Author: Шелестов И.П.
Tags: радиотехника радиоэлектроника домашняя автоматика охранные устройства полезные схемы
ISBN: 5-93455-032-2
Year: 2000
Text
И. И. Шелестов
«<ЯЗл!5н-р»
РАДИОЛЮБИТЕЛЯМ
ПОЛЕЗНЫЕ СХЕЗДЗД
КНИГА
http://librus.ru
Помашняя автоматика
Приставки к телефону
Охранные устройства
Компьютер дом а
И многое другое.
Шелестов Игорь Петрович
Радиолюбителям: полезные схемы
Домашняя автоматика, приставки к телефону,
охранные устройства, ком пыотер дома,
\ И многое другое...
“СОЛОН-Р”
Москва
2000
Шелестов Игорь Петрович
Радиолюбителям: полезные схемы
Домашняя автоматика, приставки к телефону,
охранные устройства, компьютер дома,
и многое другое...
Для любителей-конструкторовг,^йдиоэлектронйШ^техники >
занимающихся самостоятельным тактическим твор^ЯУом, при?
ведены практические схемы различнЦхустройств, пр®$значен-£
ных для бытЪвого использования? ^В'^онструкции^(^^^ны на'
современной элементной базе. К^рйе’подробногб!Шисания
принципа работы и методики настроЙки, >ко многим устройствам
приводится топология печатных платив масштабе 1:1. Это делает
их легко доступными для самостоятельного изготовления в до-
машних условиях. 4 1 1 \
Книга рассчитана на подготовленных радиолюбителей, зна-
крмых с основами радиоэлектроники й цифровой техники, а тай-
же будет полезна студентам радиотехнических вузов.
Ответственный за выпуск С. Иванов
Дизайн обложки А. Микляев
Обложка Е. Жбанов
Компьютерный набор схем “Солон-Р”
ISBN 5-93455-032-2
© “СОЛОН-Р” 2000
© И. П. Шелестов
Содержание
О чем эта книга........................................ 5
Предисловие ............................................8
1. Электроника в быту
1.1. Два устройства для аварийной
защиты от превышения сетевого напряжения ............10
1.2. Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры .15
1.3. Быстродействующий электронный предохранитель ..22
1.4. Регуляторы мощности для активн ой нагрузки ....26
1.5. Электронный регулятор
для электроинструмента с плавным пуском .............29
1.6. Простой фазоуказатель ....................... 34
1.7. Тестер для контроля энергоемкости элементов питания . 38
1.8. Генератор для ремонта радиоаппаратуры..........42
1.9. Музыкальный звонок с автоматической сменой мелодии . 44
1.10. Звуковой сигнализатор с не повторяющимся звуком ... 49
1.11. Ультразвуковой отпугиватель грызунов .........51
1.12. Электронные термостабилизаторы
с цифровой индикацией температуры ...................53
1.12.1. Термостабилизатор
с использованием микросхемы КР572ПВ5..............53
1.12.2. Термостабилизатор для термокамеры .......58
1.13. Два таймера для ограничения
времени работы зарядных устройств ...................68
1.14. Ограничитель доступа к телевизору ............75
1.15. Часы для автоматического управления устройствами . . 81
2. Простые приставки к телефону
2.1. Блокираторы от нелегального подключения к линии .... 93
2.2. Автоматическая блокировка параллельного аппарата ... 98
2.3. Селектор телефонных звонков ..................101
2.4. Индикатор снятой трубки на параллельном аппарате ... 105
Содержание
2.5. Индикатор занятой телефонной линии .............107
2.6. Две приставки для удержания линии
при использовании нескольких аппаратов ..........109
3. Охранные устройства
3.1. Эффективная противоугонная система для автомобиля .116
3.2. Карманный звуковой сигнализатор ................124
3.3. Звуковой сигнализатор с меняющейся частотой звука . . 126
3.4. Мощная сирена ..................................129
3.5. Датчики колебаний для охранной сигнализации ....133
3.6. Имитаторы работы охранного устройства ..........142
4. Стабилизированные источники питания
4.1. Линейные стабилизаторы напряжения с высоким КПД . 146
4.2. Регулируемый источник питания наток до 1 А .....151
4.3. Мощные стабилизаторы напряжения с защитой по току . 154
4.4. Лабораторный источник питания
с регулировкой тока ограничения .................159
4.5. Автоматическое зарядно-пусковое
устройство для автомобильного аккумулятора ......168
5. Компьютер в доме
5.1. Какой компьютер выбрать ........................185
5.2. Собирать самому или купить готовый .............188
5.3. Что нельзя делать с компьютером ................190
5.4. Как сделать более удобной работу на компьютере .192
5.5. Звуковой усилитель для субвуфера к компьютеру ..194
5.6. Высококачественный
звуковой усилитель для компьютера ...............199
6. Справочная информация
6.1. Перевод величин из децибелов в абсолютные значения . 206
6.2. Определение мощности по таблице ................212
6.3. Выбор провода для трансформатора по току в нагрузке 213
6.4. Защитные терморезисторы из серии ТР и NTC ......216
Список литературы ......................................221
4
О чем эта книга
Данная книга написана для тех, у кого хобби — радиоэлектро-
ника. Умение что-то делать своими руками ценилось во все времена.
Многие из тех, кто увлекается техническим творчеством, начинали с
изготовления простых конструкций. Это позволяет приобрести опыт и
знания, которые пригодятся в дальнейшем при разработке своего
уникального устройства или ремонте промышленной радиоаппарату-
ры. Вначале обычно не ставится задача конкурировать со сложными
высокотехнологичными промышленными аппаратами, хотя иногда и
это возможно, если есть опыт в данной области и доступ к самым со-
временным измерительным приборам.
Немало из того, что можно купить готовым, несложно изгото-
вить самостоятельно. Но автор этой книги считает, что если что-то
нужное из радиоэлектронных устройств имеется в продаже и это
дешевле купить а магазине, то вряд ли стоит самостоятельно изго-
тавливать. Но промышленность не может знать всех наших индиви-
дуальных потребностей и рассчитывает только на большие объемы
продаж. Существует много полезных устройств, которые не произ-
водит промышленность, но они позволяют облегчить и сделать бо-
лее приятной нашу жизнь.
Остался в прошлом дефицит радиодеталей, а цены на них ста-
ли более доступными. Это открывает дополнительные возможности
для самостоятельного технического творчества и реализации самых
смелых идей.
Опубликованные в книге конструкции предназначены для са-
мостоятельного изготовления в домашних условиях. При этом не по-
требуется специализированного и дорогостоящего оборудования.
Как правило, большинство схем при правильном монтаже можно лег-
ко настроить с помощью простейшего осциллографа и стрелочного
или цифрового многофункционального тестера. А чтобы облегчить
изготовление, ко многим схемам дана топология печатной платы в
масштабе 1:1.
Для удобства вся информация разбита по разделам.
О чем эта книга
В разделе 1 приведены описания различных автоматических
устройств для бытового использования. От защищающих от перегруз-
ки по сети автоматов — до таймеров, термостабилизаторов с цифро-
вой индикацией температуры и ряд других полезных приставок. Так,
например, приводится защитное устройство для питания компьюте-
ра. При этом дается подробное описание работы устройств и особен-
ностей настройки.
Раздел 2 предназначен для тех, у кого есть телефон. Предло-
женные устройства расширят ваши возможности и позволят сделать
использование телефона более удобным. Так, например, пристав-
ка — блокиратор обеспечит защиту телефонной линии от незаконно-
го подключения так называемых “пиратов”. А специальная схема
известит о несанкционированном прослушивании линии.
В разделе 3 описываются устройства, помогающие обеспечить
личную безопасность и охрану имущества. От автомобиля до кварти-
ры. Эта тема интересует многих и является особенно актуальной в
наше время, когда идет рост преступности.
Основная часть из опубликованных здесь устройств может ис-
пользоваться совместно с любыми системами охраны, в том числе и
промышленного изготовления.
Раздел 4 содержит различные схемы высококачественных ста-
билизированных источников питания, которые являются необходимой
частью любого радиоэлектронного устройства. Приводится также схе-
ма универсального лабораторного источника питания, по основным
параметрам не уступающего лучшим промышленным образцам.
Автолюбителям будет интересно познакомиться с пуско-заряд-
ным устройством с уникальными техническими характеристикам.
Раздел 5 посвящен работе на персональном компьютере
(IBM PC — совместимом). Они у нас в стране получают все большее
распространение и скоро станут таким же необходимым устройством
в квартире, как телевизор и радиоприемник. Приводимая информа-
ция позволит не только правильно выбрать для дома компьютер, но и
грамотно его использовать.
В конце книги в разделе 6 размещена справочная информация.
При настройке радиоаппаратуры нередко приходится произво-
дить расчеты для перевода одних величин в другие, чтобы получить
наиболее удобную форму представления результатов. Приводимые
6
О чем эта книга
посчитанные таблицы для некоторых, часто применяемых, формул
позволяют ускорить выполнение работы.
Книга в основном рассчитана на подготовленных радиолюбите-
лей, студентов и специалистов в области радиоэлектроники, но наде-
юсь, заинтересует и будет понятна всем остальным читателям.
Буду признателен, если вы сообщите об обнаруженных ошибках
или неточностях. Ваши предложения и замечания просьба направлять
по адресу редакции 129337, Москва, а/я 5, или по электронной почте
(e-mail) Solon.Pub@relcom.ru (с пометкой “для Шелестова И. П.”). Все
пожелания постараюсь учесть при следующем издании книги.
Желаю Вам успешного решения всех проблем.
Автор.
Предисловие
Теперь несколько слов о том, как и почему создавались опуб-
ликованные в книге устройства. Сначала обдумывалась сама задача
и возможные способы ее решения (может это уже есть где-нибудь в
продаже и надо только сходить туда с деньгами). Когда становится яс-
но, что такое устройство готовым найти не удастся или же очень до-
рого покупать, возникает мысль, что хорошо было бы его сделать
самому. И чем дольше мучает эта навязчивая мысль, тем больше на-
чинает казаться, что такое устройство просто необходимо для полно-
го счастья.
Теперь можно приступать к определению технических параме-
тров и поиску в литературе аналогов. Очень полезно знать, как дру-
гие люди решают эту задачу. Это избавит от повторения чужих
ошибок и случайного изобретения “вечного двигателя”.
В результате изучения публикаций с описанием аналогичных
или близких по назначению устройств у них довольно часто выявля-
ются различные недостатки. К числу которых можно отнести большое
потребление тока, использование устаревшей и недостаточно надеж-
ной элементной базы, сложность изготовления или настройки и т.д.
Это бывает вызвано тем, что при создании устройства разра-
ботчик часто исходит из имеющихся в наличии или более доступных
ему элементов, а не из тех, которые лучше для данных целей. Неред-
ко встречаются также опечатки или грубые схемотехнические ошиб-
ки, снижающие надежность работы устройства. Особенно много
бывает ошибок в журналах, для которых радиотехническая тематика
не является основной, и не всегда сами авторы в этом виноваты.
После изучения и учета опыта других людей довольно часто вы-
ясняется, что на современной элементной базе можно сделать более
совершенное устройство.
На следующем этапе идет обдумывание и выбор оптимального
пути решения данной технической задачи. Когда в голове появляется
полная ясность — можно рисовать электрическую схему и выполнять
прикидочный расчет некоторых элементов и наиболее важных узлов.
8
Предисловие
После чего приступаем к сборке макета схемы. Для получения необ-
ходимых параметров при настройке устройства в схему приходится
езносить соответствующие изменения. И в окончательном варианте
работающая схема может существенно отличаться по виду от перво-
начальной. Ведь даже имея большой опыт разработки, довольно
сложно учесть все особенности поведения системы, состоящей из
большого числа разных элементов.
После успешных испытаний макета можно приступать к разра-
ботке топологии печатной платы и оформлению конструкции. Лучше,
если печатная плата выполняется сразу под имеющийся в руках под-
ходящий корпус — это значительно ускорит окончательную сборку.
Такой путь проходит любой инженер-разработчик при создании
нового изделия. И если даже вы не найдете в книге необходимого ус-
(ройства, надеюсь, что приведенная в ней информация будет вам по-
лезна, т.е. сэкономит время и деньги.
В книгу включены также ряд удачных по моему мнению идей
других авторов, реализованных в виде готовых схем и конструкций.
Они публикуются, естественно, с их согласия. Так, например, раздел
по источникам питания мне помогал готовить Никитин В. А.
В настоящее время идет работа над 4-ой книгой, куда войдут
материалы по схемотехнике узлов, выполненных на КМОП микросхе-
мах. Эта информация дополняет уже опубликованную в книге 2 из
:пой же серии [Л1]. В ней также будут приведены схемы выполнен-
ные на современных полевых транзисторах. Их использование поз-
пол яет многие устройства сделать проще и надежней.
Если у Вас есть собственные интересные схемы, которые рань-
ше не публиковались, Вы можете принять участие в подготовке оче-
редной книги, прислав материалы по адресу редакции. В случае
публикации гарантируется оплата авторского гонорара. Более по-
дробную информацию можно получить по телефону (095) 254-44-10,
нюните с 10™ до 17е5, кроме субботы и воскресенья.
