопроводящие дорожки на поверхности датчика.
Пока вокруг датчика сухо, на входе элемента DD 1.1 высокий уровень напряжения. На выходе элемента (вывод 3 DD1.1) низкий уровень и сигнализация выключена. При небольшой влажности, а тем более при воздействии на датчик влаги (капель воды) на входе элемента напряжение уменьшается, благодаря передаточной характеристики триггера Шмитта, внутреннее состояние скачком изменяется на противоположное, на выводе 3 микросхемы DD1 присутствует высокий уровень. При высоком уровне на выходе элемента DD1.1 транзистор VT1 открывается и через капсюль НА1 начинает протекать ток — включается звуковая сигнализация.
Недостатком всего устройства можно отметить некоторую инертность выключения сигнализации, связанную с высыханием датчика. Однако в схеме предусмотрен выход из этой ситуации — при обнаружении протечки и ее локализации устройство сигнализации принудительно выключают включателем SB1.
Если этого не сделать, то после высыхания датчика устройство выключит сигнализацию и автоматически перейдет в режим ожидания.
Микросхемы данного типа являются маломощными, и выходной ток каждого элемента не превышает несколько миллиампер. Поэтому к выходу элемента DD1.1 подключен усилитель тока на транзисторе VT1. В цепи коллектора этого транзистора включен звуковой капсюль HA1 с встроенным прерывистым генератором ЗЧ типа KPI-4332-12, который можно приобрести в магазинах радиотоваров за 20 руб.
Элементы устройства монтируются в любом подходящем компактном корпусе. В авторском варианте используется корпус от аквариумного компрессора воздуха. Проводники питания можно соединять через разъем Х2 (например, от батареи типа 6F22 Крона) или выводить через штатное отверстие сбоку корпуса устройства.
3.2.2. Налаживание
Устройство в налаживании не нуждается и начинает работать сразу после подачи питания. Датчик располагают на полу в труднодоступном месте под трубами (где его не видно) контактной площадкой вверх, при необходимости фиксируют провода изолентой к полу. Перед первым включением движок переменного резистора R1 устанавливают в среднее положение.
Для проверки работоспособности устройства на расстоянии 0,5–1 м от датчика распыляют влагу из емкости для глажения (или другой емкости с распылителем). Этого оказывается достаточным, чтобы «проснулась» звуковая сигнализация.
3.2.3. О замене деталей и элементов
В качестве источника питания применяется промышленное устройство ПУ-1М производства завода «Северный пресс» Санкт-Петербург. Выходное напряжение 9 или 6 В — на корпусе блока имеется переключатель выходного напряжения. Источник питания с трансформаторной развязкой от сети переменного тока. Максимальный ток нагрузки — 150 мА.
Кроме указанного источника питания можно использовать любой (в том числе нестабилизированный) источник с выходным напряжением в диапазоне 7—12 В.
При подключении звукового капсюля со встроенным прерывистым генератором следует соблюдать полярность. Положительный вывод источника питания подключают к выводу капсюля с обозначением «+».
Микросхему К561ТЛ1 можно заменить на К564ТЛ1 или CD4093B. Переменный резистор R1 типа СПО-1, или аналогичный, желательно с линейной характеристикой. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Транзистор VT1 можно заменить на КТ603, КТ608, КТ801, КТ815, КТ972, 2SC1573, 2N4927 и аналогичные. Звуковой капсюль — любой с встроенным генератором, рассчитанный на постоянное напряжение 5—15 В и ток до 100 мА. Например, FXP-1212, FMQ-2015В — в этих случаях звук будет не прерывистый, а монотонный.
Оксидный конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения.
Включатель SB 1 штатный, расположенный в корпусе от компрессора. Можно применить и любой другой миниатюрный тумблер, например MTS-1.
Индикаторный светодиод подключен постоянно — он сигнализирует о работоспособном устройстве, находящемся в готовности. Вместо указанного на схеме применяют любой другой светодиод, с током до 20 мА, например, ARL-5013URC-B.
Очевидно, рассмотренный датчик найдется не у каждого радиолюбителя, поэтому он может быть заменен на самодельный, например, со следующими рекомендациями. Соединительные провода припаиваются к двум металлическим спицам. Спицы располагаются параллельно друг другу на полу на расстоянии 0,5–1 см (в районе ожидаемой протечки) и крепятся к полу обыкновенным лейкопластырем. Материал пола значения не имеет.