Для тех, кто имеет возможность предоставить материалы в
•пектронном виде, в конце книги даны рекомендации по выполнению
|.жой работы.
Всем, кто участвовал в создании этой книги, выражаю свою
(шагодарность.
И. Шелестов
1 | Электроника в быту
Нас окружает большое количество различных радио- и электро-
приборов. Мы к ним настолько привыкли, что если все работает нор-
мально, даже и не замечаем. К сожалению, не все необходимые
устройства можно купить уже готовыми.
В этом разделе приводятся схемы разных полезных в быту уст-
ройств. Все они рассчитаны на самостоятельное изготовление в домаш-
них условиях. Вам не потребуется применять сложные промышленные
технологии или дорогостоящие измерительные приборы. Для настройки
обычно бывает достаточно осциллографа и универсального измери-
тельного тестера.
1.1. Два устройства для аварийной защиты
от превышения сетевого напряжения
Наиболее опасным для электроприборов и радиоаппаратуры
является аварийное повышение сетевого напряжения. Это может
случиться при обрыве из-за сильного ветра открытой воздушной про-
водки в линии электропередач и замыкании одного из фазных прово-
дов на нулевой. При этом в сети некоторое время может действовать
напряжение до 380 В. Включенные лампочки лопаются, а все осталь-
ные радиоэлектронные устройства выходят из строя. Наиболее веро-
ятно такое в сельской местности или на даче, хотя были случаи и в
городе. Несмотря на то, что случается такое очень редко, от этого не
легче тем, кто пострадал.
Стоящие на сетевом вводе в квартиру плавкие предохранители
или электромеханические автоматы срабатывают только при превы-
шении заданного тока (обычно при коротком замыкании в цепи). А
ток в цепях значительно возрастает уже в случае повреждения элек-
троприборов и радиоаппаратуры. Это объясняется тем, что при повы-
шении сетевого напряжения на 50% рассеиваемая мощность в
потребителях энергии увеличиваются более чем в 2 раза (P=U2/R).
Многие из бытовых электроприборов (электронагреватели, ос-
ветительные лампы, холодильник и др.) не боятся пониженного в се-
ти напряжения. Для них в основном и предназначены приводимые
ниже две схемы. Они срабатывают только при возрастании питающе-
10
Электроника в быту
го напряжения выше заданного порога и отличаются по своему быс-
тродействию, а значит и области применения.
Самая простая схема, которая может обеспечить защиту ламп
освещения или нагревателей в случае аварийного повышения напря-
жения в сети, показана на рис. 1.1. В исходном состоянии номинал
резистора R1 выбирается так, чтобы реле К1 было отключено. Через
группы нормально замкнутых контактов К1.1, К1.2 напряжение по-
ступает в нагрузку.
Рис. 1.1. Простейшая схема защиты
В качестве реле К1 могут быть использованы почти любые на
рабочее напряжение обмотки 220 В и меньше (допустимый ток через
контакты должен быть не менее 3...5 А, например из серии РПУ). Ве-
личина сопротивления резистора R1 зависит от сопротивления об-
мотки реле, а также его конструкции (подбирается так, чтобы К1
могло сработать при повышении действующего напряжения в сети
выше 260 В). При срабатывании реле цепь нагрузки разомкнется, а
дополнительный резистор R2 группой контактов К1.2 будет подклю-
чен. Резистор R2 позволит реле устойчиво удерживаться во включен-
ном состоянии. От его величины зависит, при каком уровне
пониженного напряжения реле вернется в исходное состояние (от-
ключится).
Для того чтобы исключить дребезг контактов К1.1 при прибли-
жении напряжения к пороговому значению, потребуется подогнуть
контакты К1.2 так, чтобы они срабатывали раньше, чем К1.1.
Недостатком этой схемы является низкая скорость срабатыва-
ния, из-за чего она не может надежно защитить не инерционные бы-
ювые приборы и радиоаппаратуру.
Раздел 1
Рис. 1.2. Электрическая схема быстродействующего блока защиты
Большую скоростью срабатывания защиты обеспечивает вто-
рая схема, рис. 1.2. Она питается непосредственно от сети и должна
быть подключена в дежурном режиме постоянно. Устройство отлича-
ется от опубликованных аналогов [Л2] малым потребляемым током в
дежурном режиме — около 2 мА, а при срабатывании защиты — не
более 100 мА.
12
Электроника в быту
В исходном состоянии реле К1 не включено и на конденсаторе
С1 накапливается энергия за счет его заряда от сети через резистор
R2. При этом напряжение на С1 превысит необходимое номинальное
для работы реле на 30...50%. Это позволяет ускорить срабатывание ре-
ле. Стабилитрон VD1 ограничивает величину напряжения на конденса-
торе С1 уровнем 33 В (без него напряжение может достигать 340 В).
При увеличении напряжения в сети, как только оно превысит
на резисторе R5 порог открывания стабилитрона VD3 — открывают-
ся транзистор VT1 и тиристор VS1. За счет накопленной на конденса-
торе С1 энергии срабатывает реле К1. Группа контактов К1.1
подключает резистор R1 параллельно с R2. Проходящий через него
ток позволяет удерживать реле во включенном состоянии после сра-
батывания, когда конденсатор разрядится через обмотку реле.
Здесь используется особенность электромагнитных реле — для
удержания контактов во включенном состоянии требуется меньший
ток, чем для включения. Поэтому включение выполняется при повы-
шенном напряжении, а удержание осуществляется минимально необ-
ходимым — это примерно 18 В для типа ТКЕ54.
Отключение нагрузки выполняют группы нормально замкнутых
контактов реле К1 (они включены параллельно для увеличения допу-
стимого проходящего тока).
Конденсатор С2 предотвращает срабатывание защиты от крат-
ковременных помех в сети.
Индикатором срабатывания защиты является свечение свето-
диода HL1. Диод VD8 предохраняет светодиод от воздействия высо-
кого обратного напряжения.
В случае срабатывания защиты вернуть схему в исходное со-
стояние можно, нажав на кнопку “сброс” (SB1).
В схеме использованы детали: резистор R1 типа ПЭВ на 25 Вт, а
остальные — постоянные резисторы типа МЛТ с соответствующей мощ-
ностью рассеивания (она указана на схеме). Подстроечный резистор
R5 типа СП5-16А-1 Вт. Конденсаторы С1 типа К50-35, С2 — К10-17. В
качестве диодов VD1, VD2, VD5...VD7 подойдут любые выпрямительные
на ток 0,5 А и обратное напряжение не менее 400 В. Транзистор VT1
КТ3102 можно заменить на КТ315 или КТ312. Стабилитрон VD3 заме-
няется любым из серии прецизионных с напряжением стабилизации
6,6...9,1 В, VD4 на КС533А.
Раздел 1
Рис. 1.3. Топология печатной платы и расположение элементов
14
Электроника в быту
Светодиод HL1 подойдет любой из серии КИПД или АЛ310А.
Вместо светодиода удобно применять также неонку.
Тиристор VS1 можно использовать из серий Т112 или Т122, на-
пример Т122-20-6 (последняя цифра в обозначении указывает класс до-
пустимого обратного напряжения и в данной схеме значения не имеет).
Реле К1 может быть типа ТКЕ54ПОД или более современное
из серии РНЕ44. Такие реле допускают коммутацию напряжения
220 В и позволяют пропускать через свои контакты ток более 10 А, а
при параллельном их соединении еще больше.
Все элементы на схеме, выделенные пунктиром, кроме реле
К1, расположены на печатной плате из одностороннего стеклотексто-
лита толщиной 1.5...3 мм с размерами 85x50 мм, рис. 1.3.
Для настройки устройства потребуется ПАТР, позволяющий
увеличивать напряжение на входе схемы до 260 В. Уровень повы-
шенного сетевого напряжения, при котором срабатывает защита, ус-
танавливается резистором R5. Номинал резистора R6 зависит от
типа используемого светодиода HL1 и подбирается для получения
нужной яркости свечения индикатора.
1.2. Автоматическая защита
сетевой радиоаппаратуры
По ГОСТу сетевая радиоаппаратура должна сохранять работо-
способность при изменении питающего напряжения в диапазоне
187...242 В (220 В +10 -15%). В городской сети напряжение в течении
дня может сильно отличаться от номинала 220 В. Это часто бывает в
зимний период, когда подключаются мощные потребители энергии,
например электронагреватели, и напряжение в сети “просаживается”
до границы нижнего допуска. Особенно не любят снижения напряже-
ния ниже допустимой величины (187 В) импульсные источники пита-
ния телевизоров, видеомагнитофонов, персональных компьютеров, а
приведенные в предыдущей статье устройства не защищают радиоап-
паратуру от пониженного напряжения в сети.
Как показывает практический опыт, имеющиеся в продаже про-
стейшие отечественные сетевые фильтры типа “Пилот” и аналогичные
импортные блоки (даже с индикацией нахождения напряжения в допу-
стимом интервале) не обеспечивают сохранности аппаратуры в слу-
чае отклонения сетевого напряжения за допуск. Сетевые фильтры
Раздел 1
борются только с кратковременными выбросами и помехами, а стоят
неоправданно дорого. По этой причине пришлось заняться изготовле-
нием собственного устройства, которое сможет следить постоянно за
состоянием напряжения в сети и вовремя спасет радиоаппаратуру.
Приведенная на рис. 1.4 и 1.5 схема позволяет быстро (за
4...10 мс) автоматически отключить радиоаппаратуру или любую
другую нагрузку от сети в случае отклонения напряжения за допус-
тимый диапазон.
Рис. 1.4. Общая схема автомата, где А1 — блок управления
Блок защиты был изготовлен для питания персонального ком-
пьютера и используемых совместно с ним устройств, поэтому внутри
содержит также фильтр от сетевых помех (элементы С1...СЗ и Т1).
Применение сетевого фильтра не будет лишним для питания любой
16
Рис. 1.5. Электрическая схема блока управления А1
Электроника в быту
Раздел 1
радиоаппаратуры. Кроме того, схема обеспечивает защиту подклю-
ченной радиоаппаратуры от прерывистого исчезновения напряже-
ния. Так, например, компьютер рекомендуется повторно включать не
раньше чем через 15...30 с — когда внутри него закончатся все пере-
ходные процессы в источнике питания и других узлах.
Электрическая схема устройства состоит из источника питания
для схемы управления выполненного на трансформаторе Т2, стаби-
лизатора напряжения DA1, компараторов (DA2, DA3) контроля уров-
ня напряжения и узла задержки на микросхеме (DD1). Применение
компараторов позволяет с высокой точностью настроить необходи-
мые пороги срабатывания защиты, а схема задержки, собранная на
КМОП триггерах (DD1.1 и DD1.2), исключает дребезг срабатывания
реле в случае, если сетевое напряжение находится на границе сра-
батывания защиты.
Устройство включается переключателем SA1. Переменное на-
пряжение, снимаемое со второй обмотки (22-23) трансформатора Т2,
используется для контроля уровня напряжения. Оно преобразуется в
постоянное (VD7) и через делитель R8-R7 подается на входы компа-
раторов DA2/2, DA3/3. Их пороги срабатывания устанавливаются: на
превышение допустимого напряжения резистором R4, а на сниже-
ние — подстройкой R6.
В компараторах используются эмиттерные выходы внутренних
транзисторов, что обеспечивает их совместную работу на одну на-
грузку — R10. На резисторе R10 будут появляться импульсы или по-
ложительное напряжение (уровень лог. “1” для триггеров DD1) в
момент нахождения сетевого напряжения на уровне порога или за
его пределами.
Узел задержки включения работает следующим образом. Если
сетевое напряжение находится в пределах допуска — на R10 будет
нулевой уровень. При первоначальном включении цепь из С7 и R10
за счет тока, проходящего при зарядке С7, формирует короткий им-
пульс начальной установки триггера DD1.2 (на выходе DD1/1 при
этом будет лог. “0”). Аналогичная цепь из элементов C9-R11 форми-
рует более широкий импульс на входе DD1/8 (на DD1/13 появится
лог. “1”). Как только через резистор R12 зарядится конденсатор С8
(появится лог. “1” на входе R) — триггер DD1.1 вернется в исходное
состояние (DD1/12 — “1”, DD1/13 — “0”). При этом положительный
фронт импульса на входе DD1/3 (при наличии уровня лог. “1” на
DD1/5) переключит триггер DD1.2 и на выходе DD1/1 появится лог.
18
Электроника в быту
“1”. При этом реле К1 включится и своими контактами К1.1-К1.2 по-
даст сетевое напряжение в нагрузку.
Если же сетевое напряжение находится на краю допуска или за
ого пределами — в момент включения схемы (SA1) на резисторе R10
будут присутствовать соответственно импульсы или лог. “1” и на выходе
DD1/13 появится лог. “О”. В этом случае триггер DD1.2 не включит реле.
При изготовлении устройства использованы детали: постоян-
ные резисторы типа МЛТ; подстроечные R4, R6 типа СПЗ-19а; кон-
денсаторы С1...СЗ типа К42У-2 на 630 В; С4 — К52-11 на 32 В; С5,
С6 — типа К50-35 на 25 В; С7...С9 — К10-17. Можно отметить, что
схема не критична к выбору номиналов элементов и для ее сборки
могут применяться резисторы и конденсаторы ближайших значений
из ряда.
Так как КМОП микросхемы обладают малой нагрузочной спо-
собностью, для включения реле используется транзистор VT1 с боль-
шим коэффициентом усиления. Его можно заменить на КТ972.
Светодиоды HL1, HL2 подойдут любые из серии КИПД.
Конструктивно все элементы схемы блока управления А1 рас-
положены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита
толщиной 1...3 мм с размерами 85x60 мм, рис. 1.6. Плата имеет три
объемных перемычки, что делает проще ее изготовление (разводку
проводников).
Для удобства соединения платы с внешними цепями установ-
лен разъем Х1 типа МРН14 (на печатной плате вилка). Гнезда
XS1...XS3, так же как и сетевая вилка ХР1, должны соответствовать
евростандарту, а число гнезд может быть увеличено до нужного ко-
личества.
Реле К1 типа ТКЕ54ПОД или более современные из серии
РНЕ44. Если блок будет использоваться только для питания компью-
терных устройств, то может быть использовано также реле типа
РЭНЗЗ.
Трансформатор Т1 является дросселем и изготавливается са-
мостоятельно на броневом магнитопроводе типоразмера ШЛ25х20
(сечение железа в месте расположения обмоток 25x20 мм). Обе об-
мотки содержат по 60...70 витков проводом ПЭЛ-2 диаметром
0,8...1,0 мм. А для того чтобы обеспечить симметричность обмоток —
число витков в них должно быть одинаковым. Намотка выполняется
на каркасе со средней перегородкой, рис. 1.7. Перегородка позволя-
Раздел 1
VD2...VD6
Рис. 1.6. Топология печатной платы и расположение элементов блока А1
ет исключить пробой изоляции между проводами обмоток. Такой
дроссель фильтра дает возможность подключать к гнездам XS1 ...XS3
нагрузку с общей мощностью до 2 кВт.
20
Электроника в быту •
Трансформатор Т2 взят унифицированный типа Уа4.709.066
(ОСТ 25-99-71), но подойдут и многие другие из серии ТПП с напря-
жением во вторичных обмотках: (12-13) — 20...24 В (0,2 А) и (22-
23) — 5...7 В (0,01 А). Его мощность должна быть не меньше 9 Вт.
Вся схема блока защиты потребляет от сети ток не более 30 мА.
Рис. 1.7. Вид конструкции трансформатора Т1
(без элементов крепления)
"СБРОС"
=т= С2
I
Рис. 1.8. Возможное изменение схемы для замены
включателя SA1 кнопками
При желании в устройстве легко можно сделать автоматичес-
кое отключение (в случае аварийной ситуации) не только внешней на-
грузки, но и самой схемы блока защиты. Для этого потребуется
внести в схему изменения, приведенные на рис. 1.8. Вместо пере-
ключателя SA1 устанавливаем кнопки SB1 и SB2, а также подключа-
ем одну свободную группу контактов реле К1.3, как это показано на
Раздел 1
рисунке. При включении реле К1 эта группа контактов закорачивает
цепь кнопки SB2 для постоянного питания схемы управления.
Чтобы вручную выключить автомат и питаемые через него ус-
тройства, потребуется нажать вторую кнопку — SB1.
1.3. Быстродействующий
электронный предохранитель
Устройство предназначено для быстрого отключения потребите-
лей энергии от сети, если ток в цепи превысит допустимую величину.
По сравнению с плавкими и электромеханическими предохранителями
электронный имеет значительно большее быстродействие. Кроме того
данное устройство можно легко и точно настроить на срабатывание
при любом токе в диапазоне 0,1 ...10 А.
Приводимая схема, рис. 1.9, по сравнению с аналогичными
описанными в литературе [ЛЗ] проще в изготовлении и содержит
меньше деталей.
Питается устройство защиты непосредственно от сети по бес-
трансформаторной схеме. Коммутацию нагрузки выполняет элек-
тронный ключ — симистор VS1. Для его открывания на управляющий
электрод через трансформатор Т2 поступают короткие импульсы.
Эти импульсы в нормальном режиме формируются автогенератором,
выполненным на однопереходном транзисторе VT1. Использование
автогенератора позволяет обеспечить экономичность работы схемы.
Для открывания симистора необходим ток через управляющий
электрод до 100 мА. Этот ток обеспечивается в импульсном режиме.
Необходимая энергия в генераторе накапливается на конденсаторе
С2 при его заряде от источника питания (через резистор R2). Как
только напряжение на нем достигнет порога открывания транзистора
VT1 — конденсатор С2 разряжается по цепи переход эмиттер-база
VT1-T2/1. Процесс этот повторяется с частотой, определяемой вели-
чиной номиналов элементов R2-C2 (примерно 1,5...2 кГц).
Так как частота следования импульсов автогенератора значи-
тельно больше, чем сетевая (50 Гц), то симистор открывается практи-
чески в начале каждого полупериода сетевого напряжения.
Датчиком тока в цепи нагрузки является токовый трансформа-
тор Т1. При протекании в нагрузке тока он проходит и через первич-
ную обмотку Т1. Во вторичной обмотке (3-4) выделяется повышенное
22
Электроника в быту
напряжение, пропорциональное току в нагрузке. Это напряжение вы-
прямляется диодным мостом (VD1) и поступает через резистор R5 на
управляющий электрод тиристора VS2. Если данное напряжение до-
стигнет уровня, необходимого для срабатывания тиристора VS2, он
откроется. В этом случае VS2 через диод VD2 закорачивает цепь за-
ряда конденсатора С2 и автогенератор перестанет работать. Когда
импульсы, управляющие коммутатором VS1, пропадут — нагрузка от-
ключится и начнет светиться индикатор (HL1) работы защиты.
Рис. 1.9. Электрическая схема электронного предохранителя
В этом состоянии схема может находиться долгое время и что-
бы вернуть ее в исходное, необходимо нажать кнопку SB1. А с помо-
щью кнопки SB2 нагрузку можно при необходимости отключить
вручную. Общим выключателем является также SA1.
Чувствительность срабатывания схемы можно плавно регули-
ровать при помощи резистора R3. Конденсатор С1 предохраняет от
срабатывания защиты при кратковременных помехах в сети.
Р&здел 1
Токовый трансформатор Т1 потребуется изготовить самостоя-
тельно. Для намотки удобно использовать каркас и магнитопровод от
любого трансформатора, применяемого в старых отечественных теле-
фонах. Подойдет магнитопровод из железа или феррита М2000НМ ти-
поразмера Ш5х5 (в месте расположения катушки у него сечение
5x5 мм). При этом обмотка 3-4 выполняется проводом ПЭЛ диаметром
0,08 мм и содержит 3000...3400 витков. Последней наматывается об-
мотка 1-2 проводом ПЭЛ-2 диаметром 0,82...1,0 мм — 30...46 витков.
Импульсный трансформатор Т2 выполнен внутри броневого
магнитопровода типоразмера Б14 из феррита с магнитной проницае-
мостью М2000НМ. Его конструкция показана на рис. 1.43. В центре
сердечника необходимо обеспечить зазор 0,1...0,2 мм, что исключит
его намагничивание в процессе работы. Обмотка 1 содержит 80 вит-
ков, 2 — 40 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,1...0,12 мм.
В схеме использованы детали: подстроечный резистор R3 типа
СПЗ-19а, остальные резисторы любого типа; конденсаторы С1, СЗ ти-
па К50-35 на 25 В; С2 и С4 — К73-17В на рабочее напряжение не ме-
нее 63 и 400 В соответственно. Кнопки SB1, SB2 и светодиод HL1
подойдут любые миниатюрные.
Настройку схемы лучше начинать с проверки работы автогене-
ратора собранного на транзисторе VT1. Для этого удобно питание по-
давать не от сети, а использовать внешний источник постоянного
напряжения 15...20 В, подключив его в точки а-б.
Рис. 1.10. Форма напряжения на конденсаторе С2
При работе автогенератора на конденсаторе С2 должно быть
напряжение, форма которого показана на рис. 1.10. Если таких им-
пульсов нет, то может потребоваться подбор номинала резистора R2.
Срабатывание тиристора VS2 при нажатии на кнопку SB2
должно фиксироваться. Если светодиод HL1 постоянно не светится
24
Электроника в быту
после отпускания кнопки — надо уменьшить номинал резистора R4
для увеличения тока, необходимого, чтобы удерживать VS2 в откры-
том состоянии.
Проверить работу устройства можно, подключив к гнездам XS1
лампу и стрелочный вольтметр. Прежде всего необходимо убедиться
в том, что симистор VS1 полностью открывается (измерив напряже-
ние на лампе). Если это не так, то нужно поменять местами выводы
в любой из обмоток импульсного трансформатора Т2.
Схему электронного предохранителя можно упростить, убрав
токовый трансформатор Т1, а вместо его обмотки 1-2 использовать
резистор (R10) с маленьким сопротивлением (0,2...0,3 Ом) и диод,
рис. 1.11. Величина сопротивления R10 подбирается под нужный ток
защиты. Но в этом случае схема защиты будет работать на одной по-
луволне сетевого напряжения, что, естественно, может снизить быс-
тродействие при отключении нагрузки.
Рис. 1.11. Возможные изменения в схеме
При использовании схемы следует учитывать, что некоторые
потребители энергии, например лампы, импульсные источники пита-
ния, электромоторы и некоторые другие, в момент включения дают
бросок тока. В этом случае порог срабатывания защиты надо увели-
чивать или, что будет значительно лучше, принять меры по уменьше-
нию броска тока в нагрузке. Например, для лампы освещения можно
обеспечить режим плавного увеличения напряжения при включении,
□то не только продлит ее срок службы, но и уменьшит помехи в сети.
Простейший способ уменьшения броска тока при включении
пампы — применение защитных терморезисторов с отрицательным
Раздел 1
температурным коэффициентом сопротивления. В настоящее время
такие резисторы, например из серии ТР-15, выпускает отечествен-
ная промышленность. Эти резисторы позволяют сглаживать пуско-
вые броски тока в лампах накаливания, кинескопах, импульсных
источниках питания, электромоторах и других устройствах в 5...10
раз. В рабочем режиме терморезисторы нагреваются проходящим
через них током до температуры 150...200°С. При этом они уменьша-
ют свое сопротивление более чем в 100 раз.
Так, например, для защиты ламп накаливания мощностью
100...200 Вт подойдет терморезистор типа ТР-15-470-1,6 (номинальное
сопротивление при 25°С — 470 Ом, а в прогретом состоянии 4,3 Ом).
Для мощности лампы 25...100 Вт — ТР-15-1000-1,6 (номинальное со-
противление при 25°С — 1000 Ом, в прогретом состоянии 9,2 Ом).
1.4. Регуляторы мощности
для активной нагрузки
При эксплуатации сетевого паяльника, осветительной лампы,
электронагревателей и ряда других потребителей энергии, удобно
иметь возможность управлять поступающей на них мощностью. Для
таких устройств, как правило, не требуется иметь регулировку подава-
емого напряжения от нуля. Ведь паять холодным паяльником невоз-
можно, а у осветительной лампы при малом напряжении отчетливо
заметен мерцающий эффект, что утомляет зрение.
На рис. 1.12 приведена схема простого электронного регулятора,
работающего на одной полуволне сетевого напряжения. За счет этого
она обеспечивает регулировку напряжения в диапазоне 110...215 В.
Если тиристор VS1 полностью закрыт, в нагрузку через диод
VD1 будет проходить только один полупериод сетевого напряжения.
Для открывания тиристора на его управляющий электрод поступают
короткие импульсы. Их вырабатывает автогенератор, собранный на
однопереходном транзисторе VT1. Частота импульсов такого генера-
тора синхронизирована с частотой сети за счет пульсирующего на-
пряжения питания на VT1. А сами импульсы имеют фазовый сдвиг
относительно момента времени перехода сетевого напряжения че-
рез “0”. Величина сдвига зависит от номиналов конденсатора С1 и ре-
зисторов R5-R6. Регулируя R6, можно менять момент открывания
тиристора, а значит и действующее выходное напряжение в нагрузке
(форма напряжения для активной нагрузки значения не имеет).
26
Электроника в быту
При настройке схемы может потребоваться подбор резистора
R5 с таким расчетом, чтобы при нулевом сопротивлении R6 в нагруз-
ку поступало максимальное напряжение.
R1 VD2
I_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________I
Рис. 1.12. Электрическая схема регулятора
В схеме применены детали: резисторы типа МЛТ или аналогич-
ные (их мощность указана на схеме); конденсатор С1 типа К10-17.
Диод VD1 заменяется любым на ток не менее 3...5 А, например
КД257Б; VD2 — на ток до 100 мА. Тиристор VS1 можно использовать
Т122-25-6 или Т112-10-6, Т112-16-6.
Максимальная мощность подключенной нагрузки к регулятору
определяется допустимым током через диод VD1 и тиристор VS1 (их
лучше выбирать с двойным запасом по току). Для схемы с указанны-
ми на ней элементами мощность нагрузки Рнагр=500 Вт (в этом слу-
чае теплоотвод для силового коммутатора VS1 не нужен). При
установке диода VD1 на больший ток мощность нагрузки можно уве-
личить до 2 кВт.
Для монтажа элементов схемы приведена топология печатной
платы, рис. 1.13.