3.2.4. Варианты применения устройства
Кроме того, конструкция датчика может иметь много вариантов. Определяющее значение в данном устройстве имеет высокая чувствительность микросхемы к даже незначительному изменению сопротивления между контактами Х1.
3.3. Узел звукового сопровождения
В радиолюбительской практике часто требуется озвучить включение (подключение к питанию) какого-либо электронного узла. Звуковое сопровождение — это своеобразный индикатор состояния, отличающийся от светового, прежде всего, тем, что его можно контролировать дистанционно. Как правило, в электронных устройствах (для лучшего контроля их состояния) применяют комплекс — и звуковой и световой индикатор. Звуковой индикатор с универсальным применением представляет собой простой электронный узел, включающий звук при подаче на устройство питание и выключающий его по окончании времени задержки — 2…3 с.
Узел звукового сопровождения подключается непосредственно параллельно к контактам питания того устройства, включение которого он призван контролировать.
В основе этого электронного узла популярная микросхема К561ЛА7. Благодаря применению одного из ее логических элементов, а также использования капсюля со встроенным генератором звуковой частоты (ЗЧ) в схему нет необходимости вводить какие-либо генераторы импульсов или усилители к ним. Такой же узел несложно собрать и на логических элементах других микросхем КМОП (например, К561ЛЕ5, К561ТЛ1), однако наиболее простое схемное решение показано на рис. 3.3.
3.3.1. Принцип действия устройства
Эта схема основана на одном логическом элементе микросхемы К561ЛА7, включенном как инвертор. При подаче питания на входе элемента (выводы 1 и 2 DD1.1) присутствует низкий уровень напряжения до тех пор, пока не зарядится оксидный конденсатор С1 через ограничительный резистор R1. Пока этого не произошло, на выходе элемента (вывод 3 DD1.1) присутствует высокий уровень напряжения. Он поступает через резистор R2, ограничивающий ток, в базу транзистора VT1, работающего в режиме усилителя тока. Транзистор VT1 открыт, сопротивление его перехода коллектор-эмиттер близко к нулю и на пьезоэлектрический капсюль со встроенным генератором звуковой частоты НА1 подано напряжение питания.
Когда постоянное напряжение на пьезоэлектрическом капсюле со встроенным генератором НА1 окажется почти равным напряжению питания устройства, капсюль переходит в режим генерации колебаний звуковой частоты.
По мере заряда конденсатора С1 через резистор R1 и внутренний узел элемента DD1.1 происходит изменение состояния выхода микросхемы. Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 достигнет уровня переключения микросхемы, она переключится и высокий уровень напряжения на выходе DD1.1 сменится низким. Транзистор VT1 закроется. Постоянное напряжение на пьезоэлектрическом капсюле со встроенным генератором НА1 окажется почти равным нулю, и капсюль перейдет в режим ожидания.
При указанных на схеме значениях элементов R1 и С1 задержка выключения звука составит около 3 сек. Ее можно увеличить, соответственно увеличив емкость конденсатора С1. В качестве конденсатора С1 лучше использовать оксидный типа К50-29, К50-35 или аналогичный с небольшим током утечки. В обратную сторону длительность временного интервала можно легко сократить, уменьшив сопротивление резистора R1. Если вместо него установить переменный резистор с линейной характеристикой, то получится устройство с регулируемой задержкой.
Функцию данного электронного узла можно поменять на обратную — т. е. сделать так, чтобы пьезоэлектрический капсюль НА1 молчал первые 3 сек после подачи на устройство питания, а затем все остальное время работал. Для этого оксидный конденсатор С1 и времязадающий резистор R1 следует поменять местами (с соблюдением полярности включения оксидного конденсатора — положительной обкладкой к «плюсу» питания). При этом средняя точка их подключения к выводам 1 и 2 элемента DD1.1 сохраняется. В таком варианте устройство без особых изменений можно применять для звукового сигнализатора открытой (сверх меры) дверцы холодильника. Кроме того, вариантов применения данного простого и надежного устройства бесконечно много и они ограничены только фантазией радиолюбителя.