Схема, показанная на рис. 1.14, работает аналогично описан-
ной выше, но при включении, когда регулятор R5 установлен в поло-
жение на максимальное выходное напряжение, за счет применения
дополнительных элементов VT2, VT3 и С2 обеспечивает ступенчатое
увеличение яркости в течении 1...2 с. Процесс прогрева нити накала
лампы инерционен и увеличение его времени снижает импульсную
перегрузку.
Раздел 1
Рис. 1.13. Топология печатной платы регулятора
220В
Рис. 1.14. Схема светорегулятора со ступенчатым эп
увеличением яркости #
28
Электроника в быту
1.5. Электронный регулятор для
электроинструмента с плавным пуском
Удобным, а иногда и просто необходимым, элементом совре-
менного электроинструмента, такого как электродрель, электропила,
болгарка, электролобзик, электромясорубка и многих других, являет-
ся регулятор скорости вращения электромотора. В самых дешевых
моделях таких регуляторов нет вообще, а в дорогих устанавливаются
простейшие миниатюрные встроенные в ручку. Габариты такого уст-
ройства не позволяют обеспечить необходимый запас по мощности и
при интенсивной работе или заклинивании инструмента они часто
выходят из строя.
Кроме того, мощный электроинструмент имеет большие пуско-
вые токи, что вредно не только для самого инструмента, но и для дру-
гих подключенных к сети электроприборов из-за возникающих при
этом помех. Чтобы пусковой ток снизить, необходим электронный ре-
гулятор с режимом плавного возрастания питающего напряжения
при включении.
Чем лучше заменить вышедший из строя регулятор? В литера-
туре приведено много разных схем электронных регуляторов, но сре-
ди них довольно редко встречаются схемы, обеспечивающие режим
плавного возрастания выходного напряжения. А те из них, в которых
такой режим имеется [Л4, Л5], для питания электроинструмента не
удобны. Это объясняется тем, что, как правило, в них плавность на-
растания напряжения обеспечивается при помощи заряда конденса-
тора. Этот конденсатор также медленно разряжается. И если при
работе с электроинструментом приходится его часто включать-вы-
ключать, то такой регулятор не обеспечивает плавного пуска мотора
из-за инерционности.
Всех этих недостатков лишена электрическая схема, приведен-
ная на рис. 1.15. Она обеспечивает плавный пуск мотора, а также
плавную регулировку скорости в широких пределах. Кроме того, дан-
ная схема практически не имеет инерционности, т.е. при повторном
включении сразу после отключения выходное напряжение все равно
будет постепенно плавно возрастать.
Устройство выполняется в виде отдельной приставки, через ко-
торую питается электроинструмент. Это позволяет сделать его уни-
версальным — обеспечивается возможность подключения нагрузки
Раздел 1
Рис. 1.15. Схема электронного регулятора с плавным пуском
30
Электроника в быту
мощностью до 5... 10 КВт. Включается схема в работу при помощи
кнопки на самом инструменте, что удобно при эксплуатации.
Схема работает следующим образом. Регулировка поступаю-
щего в нагрузку напряжения выполнена за счет изменения угла от-
крывания оптронного симистора VS1. При этом управляющие
открыванием коммутатора (VS1) импульсы формирует автогенера-
тор, собранный на элементах VT1-C1-R3-R1 (в установившемся ре-
жиме полевой транзистор VT2, стоящий в цепи заряда С1, полностью
открыт и имеет маленькое сопротивление сток-исток).
Открывающие силовой оптронный симисторный коммутатор
импульсы синхронизированы с частотой сети за счет пульсирующего
напряжения питания, подаваемого на автогенератор. А момент вре-
мени их формирования зависит от положения регулятора R1.
Для открывания симистора при любой окружающей температу-
ре через его внутренний светодиод должен проходить ток не менее
80... 100 мА. Использование однопереходного транзистора позволяет
иметь источник питания схемы управления небольшой мощности, так
как необходимая для открывания симистора энергия накапливается
на конденсаторе С1‘и отдается в течении короткого импульса.
Режим плавного пуска при включении обеспечивается с помо-
щью счетчика на микросхеме DD1 за счет изменения сопротивления
сток-исток полевого транзистора VT2. В начальный момент на вход
“С” микросхемы DD1 через резистор R8 поступают импульсы сетевой
пульсации. На выходах счетчика будут последовательно появляться
уровни лог. “1”. Это напряжение суммируется с установленным под-
строечным резистором R14 уровнем. После того, как лог. “1” появит-
ся на выходе DD1/15, через диод VD3 сигнал поступит и на DD1/10.
При этом микросхема DD1 перестает считать импульсы и зафиксиру-
ется в таком состоянии.
Схема настраивается так, чтобы транзистор VT2 был при этом
полностью открыт, а микросхема в дальнейшем на работу устройства
влияния не оказывала.
Для того чтобы при повторном включении устройства обеспе-
чить работу счетчика с нуля — цепь из элементов C2-R10 выполняет
формирование короткого импульса на входе R счетчика DD1 для его
обнуления в начальный момент при подаче питания.
Раздел 1
Из-за разброса параметров применяемых транзисторов эле-
менты, отмеченные на схеме звездочкой потребуется подбирать
при регулировке.
Настройку устройства лучше начинать с автогенератора. Для
этого вместо электромотора подключаем любую осветительную лам-
пу и стрелочный вольтметр. Резистором R14 добиваемся, чтобы
транзистор VT2 был полностью открыт. Установив регулятор R1 на
нулевое сопротивление подбором номинала резистора R3 в диапазо-
не 3,6...6,8 кОм, добиваемся максимального напряжения в нагрузке
(на лампе). При этом с помощью резистора R1 оно должно регулиро-
ваться от нуля до максимума.
Настройку узла плавного увеличения напряжения удобнее вы-
полнять в следующей последовательности. Временно отсоединяем у
диода VD3 анод от вывода DD1/15 микросхемы и переключаем его на
DD1/13. Подстройкой резистора R14 добиваемся на нагрузке напря-
жения примерно около 70 В (при меньшем напряжении мотор дрели
будет гудеть, но не сдвинется с места). Делать это надо при нулевом
сопротивлении R1. Теперь, последовательно переключая анод диода
на выходы 12 и 14, добиваемся при помощи подбора номиналов ре-
зисторов R11 и R12 получения промежуточных значений напряже-
ния: 110 и 170 В соответственно. После этого можно проверить
работу схемы в том виде, как она показана на рисунке.
При включении настроенной схемы в начальный момент счет-
чик в точке соединения резисторов R11-R12-R13-R14 формирует
возрастающее ступеньками напряжение. Более плавным изменение
напряжения делает конденсатор СЗ. Это напряжение управляет Со-
противлением исток-сток в полевом транзисторе VT2.
В схеме применены детали: регулировочный резистор R1 типа
СПЗ-4а, подстроечный R14 — СПЗ-19а, постоянные резисторы МЛ*Т;
конденсаторы С1, С2 -К10-17; СЗ, С4 — К50-35 на 25 В.
Все элементы схемы, выделенные пунктиром, размещены на
односторонней печатной плате из стеклотекстолита размером
100x30 мм, рис. 1.16. Плата содержит одну объемную перемычку —
она показана пунктиром.
В данном устройстве в качестве силового регулятора VS1 вмес-
то оптронного симистора можно использовать и обычный из серии
ТС112 или ТС122, но в этом случае потребуется изготоииш (альвфи-
чески развязывающий цепи импульсный трансформатор 11. Егор|д-
Электроника в быту
ключение показано на рис. 1.17. Трансформатор Т1 наматывается про-
водом ПЭЛШО диаметром 0,18 мм на ферритовом М2000...4000НМ1
кольце типоразмера К20х12х6 мм и содержит в обмотке 1 —80 витков,
2 — 60 витков.
Рис. 1.16. Топология печатной платы и расположение элементов
Перед намоткой острые грани сердечника нужно закруглить над-
филем, иначе они могут прорезать провод. Обмотки лучше располагать
раздельно на сердечнике. После намотки и пропитки катушки лаком не-
обходимо убедиться в отсутствии сопротивления между обмотками.
Раздел 1
Рис. 1.17. Изменение в схеме для подключения обычного симистора
В заключение можно отметить что для того чтобы обеспечить
защиту электроинструмента от повреждения в случае перегрузки —
в разрыв цепи питания схемы регулятора можно установить токовый
электромеханический автомат на нужный ток. Он может использо-
ваться также как включатель. В продаже таких устройств имеется
всегда большой выбор.
1.6. Простой фазоуказатель
Нередко при подключении электрических устройств, питающих-
ся от трехфазного напряжения, бывает необходимо знать порядок
расположения фаз. Под правильной фазировкой подключения пони-
мается положение когда по отношению к проводу, условно принято-
му за фазу А, положительный максимум напряжения наступает
сначала в фазе В, затем в С, после чего снова в А, и т.д., как это по-
казано на рис. 1.18.
Если при подключении асинхронного трехфазного электромо-
тора нужное направление вращения можно получить, поменяв мес-
тами любые два подходящих провода, то эксперименты при
подключении схемы мощного электропривода без соблюдения задан-
ной фазировки могут привести к его повреждению.
34
Электроники а быту
Простое устройство, схема которого приведена на рис. 1.19,
позволяет легко определить последовательность фаз. В отличии от
фазоуказателя промышленного изготовления, данное не содержит
вращающихся частей и имеет меньшие габариты, что более удобно.
Кроме того, он работает в любом положении. Светящаяся лампа (од-
на из двух) покажет, к какому проводу фазоуказателя подключена
фаза В. Если же светятся одновременно две лампы, то это говорит об
отсутствии соединения в цепи А.
Рис. 1.18. График и векторная диаграмма трехфазного напряжения
Рис. 1.19. Электрическая схема фазоуказателя
Работа устройства основана на использовании свойств ком-
плексного значения сопротивления конденсатора (фазовый сдвиг
проходящего через него напряжения).
Подробно принцип работы данного устройства и его математи-
ческое обоснование описано в литературе [Л6]. В случае если прово-
димости цепей конденсатора и лампы на частоте 50 Гц выбраны
35
Раздел 1
одинаковыми, то в результате векторного сложения напряжения в
цепи R1-HL1, подключенной к фазе В, будет действовать напряжение
1,411ф, а в цепи фазы С — 0,411ф, где иф — фазное напряжение в
проводах. Но так как используемые лампы обладают нелинейным со-
противлением, которое в десятки раз выше в нагретом состоянии, то
светиться будет только одна лампа, которая подключена к фазе В.
В конструкции применены конденсаторы С1, С2 типа К73-17 на
630 В, резисторы R1...R4 типа МЛТ-2 (с рассеиваемой мощностью не
менее 2 Вт). Их сопротивление может быть 7,5 кОм или 8,2 кОм. Лам-
пы HL1, HL2 любые малогабаритные (индикаторные) на рабочее напря-
жение 28 В и мощностью 2,8 Вт (сопротивление лампы около 50 Ом).
Рис. 1.20. Конструкция фазоуказателя
При использовании указанных деталей схема конструктивно
легко помещается в диэлектрической (пластмассовой) коробке с раз-
мерами 65x60x25 мм, рис. 1.20. Из нее выходят три толстых провода
36
Электроника в быту
с острыми концами. В качестве контактных проводов лучше исполь-
зовать изолированные одножильные (медные) с сечением 2,5...4 мм
кв., например типа ПВ-3. Они обеспечат достаточную жесткость для
прижима к токопроводящим цепям. А в случае необходимости — лег-
ко изгибаются в нужном направлении. Это позволяет проводить из-
мерение только одной рукой.
Для удобства использования фазоуказателя лампы HL1 и HL2
лучше располагать рядом с соответствующим контактным проводом.
В этом случае место, где будет светиться индикаторная лампа, соот-
ветствует фазе В.
Аналогичное по принципу работы устройство, но более малога-
баритное, можно собрать по схеме, показанной на рис. 1.21. В ней в
качестве индикаторов фазы “ В” могут использоваться две одинако-
вые неонки любого типа. Электрическая схема содержит больше ра-
диоэлементов, но все они малогабаритные, так как работают при
меньшем токе, что позволяет использовать малогабаритные резисто-
ры (меньшей мощности).
Рис. 1.21. Вариант схемы фазоуказателя
Резистор R3 не является обязательным, но он позволяет ис-
ключить сохранение на конденсаторах С1, С2 остаточного заряда
(аналогично его можно установить и на схеме рис. 1.19).
Конденсаторы подойдут любого типа с допустимым обратным
напряжением не менее чем 500 В, например К42У-2 на 630 В.
Раздел 1
При изготовлении устройства может потребоваться подбор но-
миналов резисторов R2 и R5 для того чтобы исключить одновремен-
ное свечение индикаторов.
1.7. Тестер для контроля
энергоемкости элементов питания
В продаже всегда есть большой ассортимент элементов пита-
ния. При этом многие из них не имеют маркировку со сроком годно-
сти или месяцем изготовления. Продавец тоже не всегда может
ответить на эти вопросы.
Даже если батарейка не просрочена, ее энергоемкость зависит
от условий хранения. Кроме того, красивая упаковка не всегда явля-
ется признаком высокого качества самого элемента питания — в
продаже много подделок под хорошо известные фирмы добросовест-
ных производителей.
В журналах приводится немало простых схем для испытания
гальванических элементов [Л7, Л8]. Такие устройства предназначены
для ограниченного числа типов батарей и позволяют только оценить
два состояния: годен — не годен. Конечно, это тоже полезно, но хо-
телось бы иметь информацию о фактической емкости заряда элемен-
та питания. Что позволит их сравнивать между собой по качеству.
В принципе, проверить энергоемкость любого элемента пита-
ния можно при помощи стрелочного тестера с пределом измерения
тока до 5...6 А и напряжения на шкале 1,5 В. Такой предел для изме-
рения тока имеют только некоторые из универсальных тестеров, на-
пример: Ц4312, Ц4317, Ц4352. В карман этот прибор не положишь (он
весит от 1,5 до 2 кг), да и при измерении возникают некоторые не-
удобства, особенно с миниатюрными элементами для питания ча-
сов — они стараются выскользнуть из рук.
Для проверки качества гальванического элемента питания и
оценки его энергоемкости достаточно выполнить два измерения:
1) подключить нагрузку и измерить напряжение на элементе — оно
должно превышать 1,2 В. При этом для каждого типа элемента ис-
пользуется свое сопротивление нагрузки.
2) кратковременно (на 1...3 с) к выводам элемента питания подклю-
чить тестер в режиме измерения тока (на максимальном преде-
38
Электроника в быту
ле). В зависимости от типа элемента и его состояния ток в цепи
может достигать 5...6 А.
Измерение напряжения на элементе без нагрузки не дает до-
стоверного результата. Не работающий (разряженный или высохший)
элемент в режиме “холостого хода” часто может выдавать номиналь-
ное напряжение. Исключением является явный брак, когда напряже-
ния нет вообще.
По значению тока, когда батарейка работает в режиме, близком
к короткому замыканию, можно оценить емкость имеющегося заряда,
а также внутреннее сопротивление элемента (именно внутреннее со-
противление ограничивает возрастание тока до бесконечности). Это
позволяет сравнивать их между собой, выбирая наилучший по макси-
мальному току.
Режим короткого замыкания для батарейки или аккумулятора
должен быть кратковременным (до 3 с), чтобы не повредить из-за пе-
регрева, так как большая часть мощности при этом рассеивается на
внутреннем сопротивлении элемента. Сопротивление же внешней
измерительной цепи для тока в этом случае, как правило, значитель-
но меньше внутреннего сопротивления.
Рис. 1.22. Электрическая схема тестера
Простейшее устройство, рис. 1.22, предназначено для быстрой
проверки напряжения и емкости, что дает возможность легко оце-
нить качество приобретаемого гальванического элемента питания
или степень заряда аккумулятора с номинальным напряжением
1,2...1,5 В. Это позволит в магазине выбрать батарейку, которая про-
служит значительно дольше, а также выявить явный и скрытый брак.
Раздел 1
Следует знать, что аккумуляторы обычно продаются в магази-
не не заряженными и их нужно проверять уже после зарядки.
Для удобства подключения устройство имеет четыре пары кон-
тактных зажимов Х1...Х8 под установку разных типоразмеров эле-
ментов питания: миниатюрных гальванических для часов, R6
(элемент 316), R14 (343) и R20 (373). Конструкция зажимов зависит
от того, с какими элементами чаще всего приходится иметь дело (их
можно приобрести уже готовые).
Пользоваться устройством довольно просто. Схема состоит из
измерителя напряжения и тока. При установке проверяемого эле-
мента (соблюдая полярность) в соответствующие зажимы стрелоч-
ный измерительный прибор РА1 будет показывать напряжение
“холостого хода”. Для новой батарейки оно должно быть около 1,5 В
(у заряженного аккумулятора 1,2...1.5 В).
При помощи переключателя SA1 (“нагрузка”) устанавливаем
нужную нагрузку для конкретного элемента и нажимаем кнопку SB3
(U). Прибор РА1 будет показывать напряжение на элементе в рабо-
чем состоянии. Оно не должно сильно уменьшаться по сравнению с
предыдущим режимом.
Номиналы сопротивлений R6...R10 подбираются с учетом мак-
симального допустимого тока через элементы. Значение разрядного
тока в цепи выбраны из условия не более 0,10, где Q — энергоем-
кость, выраженная в ампер-часах. Так как на самом элементе часто
не указывают энергоемкость, то, чтобы сориентироваться, какую на-
грузку следует использовать, можно воспользоваться табл. 1.1.
Более подробная информация по гальваническим источникам
питания и их особенностях приведена в литературе [например, Л24
стр. 220; Л25; Л26].
Энергоемкость у элемента можно проверить при помощи двух
кнопок “ток”. При нажатии кнопки SB1 или SB2 индикатор РА1 рабо-
тает как амперметр со шкалой измерения 5 или 1 А соответственно.
Обычно приходится пользоваться кнопкой SB2 (шкала 1 А) для про-
верки миниатюрных элементов, применяемых в часах.
По показаниям тока легко оценить реальную емкость заряда у
элементов и сравнивать их между собой. При этом если ток начина-
ет сильно “ползти” вниз (уменьшаться) — это говорит о браке. Такой
элемент долго работать не будет.
40
Электроника в быту
Диоды VD1, VD2 предотвращают повреждение стрелочного ин-
дикатора при неправильной полярности подключения гальваническо-
го элемента.
В качестве индикатора РА1 можно использовать стрелочный
микроамперметр с током полного отклонения 150 или 100 мкА, на-
пример М4247, М4248. Подойдет также любой другой малогабарит-
ный индикатор от бытовых приборов, например М476.
Таблица 1.1. Параметры элементов питания
Типоразмер по МЭК Обозначение отечественного аналога Габаритные размеры в мм: диаметр и длина Энергоемкость в ампер-часах
SR41 СЦ-0,038 7,9x3,6 38...45
SR42 СЦ-0,08 11,6x3,6 80...100
SR43 СЦ-0,12 11,6x4,2 110...120
SR44 СЦ-0,18 11,6x5,4 130...190
R6 316 14,5x50,5 0,45...0,85
LR6 А316 14,5x50,5 1,0...3,7
R14 343 26,2x50 1,53...1,76
LR14 А343 26,2x50 3,0...8,2
R20 373 34,1x61,5 2,0...4,0
LR20 А373 34,1x61,5 5,5...16,0
Остальные детали: резисторы могут быть любого типа соответст-
вующей мощности, например R1...R3Tnna С5-16МВ. Кнопки SA1...SA3
типа КМ2-1 (КМ1-1). Микропереключатель SA1 типа ПГ2-6-6П2НВ или
ПГ2-6-12П1НВ.
При изготовлении устройства настройка прибора начинается с
установки подбором номинала резистора R5 полного отклонения
стрелки микроамперметра РА1 при напряжении 1,5 В на контактных
зажимах.
Для режима измерения тока регулировку выполняем сначала
при нажатой кнопке SB2 — резистором R4 добиваемся полного от-
клонения стрелки при токе в цепи 1 А. После этого нажимаем кнопку
SB1 и подбираем номинал резистора R1 так, чтобы полное отклоне-
ние стрелки индикатора было при токе в цепи 5 А и напряжении на за-
жимах 1 В.
Раздел 1
1.8. Генератор для
ремонта радиоаппаратуры
При ремонте в домашних условиях звукового усилителя или
бытового радиоприемника нередко бывает необходимо проследить
прохождение сигнала через каскады. В этом может помочь приве-
денная на рис. 1.23 схема простого двухчастотного генератора. Он
собран всего на одной КМОП микросхеме и не содержит намоточ-
ных узлов. Что делает устройство удобным в изготовлении, настрой-
ке и эксплуатации.
Рис. 1.23. Электрическая схема двухчастотного генератора
Этот генератор дает возможность проверить не только звуко-
вой усилитель, но и тракт усилителя промежуточной частоты (УПЧ)
радиоприемника. Генератор позволяет также подстроить контуры ПЧ
радиоприемника по максимальному уровню сигнала.
На выходе (Х2) устройства будут радиоимпульсы с частотой
465 кГц, модулированные низкочастотным сигналом — 1 кГц (100%
42
Электроника в быту
модуляция). При этом если включить SA1, то на выходе появится
только низкочастотный сигнал — импульсы с частотой 1 кГц.
Высокочастотный генератор работает на частоте 465 кГц и для
получения у него высокой стабильности выполнен с использованием
пьезокерамического фильтра (ZQ1) типа ФП1 П-022 в цепи отрица-
тельной обратной связи элемента микросхемы DD1.2. Такие фильтры
более доступны и дешевле, чем кварцевые резонаторы на соответст-
вующую частоту.
Генератор импульсов звукового диапазона (DD1.1-DD1.3) со-
бран по классической схеме и в пояснениях не нуждается. На эле-
менте DD1.4 две частоты смешиваются и поступают на эмиттерный
повторитель, выполненный на транзисторе VT1. Транзистор согласу-
ет высокое выходное сопротивление микросхемы с возможным ма-
лым сопротивлением в цепи нагрузки.
Генератор обеспечивает работу в широком диапазоне питаю-
щих напряжений (4...15 В) и потребляет ток 3,7...26 мА. При этом ча-
стота высокочастотного автогенератора меняется во всем
диапазоне питающих напряжений не более чем на 400 Гц, что впол-
не допустимо.
Для того чтобы уровень выходного сигнала автогенератора
сильно не зависел от напряжения питания схемы — на выходе стоит
ограничительный диод VD1. Выходной сигнал после конденсатора С4
будет иметь максимальную амплитуду около 0,3 В, а при помощи ре-
зистора R6 его можно уменьшить до необходимой величины.
Диод VD2 предотвращает ошибочную подачу полярности пита-
ющего напряжения на схему.
В схеме можно использовать пьезофильтр (ZQ1) типа ФП1П-
022...027. Регулировочный резистор R6 типа СПО-0,5, а остальные
резисторы МЛТ и С2-23. Конденсаторы: С1 — К53-1 на 16 В;
С2...С4 — К10-17.
Схема достаточно простая, что легко позволяет выполнить ее
монтаж на универсальной макетной плате.
Настройка заключается в установке подбором резистора R2
(при замкнутых контактах SA1) частоты 1 кГц на выходе. После это-
го по частотомеру проверяем частоту 465 кГц ±0,5 кГц.
Для того чтобы было удобно измерить частоту — модуляцию
ВЧ сигнала отключаем, что можно сделать подачей на выводы
DD1/12, 13 напряжения питания.
Раздел 1
Если из-за разброса параметров логических элементов (внут-
ренней емкости микросхемы) пьезофильтр ZQ1 работает не точно на
частоте 465 кГц, то может потребоваться установка дополнительного
конденсатора С2 емкостью около 100...470 пФ, а также подбор рези-
стора R3, что позволит сдвинуть рабочую частоту генератора в не-
больших пределах.
1.9. Музыкальный звонок с
автоматической сменой мелодии
Во многих квартирах для вызова хозяйка используется музы-
кальный звонок. Такое устройство не сложно изготовить самостоя-
тельно. При этом оно ничем не будет уступать выпускаемым
промышленностью, но обойдется значительно дешевле.
В журналах встречается немало схем музыкальных звонков,
например [Л 17]. Такое устройство удобно выполнять на специализи-
рованной микросхеме звукового синтезатора из серии УМС. Эти ми-
кросхемы выпускаются с несколькими запрограммированными
мелодиями, которые можно переключать, подавая напряжение на
вход “выбор мелодии”. Принцип работы такой микросхемы подробно
описан в литературе [Л 18].
В отличии от уже опубликованных вариантов музыкальных сигна-
лизаторов, в приведенной на рис. 1.24 схеме не требуется использовать
дополнительную кнопку для переключения мелодии. Смена мелодии
происходит автоматически при каждом очередном нажатии на кнопку
звонка (SB1). Каждая мелодия будет звучать, пока нажата кнопка.
Для усиления звукового сигнала использован транзистор VT2.
Резистор R5 позволяет регулировать громкость звукового сигнала в
широких пределах.
Согласование выходного сопротивления схемы с малым сопро-
тивлением катушки звукового излучателя выполнено при помощи
трансформатора Т2. Кроме того, применение трансформатора поз-
воляет исключить протекание через динамик постоянной составляю-
щей тока, что улучшает его работу.
В качестве .звукового излучателя ВА1 может применяться лю-
бой обычный динамик. Динамиков допускается подключать несколь-
ко и их размещаем в удобных местах квартиры.
44
Электроника в быту
Рис. 1.24. Электрическая схема музыкального звонка
Нужный тембр звучания настраивается подбором конденсато-
ра СЗ. Этот конденсатор совместно с первичной обмоткой трансфор-
матора Т2 образует колебательный контур, включенный в цепь
коллектора транзистора VT2. Этот контур позволяет не только увели-
чить громкость звучания, но и делает звук более приятным. Ведь на
управление VT2 приходят прямоугольные импульсы, которые содер-
Раздел 1
жат много высокочастотных гармоник, а трансформатор и цепь его
контура являются фильтром.
Так как добротность образованного в цепи коллектора VT2 кон-
тура довольно низкая, то динамик ВА1 будет воспроизводить все но-
ты мелодии, запрограммированной в микросхеме.
При нажатии на кнопку SB1 подается питание на схему и будет
звучать мелодия. Так как микросхема УМС8-08 имеет допустимый диа-
пазон питающих напряжений 1,33...2 В, на диодах VD1...VD4 выполнен
низковольтный стабилизатор напряжения. После диода VD5 на конден-
саторе С1 будет напряжение 2 В. Это напряжение на С1 сохраняется
длительное время и после отпускания кнопки SB1 (даже если элемент
питания G1 не устанавливать). Что объясняется тем, что микросхема
изготовлена по КМОП технологии и в рабочем режиме потребляет ма-
ло, а при снижении напряжения питания ниже 1 В переходит в затормо-
женное состояние. Потребляемый ток в этом режиме не превышает
1 мкА. Такое состояние сохраняется довольно долго.
При очередном нажатии на кнопку SB1 напряжение подается
при помощи транзистора VT1 на входы 6 и 13 микросхемы DD1. Так
как эти цепи объединены (“пуск” — вывод 6 и “выбор мелодии” — вы-
вод 13) и через открытый транзистор VT1 соединены с цепью питания
микросхемы, то кнопку SB1 позволяет не только включать мелодию,
но и сменить ее при очередном нажатии.
В ждущем режиме устройство не потребляет энергию от сети, а
элемент питания G1 не является обязательным (может не устанавли-
ваться),' но в этом случае время сохранения последней выбранной
мелодии будет ограничено.
Все детали, выделенные на схеме пунктиром, расположены на
печатной плате размером 55x55 мм, показанной на рис. 1.25. Микро-
схему DD1 удобнее установить на контактной панели, что в дальней-
шем позволит сменить набор мелодий без перепайки платы легко
заменив только саму микросхему.
Динамик ВА1 может быть любого типа с катушкой сопротивле-
нием не менее 8 Ом и мощностью 0,5...1 Вт, например 0,5ГД-37.
Трансформатор Т1 взят из серии ТП от сетевого адаптера с вы-
ходным напряжением 6...9 В (ток не менее 100 мА). Обычно они исполь-
зуются для питания бытовых устройств и имеют корпус в виде сетевой
вилки. Если у такого трансформатора только одна вторичная обмотка,
то прийдется для питания схемы установить мостовой выпрямитель.
46
Электроника в быту
Рис. 1.25. Топология печатной платы и расположение элементов
Трансформатор Т2 — выходной от любого миниатюрного тран-
зисторного радиоприемника.
Транзистор VT1 можно заменить на КТ315, a VT2 на
КТ972А(Б), КТ829А. Диоды VD1...VD8 типа КД106А, но подойдут и
многие другие с аналогичными параметрами.
Раздел 1
Регулировочный резистор R5 использован типа ППБ-1А, кон-
денсаторы С1, С2 типа К50-35 на 25 В, СЗ — К10-17. Кварцевый ре-
зонатор ZQ1 любого типа на рабочую частоту 32768 Гц.
Для того чтобы продолжительность проигрывания мелодии не
зависела от того, сколько времени нажата кнопка вызова, в схему
можно установить таймер, рис. 1.26. Он выполнен на двух транзисто-
рах VT3, VT4 и реле К1. Таймер позволяет увеличить время исполне-
ния мелодии до 6...7 с после отпускания кнопки (время зависит от
номинала конденсатора С4).
Рис. 1.26. Дополнение к схеме
Работает схема таймера следующим образом. В начальный мо-
мент при нажатии кнопки SB1 реле К1 включится, так как транзистор
VT3 за счет базового тока, проходящего через резистор R6, будет на-
ходиться в насыщении. Реле своей группой контактов К1.1 заблоки-
рует цепь кнопки на время, пока не зарядится С4. Как только
напряжение на базе VT4 достигнет уровня, при котором он откроет-
ся — это замкнет цепь базы VT3 на общий провод и реле отключит-
ся. Контакты реле К1.1 разомкнутся и питание на схему больше
подаваться не будет (если кнопка SB1 не нажата).
Группа контактов К1.2 позволяет ускорить разряд конденсато-
ра С4 при отключении реле для того, чтобы таймер был быстро готов
к работе при очередном нажатии кнопки вызова и позволяет увели-
чить продолжительность звучания мелодии. Резистор R8 ограничива-
ет ток разряда С4.
В схеме таймера использованы детали: С4 — танталовый К53-18
или К53-1 на 20 В. Транзистор VT3 можно заменить на КТ829А (Б), а
VT4 на КТ315Б (Г,Е), КТ312В.
48
Электроника в быту
Реле К1 подойдет любое (имеющее две группы переключающих
контактов) с напряжением срабатывания 9... 12 В и допускающее ком-
мутацию напряжения 220 В.
1.10. Звуковой сигнализатор
с не повторяющимся звуком
Устройство, схема которого показана на рис. 1.27, позволяет
получить довольно приятные не повторяющиеся трели. Это достига-
ется за счет использования генератора псевдослучайной последова-
тельности (ПСП), собранного на логических микросхемах DD1...DD3.
Его построение хорошо известно, а работа подробно описана в лите-
ратуре, например Л27 стр. 277.
Формирователь импульсов ПСП управляет звуковым генерато-
ром, который выполнен на широко распространенной микросхеме
К174УН14 (импортный аналог TDA2003), включенной в режиме авто-
генератора. Перестройка частоты звукового генератора осуществля-
ется при помощи транзистора VT1. А на базу транзистора сигнал
поступает с выхода генератора ПСП (DD3/2).
Начальная-частота звукового генератора (DA1) устанавливает-
ся при помощи резистора R4. Диапазон перестройки зависит от рези-
стора R5, а скорость смены звуков (ритм) меняется резистором R2.
В качестве звукового излучателя ВА1 может применяться лю-
бой динамик мощностью 0,5...3 Вт и сопротивлением не менее 8 Ом.
Резистор R8 позволяет регулировать громкость звукового сигнала.
Подстроечные резисторы R2, R4, R6 применены типа СПЗ-19а,
R8 типа ППБ-1А, а остальные резисторы и конденсаторы подойдут
любые, но с малыми габаритами. Иначе они не поместятся на печат-
ной плате, приведенной на рис. 1.28. Плата односторонняя, но име-
ет четыре объемные перемычки, которые устанавливаются до
начала монтажа.
Микросхема DA1 должна иметь теплоотвод (крепится к ради-
атору).
Устройство сохраняет работоспособность при изменении на-
пряжения питания от 6 до 15 В. При этом потребляемый ток не пре-
вышает 100 мА.
Схема может применяться в качестве квартирного звонка, бу-
дильника или музыкальной игрушки. При этом имеется преимущест-
Раздел 1
Рис.1.27. Электрическая схема
50
Электроника в быту
во по сравнению со звуковым сигнализатором собранным на микро-
схемах с запрограммированными фиксированными мелодиями. Эта
не скоро надоест Повторением.
80
Рис. 1.28. Топология печатной платы
С небольшими изменениями устройство может найти и другие
применения, например, в качестве ультразвукового отпугивателя
грызунов или комаров. Все, что нужно сделать для этого, описано в
следующей статье.
1.11. Ультразвуковой отпугиватель грызунов
Мыши или крысы могут завестись в подвале, где хранятся про-
дукты. Не каждая домашняя кошка умеет их ловить. И хотя обычная
мышь в год съедает не более 12 кг пищи, но перепортить может тон-
ны (как в анекдоте: “что не съем — то надкушу”). Кроме того, изве-
Раздел 1
стно, что грызуны являются переносчиками многих инфекционных
заболеваний.
Для борьбы с грызунами в продаже имеются ультразвуковые
отпугиватели промышленного изготовления, например “ОГ-7”. Такие
приборы вырабатывают изменяемый сигнал в диапазоне ультразву-
ковых волн (30...60 кГц), не воспринимаемый людьми, но хорошо слы-
шимый мелкими животными и грызунами.
Несмотря на то, что производители таких приборов их рекла-
мируют для защиты помещений, посещаемых грызунами, площадью
от 50 до 200 кв. метров, об эффективности таких устройств информа-
ция противоречива. Работать прибор должен непрерывно в течении
довольно продолжительного времени — одной или даже двух недель.
После чего грызуны уходят совсем.
Так как в отпугивателе однотональный ультразвуковой сигнал
применять нельзя — к нему враги быстро привыкают, аналогичного
назначения устройство можно выполнить на основе схемы, приве-
денной на рис. 1.27. Для этого потребуется резистором R4 перестро-
ить частоту автогенератора (DA1) на ультразвуковой диапазон
(60 кГц), а также резистором R5 установить максимально возможную
девиацию частоты.
В устройстве использован ультразвуковой пьезоизлучатель
HF1 типа ДЖГК-Э-50-156. Такой же применяется в аналогичных про-
мышленных устройствах. Он имеет следующие основные техничес-
кие характеристики:
О рабочий диапазон частот 19...65 кГц;
О при подаче синусоидального напряжения 25±1 В уровень звуково-
го давления на расстоянии 1 м не менее 90 дБ;
О габаритные размеры 83,5x83,5x20 мм;
О масса не более 10 г.
Для того чтобы повысить уровень выходного сигнала, пьезо-
излучатель включен через автотрансформатор Т1, как это показа-
но на рис. 1.29.
Трансформатор Т1 выполнен внутри броневых ферритовых
М2000НМ чашек типоразмера Б28 (аналогичный показан на рис. 1.43,
только зазора в центральной части быть не должно, а максимальный
внешний диаметр чашек 28 мм). Обмотки содержат: 1 — 110 витков,
2 — 40 витков, 3 — 110 витков. Намотка выполняется проводом мар-
52
Электроника в быту
ки ПЭВ для обмоток 1 и 3 диаметром 0,12 мм, 2 — 0,2...0,25 мм. Об-
мотка 2 должна находиться в середине катушки. Такое расположение
обмоток позволяет сделать трансформатор с лучшими характеристи-
ками в области ультразвукового диапазона частот.
Микросхема DA1 крепится к теплоотводу.
Рис. 1.29. Подключение пьезоизлучателя к схеме
Устройство сохраняет работоспособность при изменении на-
пряжения питания от 6 до 15 В. При напряжении 12 В потребляемый
ток составит около 150 мА.
1.12. Электронные термостабилизаторы
с цифровой индикацией температуры
Нередко в быту требуется поддерживать заданную температу-
ру в ограниченном объеме пространства. Это может быть аквариум,
хранилище продуктов, инкубатор, сушильный шкаф или подогрева-
тель детского питания. Удобно, если при работе такого устройства бу-
дет еще и цифровая индикация фактической температуры.
Вашему вниманию предлагается два варианта выполнения ав-
томатических устройств для поддержания заданной температуры.
1.12.1. Термостабилизатор с
использованием микросхемы КР572ПВ5
В литературе [ЛЮ, Л11] опубликованы простые схемы цифро-
вых измерителей температуры, выполненные на основе микросхемы
аналого-цифрового преобразователя (АЦП) КР572ПВ5 и цифровом
жидкокристаллическом индикаторе ИЖЦ5-4/8. Эта микросхема изго-
товлена по МОП технологии и все устройство вместе с индикатором
от источника питания (9 В) потребляет ток не более 2 мА.
Раздел 1
Такой измеритель температуры не сложно превратить в термо-
стабилизатор. Для этого потребуется подключить к указанным выше
устройствам схему управления нагревательным элементом, как это
показано на рис. 1.30.
Рис. 1.30. Схема подключения приставки термостабилизатора
Методика изготовления и настройки непосредственно измери-
теля температуры подробно приводится в указанной выше литерату-
ре и поэтому здесь описываться не будет.
Рассмотрим более подробно только электрическую схему при-
ставки термостабилизатора (рис. 1.31). Ее принцип работы основан на
том, что порог переключения исполнительного устройства (электрон-
ного коммутатора напряжения в нагрузке) устанавливается по показа-
ниям цифрового индикатора, имеющегося в измерителе температуры.
Фактически микросхема (КР572ПВ5) является цифровым
вольтметром, который измеряет напряжение, поступающее с термо-
54
Электроника в быту
Рис. 1.31. Электрическая схема приставки термостабилизатора
Раздел 1
датчика (в данном случае датчиком является диод) на вход АЦП (вы-
вод 30 микросхемы). Этот же сигнал подается в схему управления —
на вход операционного усилителя DA1.1 и компаратор DA1.2.
Применение в качестве компаратора схемы интегратора (за
счет включения емкости С6) позволяет обеспечить плавный выход
на режим термостабилизации. Это хорошо видно при подключении
параллельно с нагревателем лампы. По мере приближения темпе-
ратуры к заданному значению яркость ее свечения будет постепен-
но снижаться.
Работает схема приставки следующим образом. Положитель-
ное напряжение на выходе микросхемы DA1/10 разрешает работу ав-
тогенератора, собранного на однопереходном транзисторе VT1.
Коммутацию нагревателя выполняет симистор VS1 при появлении на
его управляющем выводе импульсов.
Для того чтобы заранее точно установить для поддержания лю-
бую нужную температуру, служит переключатель SA1 (“режим”) и ре-
гулировочные резисторы R1 и R2. Переключатель в положении, когда
его контакты замкнуты, позволяет через резистор R1 подавать на-
пряжение одновременно на входы микросхемы DA1/2 и на АЦП, ими-
тируя изменение температуры термодатчика.
При помощи резистора R1 можно установить любые условные
значения на индикаторе от -4 до +100°С. Как только показание циф-
рового индикатора будет соответствовать необходимому для режима
термостабилизации — вторым подстроечным резистором (R2) вы-
ставляем порог переключения компаратора DA1.2 на данной темпе-
ратуре. Индикатором наличия напряжения на нагрузке является
светодиод HL1. Светодиод должен гаснуть при превышении входной
температуры указанного порога, т.е. когда нагреватель отключится.
На этом установку режима термостабилизации можно считать
законченной и переключатель SA1 возвращаем в исходное положе-
ние (контакты разомкнуты).
Элементы, выделенные на электрической схеме пунктиром,
располагаются на печатной плате из стеклотекстолита с размерами
85x38 мм, рис. 1.32. Плата имеет одну объемную перемычку (показа-
на пунктиром) и ее надо установить до начала монтажа.
Для удобства настройки нужной температуры в схеме пристав-
ки использованы многооборотные подстроечные резисторы R1, R2 из
серии СПЗ-36: R4 — типа СПЗ-19а, остальные типа С2-23 или МЛТ;
56
Электроника в быту
конденсаторы С1...СЗ и С6, С8 — К10-17; полярные конденсаторы
С4, С5, С7, С9 типа К50-35 на 16 В.
Микросхема усилителя DA1 может быть заменена импорт-
ным аналогом рА747; стабилизаторы напряжений DA2 на 79L09;
DA3 на 78L09.
Рис. 1.32. Топология печатной платы и расположение элементов
Сетевой трансформатор (Т1) для питания схемы подойдет лю-
бой мощностью 3...5 Вт с напряжениями во вторичных обмотках 3-4
и 4-5 по 10...12 В и допустимым рабочим током до 50...80 мА.
Импульсный трансформатор (Т2) можно использовать такой
же, как и в схеме, показанной на рис. 1.17.
Раздел 1
Блок питания термостабилизатора удобнее выполнять в виде
отдельного узла, где располагается и силовой коммутатор VS1.
Калибровку показаний измерителя температуры необходимо
выполнять при. .подключенной схеме приставки, что исключит по-
грешность, связанную с влиянием входной цепи и емкости монтажа
приставки.
При правильном монтаже настройка схемы приставки заклю-
чается в проверке полного открывания симистора VS1 при работе
автогенератора на VT1 (может потребоваться поменять местами от-
воды в любой из обмоток трансформатора Т2). Для того чтобы регу-
лятор перекрывал необходимый диапазон температур, нужно
подстроить резистор R4.
В заключение можно отметить, что этот метод подключения
приставки применим и ко многим другим цифровым измерителям
температуры для получения возможности управлять нагревательны-
ми устройствами иуобеспечить режим термостабилизации в ограни-
ченном объеме.
1.12.2. Термостабилизатор для термокамеры
Данное устройство было изготовлено для технологической
тренировки блоков радиоаппаратуры на производстве. Оно выпол-
нено в виде приставки к термошкафу и позволяет измерять и авто-
матически поддерживать необходимую положительную температуру
с точностью не хуже 0,5°С. Дискретность индикации температуры
1 °C. Эта схема термостабилизатора может найти применение и в до-
машних условиях.
Нужная температура устанавливается при помощи двух пере-
ключателей в диапазоне от 40 до 85°С (с дискретностью 5°С). Диапа-
зон и дискретность можно при изготовлении легко изменить.
Работу устройства поясняет структурная схема, показанная на
рис. 1.33. Датчиком температуры служит терморезистор R3, разме-
щенный в термокамере. Напряжение, снимаемое с термодатчика,
усиливается микросхемой DA1 и поступает на прецизионный преоб-
разователь напряжение-частота (U—>f), собранный на сдвоенном опе-
рационном усилителе DA2, рис. 1.34.
На выходе DA2/10 должны быть двухполярные импульсы, фор-
ма которых показана на рис. 1.35. Цепь из элементов VD3-R13-R14
обеспечивает прохождение на селектор только положительных им-
58
Электроника в быту
пульсов, а также уменьшает их амплитуду до уровня, необходимого
логическим микросхемам (микросхема 564ЛН2 допускает превыше-
ние входного напряжения над питающим).
Селектор, рис. 1.36, собранный на цифровых микросхемах
DD1, DD2 и DD3.1, формирует интервал, в течение которого импуль-
сы поступают на счетчики DD5...DD7. В качестве селектора использу-
ется схема, подробно описанная в [Л12].
Датчик
Рис. 1.33. Структурная схема термостабилизатора
Длительность интервала зависит от частоты автогенератора,
собранного на элементах DD1.1-D1.2. Устройство настраивается так,
чтобы число импульсов, приходящих за фиксированный интервал
времени, соответствовало измеряемой температуре и менялось про-
порционально ее изменению (например, температуре 50°С соответ-
ствует 500 импульсов, т.е. одному градусу — 10 импульсов).
Измеренная температура показывается двумя светодиодны-
ми семисегментными индикаторами HL1, HL2. При желании схему
можно дополнить третьим разрядом для индикации десятых долей
градуса, но для практического применения устройства обычно это
не нужно.
Частота замеров температуры зависит от емкости С2 и номи-
нала резистора R4. Как только конденсатор С2 зарядится — транзи-
стор VT1 открывается и обнуляет триггеры DD2.1 — DD2.2.
Раздел 1
© к источнику питания
Рис. 1.34. Преобразователь напряжение-частота
60
Электроника в быту
На время измерения температуры индикаторы HL1 и HL2 га-
сятся подачей уровня лог. “О” на входы 4 дешифраторов 514ИД2. Этот
же сигнал поступает на DD3/12 и отключает симистор VS1.
Режим термостабилизации осуществляется за счет работы схе-
мы сравнения, собранной на микросхемах DD12, DD13, рис. 1.37.
Сигналы с выходов счетчиков DD6 и DD7 поступают на дешифраторы
DD10 и DD11, преобразующие двоичный код в десятичный.
Рис. 1.35. Форма напряжения на выводе DA2/10
Необходимая температура задается при помощи переключате-
лей SA1 и SA2. Схема совпадения на элементах DD12, DD13 обеспе-
чивает отключение нагревателей, как только код с выходов
дешифраторов достигнет или превысит значения, установленные пе-
реключателями.
Использование в качестве силового коммутатора оптоэлек-
тронного симистора позволяет обеспечить хорошую развязку схемы
управления от сети.
В процессе выхода термокамеры на заданный режим из-за
инерционности системы температура в камере может меняться, как
это показано на рис. 1.38. В установившемся режиме точность под-
держания температуры будет не хуже 0,5°С.
Схема также предусматривает дистанционное управление вы-
ключением нагревателя (уровнем лог. “О”) от внешнего времязадаю-
щего таймера, подключаемого через разъем Х1 (от него же таймер
может и питаться).
Источник питания для схемы термостабилизатора показан на
рис. 1.39. Питающие напряжения на выводы логических микросхем
подаются в соответствии с табл. 1.2.
В устройстве установлены подстроечные резисторы типа
СПЗ-19а, постоянные резисторы С2-23. В качестве датчика темпера-
Рис. 1.36. Схема селектора импульсов с блоком
Рис 1.34
R5 2к
Раздел 1
3
>©
Рис 1.37
Электроника в быту
Раздел 1
(а) <---------------------
Рис. 1.36 DD1°
564ИД1
DD12.2
Рис. 1.37. Схема управления коммутатором
64
Электроника в быту
+5В
DD12, DD13 564ЛС2
R6 12
VT2
КТ315А
'бЬМз |г
VS1
’рис. 1.39
3'
2
DD13.3
DD13.4
DD3.2
DD1.5
DD3.3
И7
DD1.6
+5В
R5
2к
-1± СЗ
“Г ЮОмк
VD2
КД521А
Х1
Конт Цепь
1 Таймер
2 ОП
3 +5В
Раздел 1
Рис. 1.38. Процесс выхода на режим термостабилизации
DA3 КР142ЕН5А
Рис. 1.39. Схема источника питания
к цепям питания схемы
туры (R3 на рис. 1.34) применяется терморезистор типа МТТ-4 со-
противлением 10 кОм. Неполярные конденсаторы из серии К10-17,
оксидные полярные лучше использовать танталовые, например ти-
па К53-1А (в источнике питания они могут быть любого типа).
66
Электроника в быту
Микросхемы 133, 533 и 1533 заменимы на серию 155, а 564
на 561-ю серию. Вместо матрицы сопротивлений D1 и D2 типа
Б19-1-1-100 Ом можно установить соответствующее количество
обычных резисторов сопротивлением 100 Ом (0,25 Вт).
Таблица 1.2. Питающее напряжение на микросхемах
Номер и тип микросхемы Напряжение на выводах, В
5 7 8 10 14 16
DD1 564ЛН2 ОП +5
DD2 533ТМ2 оп +5
DD3 564ЛА9 ОП +5
DD4 533ЛАЗ оп +5
DD5, DD6, DD7 133ИЕ2 +5 оп
DD8, DD9'514Hfl2 ОП +5
DD10, DD11 564ИД1 оп +5
DD11, DD12 564ЛС2 оп +5
Переключатели применены: SA1 — типа ПГ2-11-6П12НВК,
SA2 — ПГ2-22-2П8НВК.
Трансформатор Т1 использован типа ТПП259-127/220-50.
Для монтажа преобразователя на рис. 1.40 приведена тополо-
гия печатной платы. Остальные узры схемы собирались объемным
монтажом на универсальных печатных макетных платах.
Калибровку измерителя температуры желательно производить
с помощью высокоточных цифровых промышленных термометров.
Удобнее это делать следующим образом. Термодатчик помещается в
среду с известной температурой (например, в воду) и цифровым при-
бором замеряем его сопротивление. Эту операцию выполняем не-
сколько раз и для разных значений температуры (лучше, если эта
температура будет на краях рабочего диапазона). Теперь подбираем
постоянные резисторы с такими же сопротивлениями, как у термо-
датчика. Их мы будем использовать при настройке всей схемы для
имитации нужной температуры.
Настройка схемы заключается в получении соответствия меж-
ду температурой и показаниями индикаторов во всем рабочем диа-
пазоне. Это выполняется с помощью резисторов R7 (на схеме
рис. 1.34) и R2 (рис. 1.36) при подключенных вместо термодатчика эк-
вивалентных сопротивлениях для известных значений температуры.
Раздел 1
Рис. 1.40. Топология печатной платы и расположение
элементов схемы преобразователя
1.13. Два таймера для ограничения
времени работы зарядных устройств
В продаже имеется много простейших зарядных устройств к ак-
кумуляторам. Некоторые из них входят в состав конструкции изделия,
где и используются сами элементы питания (например, в аккумуля-
68
Электроника в быту
торных фонариках). Но большая часть зарядных устройств выполнена
в виде отдельного блока, имеющего корпус с отсеком для установки
туда аккумуляторов — от одного до четырех одновременно.
Процесс заряда обычно осуществляется в течении 4...20 ч. А
время заряда зависит от степени разряда аккумулятора.
Включив такое зарядное устройство в сеть, можно забыть во-
время его отключить. В этом случае аккумулятор получает избыточ-
ный заряд и может быть поврежден или же существенно снизится его
ресурс. Только при правильной эксплуатации аккумуляторы обеспе-
чивают 600...1000 циклов заряд-разряд и жалко их выбрасывать
раньше времени из-за невнимательности.
Простой таймер позволит избавить вас от необходимости сле-
дить за временем и отключит из сети зарядное устройство через за-
данный переключателем SA1 интервал времени, рис. 1.41. При этом
сам таймер по окончании интервала тоже отключится.
Так как к такому таймеру не предъявляется высоких требований
по точности заданного интервала, задающий тактовый автогенератор
на элементах DD1.1 ...DD1.3 выполнен без кварцевой стабилизации ча-
стоты. Это позволяет упростить электрическую схему. Такой таймер
при использовании термостабильного конденсатора СЗ обеспечивает
точность выдержки интервала не хуже ±1% при изменении температу-
ры в диапазоне +10...30°С.
Автогенератор на выходе DD1/4 формирует импульсы, которые
удобнее контролировать после делителя DD2. На выходе DD2/5 лог.
“1” должна появиться через интервал в 14 с (точная настройка выпол-
няется подбором резистора R2). Счетчики на микросхемах DD2 и
DD3 обеспечивают деление до получения нужного временного интер-
вала. На соответствующих выходах DD3 будет появляться уровень
лог. “1” через 2-4-6-8-10-12-14-16-18 ч.
Зарядное устройство подключается к гнездам XS1 (“нагрузка”).
В начальный момент, чтобы подать питание на схему таймера и в на-
грузку, необходимо нажать кнопку SA1 и подержать ее в таком состо-
янии в течении 2 с — пока не станет светиться индикатор HL1. При
этом начинает работать автогенератор на однопереходном транзис-
торе VT2. Приходящие на управляющий электрод симистора VS1 им-
пульсы (с частотой около 2 кГц) его открывают и цепь кнопки SB1
блокируется.
Рис. 1.41. Электрическая схема таймера
’НАГРУЗКА"
Раздел 1
Электроника в быту
Так как частота следования импульсов автогенератора значи-
тельно больше, чем сетевая, то симистор открывается практически в
начале каждого полупериода сетевого напряжения.
Автогенератор на VT2 будет работать до тех пор, пока на базу
транзистора VT1 не поступит напряжение с переключателя SA1.
Электрическая схема выполнена с бестрансформаторным пи-
танием от сети 220 В, что позволяет уменьшить габариты всего уст-
ройства. Поэтому конструкция легко помещается в пластмассовом
корпусе с размерами 110x90x40 мм.
Все детали схемы, кроме переключателя SA1 и кнопки SB1, рас-
положены на односторонней печатной плате размерами 80x60 мм,
рис. 1.42. Плата имеет пять объемных перемычек, что позволило уп-
ростить разводку топологии.
В устройстве использованы элементы: резисторы МЛТ; конден-
саторы С1, С5 — К50-35 на 50 В, С2 — К10-28, СЗ и С4 типа К10-17,
С6 — К73-17 на 400 В. Конденсатор С2 необходимо использовать с
минимальным ТКЕ.
Симистор VS1 может быть заменен на ТС122-25-6, ТС112-10-6
или ТС112-16-6.
Микропереключатель SA1 —ПГ2-6-12П1Н (или 12П2Н), кнопка
SB1 любая малогабаритная.
Импульсный трансформатор Т1 выполнен внутри броневого
магнито про вода типоразмера Б14 из феррита с магнитной проницае-
мостью М2000НМ1, рис. 1.43. В центре сердечника необходимо обес-
печить зазор 0,1...0,2 мм, что исключит его намагничивание
однополярными импульсами. Обмотка 1 содержит 80 витков, 2 — 40
витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,1 мм.
При настройке схемы, если симистор полностью не открывается,
может потребоваться поменять местами выводы в любой из обмоток
Т1. А задающий генератор настраивается при помощи резистора R2.
Вторая схема таймера аналогичного назначения выполнена с
использованием в качестве силового коммутатора контактов поляри-
зованного реле К1 (РПС42 РС4.520.720-01 (03)) рис. 1.44. Это реле
имеет герметичное исполнение и допускает коммутацию переменно-
го тока до 1 А.
Так как К1 имеет две группы переключающих контактов, то
данный вариант таймера можно использовать не только для управле-
Раздел 1
Рис. 1.42. Топология печатной платы и расположение элементов
72
Электроника в быту
ния зарядным устройством, но и для других целей, например выклю-
чения звонка у телефона на необходимый интервал времени.
Поляризованное реле не требует постоянной подачи напряже-
ния на обмотку для удержания контактов в нужном положении. Им
можно управлять кратковременной подачей напряжения на соответ-
ствующую обмотку, что позволяет в рабочем режиме снизить потреб-
ляемый схемой управления ток до величины не более 1,4 мА.
{>14,3 w
Рис. 1.43. Конструкция импульсного трансформатора с броневым
сердечником типоразмера Б14
Для включения таймера необходимо нажать кнопку SB1. Инди-
катором работы таймера является свечение светодиода HL1.
В устройстве использована времязадающая часть, аналогич-
ная предыдущей схеме. В зависимости от положения переключателя
SA1, как только на соответствующем выходе DD3 появится уровень
лог. “1” — откроется транзистор VT1 и сработает обмотка В-Г реле К1
(за счет накопленной на конденсаторе С4 энергии). Контакты К1.1
вернутся в исходное положение и нагрузка отключится.
Так как обе схемы имеют бестрансформаторное питание от се-
ти, при настройке и проверке данных устройств требуется проявлять
повышенное внимание и осторожность, чтобы не попасть под опас-
ное напряжение.
Раздел 1
Рис. 1.44. Второй вариант схемы таймера
220В НАГРУЗКА
74
Электроника в быту
1.14. Ограничитель доступа к телевизору
Устройство будет полезно, если у вас есть ребенок, учащийся в
школе. Не у всех родителей есть возможность следить днем за выпол-
нением школьником домашних заданий. Телевизор сильно отвлекает
от необходимых дел. Не у каждого ребенка хватит силы воли для вы-
полнения домашних уроков, когда идет интересная телепередача. В
этом случае может помочь электроника.
Данная приставка позволит включать телевизор только в опре-
деленные интервалы времени (сама она не включает телевизор). В
выходные дни ограничение доступа работать не будет. Приставка мо-
жет найти и другое применение в тех случаях, когда требуется обес-
печить цикличность управления процессами.
Устройства аналогичного назначения промышленность, к со-
жалению, не выпускает. По сравнению с опубликованными в литера-
туре аналогами [например, Л9], данное проще в изготовлении и
эксплуатации. Оно является универсальным и может быть использо-
вано с современным телевизором любой марки — отечественным
или импортным. А для подключения приставки не потребуется вскры-
вать корпус телевизора и разбираться в его схеме.
Сетевая вилка от телевизора подключается к гнездам (XS1),
расположенным внутри корпуса приставки, рис. 1.45. Такой способ
исключит возможность обычного подключения телевизора к сети.
При этом обеспечивается питание дежурного режима телевизора
для управления его работой дистанционно — с пульта на ИК лучах.
Рис. 1.45. Схема подключения приставки
Если не пытаться включить телевизор в запрещенные интерва-
лы (в данном варианте схемы их два: 21-00...07-00 и 12-00... 17-00), то
устройство никак не проявляет своей работы.
При изготовлении приставки временные интервалы можно из-
менить на любые другие при помощи переключения снимаемых сиг-
налов с выхода дешифратора DD9 и счетчика DD7.
Раздел 1
Рис. 1.46. Электрическая схема приставки
76
Электроника в быту
СЕТЬ -220В НАГРУЗКА
Раздел 1
Электрическая схема устройства (рис. 1.46) собрана на КМОП
микросхемах и работает в режиме микротоков. Что позволяет ис-
пользовать бестрансформаторное питание от сети 220 В.
Коммутацию питающего телевизор напряжения осуществляют
контакты К1.1 поляризованного реле. Оно срабатывает за счет на-
копленной на конденсаторе С8 энергии при подаче напряжения на
соответствующую обмотку. А для фиксации своих переключающих
контактов ему не требуется постоянного питания, что позволяет
уменьшить потребляемую схемой энергию. Приставка потребляет от
сети ток не более 1,4 мА.
Для того, чтобы цикл работы схемы не нарушался в случае вре-
менного исчезновения сетевого напряжения, использован резерв-
ный аккумулятор G1 (7Д-0,125Д), от которого будут питаться только
цифровые микросхемы.
Работает схема следующим образом. На микросхеме DD1 со-
бран стабилизированный кварцевым резонатором генератор минут-
ных импульсов. С выхода генератора (DD1/10) импульсы приходят на
делитель с коэффициентом 60 (DD3, DD4). На вход DD6/15 поступают
часовые импульсы. На микросхемах DD6, DD7, DD8 собран делитель
с коэффициентом 24 (суточный цикл часов).
Счетчики DD6 и DD7 имеют входы D1...D4 для начальной уста-
новки числа в двоичном коде. На схеме показаны перемычки на вхо-
дах для времени 21 ч. В этот момент времени необходимо нажать
кнопку начальной установки SB1. Она обеспечивает обнуление счет-
чиков DD1...DD3 (по входам R), а также запись двоичного кода в ре-
гистры начальной установки счетчиков часов DD6, DD7 времени
21-00. Это позволяет упростить электрическую схему за счет отказа
от использования индикаторов текущего времени и элементов для
его установки.
Селектор временных интервалов выполнен на микросхемах:
двоично-десятичном дешифраторе DD9 и логических элементах
DD10.1...DD10.3. На входы RS-триггера, собранного из элементов
DD5.1-DD5.2, поступают импульсы лог. “1” (на DD5/1 — включение;
DD5/6 — отключение нагрузки). При появлении лог. “1” на выходе
DD5/4 — дифференцирующая цепь из C6-R9 формирует короткий им-
пульс, который передается через логические элементы DD5.4-
DD10.4 и транзистор VT4 для срабатывания обмотки А-Б реле К1
(контакты 12-13 замкнутся).
78
Электроника в быту
Отключение нагрузки выполняет обмотка В-Г, когда открыва-
ется транзистор VT3.
Счетчик на микросхеме D2 имеет коэффициент деления 7,
что соответствует числу дней в неделе и совместно с транзистором
VT2 дает запрет работы VT3 в течении двух выходных дней (когда
лог. “1” появляется на выходах DD2/2 или DD2/5, транзистор VT2
открывается и закорачивает управляющий сигнал на базе VT3).
При этом предполагается, что первоначальное включение устрой-
ства в работу выполняется в воскресенье (в 21-00 кнопкой уста-
новки SB1).
Для того чтобы схема различала, включен ли телевизор в рабо-
ту или находится в дежурном режиме, используется датчик тока в це-
пи нагрузки — токовый трансформатор Т1. При переходе телевизора
из дежурного режима в рабочий напряжение во вторичной обмотке
Т1 будет достаточным для открывания транзистора VT1. Этот транзи-
стор обеспечивает лог. “О” на входе DD5/9. И если момент включения
телевизора совпадет с запрещенным интервалом (лог. “О” на DD5/4),
цепь сетевого питания телевизора отключится до момента, пока этот
интервал не кончится.
В устройстве применены детали: резисторы типа МЛТ или
аналогичные (их мощность указана на схеме); полярные конденса-
торы СЗ, С7, С8 типа К50-24, остальные из серии К10, например ти-
па К10-17.
Диоды VD1...VD5, VD10, VD11 могут быть заменены любыми
импульсными, например КД522, КД503; VD5, VD6 — КДЮЗА(Б).
Транзисторы VT1, VT2 заменяются на КТ3102, a VT3, VT4 на КТ829.
Кварцевый резонатор ZQ1 от часов на рабочую частоту
32768 кГц. Поляризованное реле К1 использовано типа РПС42Б(А)
паспорт РС4.520.720. Оно имеет герметичное исполнение и допус-
кает протекание через свои контакты тока до 1 А.
Микросхемы 561-й серии могут быть заменены на 564-ю серию,
а микросхема 561ИЕ9 — на 561ИЕ8 или 564ИЕ8, но при этом изме-
нится нумерация подключения выходных цепей.
Токовый трансформатор Т1 проще всего изготовить самосто-
ятельно на основе применяемого в старых отечественных теле-
фонных аппаратах. У него магнитопровод имеет типоразмер Ш5х5.
При этом используются уже намотанные обмотки 1-2 и 3-5, а верх-
няя снимается и на ее месте наматываются 120 витков проводом
Раздел 1
ПЭЛ-2 диаметром 0,33 мм. Фазировка подключения намотанной
обмотки 2-4 должна быть такой, чтобы напряжение, поступающее
на диод VD3, было увеличено за счет сложения напряжений со
всех обмоток Т1.
Печатная плата для схемы не разрабатывалась. Монтаж вы-
полняется на универсальной макетной плате, имеющей места для ус-
тановки микросхем.
Проверку работы устройства удобно проводить при подаче на
вход DD3/2 не минутных, а секундных импульсов (с выхода DD1/4).
Для контроля работы коммутатора нагрузки к гнездам XS1 подключа-
ем лампочку мощностью 40...60 Вт. В этом случае весь цикл работы
устройства можно увидеть в течение 24 минут и проконтролировать
временные интервалы (10-5-5-4).
Так как в задающем генераторе (DD1) использована кварцевая
стабилизация частоты, уход за сутки не превышает 15 с, но если име-
ется частотомер, то с помощью подбора конденсатора С2 можно ход
часов настроить более точно.
Таблица 1.3. Питающее напряжение на микросхемах
Номер и тип микросхемы Напряжение на выводах, В
7 8 14 16
DD1 К176ИЕ12 ОП +9
DD2 К561ИЕ9 ОП +9
DD3 К561ИЕ10 оп +9
DD4 К561ЛА7 ОП +9
DD5 К561ЛЕ5 оп +9
DD6, DD7 К561ИЕ11 оп +9
DD8 К561ЛА7 оп +9
DD9 К561ИД1 оп +9
DD10 К561ЛА7 оп +9
Настройка схемы при безошибочном монтаже заключается в
проверке открывания транзистора VT1 только при включенном (ра-
ботающем) телевизоре. В режиме сна (ждущий режим) телевизор
потребляет незначительный ток, и напряжение на базе транзисто-
ра VT1 будет слишком маленьким для его включения. Чтобы выпол-
нялось это условие, может потребоваться подбор номинала
резистора R4.
80
Электроника в быту
1.15. Часы для автоматического
управления устройствами
Для автоматического управления режимом работы различных
бытовых электроприборов или радиоаппаратуры в домашних услови-
ях, а также на производстве иногда бывает необходимо иметь время-
задающий автомат. Например, такое устройство может по заданной
программе управлять поливом растений на дачном участке в тече-
нии всей недели, пока вы работаете в городе.
Циклический таймер легко BbindnHHTb на основе цифровых ча-
сов с кварцевой стабилизацией частоты. Использовать для изготов-
ления управляющего автомата уже готовые цифровые часы
промышленного изготовления неудобно, так как у них выходные сиг-
налы рассчитаны на управление индикаторами в динамическом ре-
жиме, что затрудняет подключение узла управления.
Наиболее часто в опубликованных конструкциях для изготовле-
ния электронных часов используют специально разработанную для
этих целей еще в 70-х годах 176-ю серии МОП микросхем. В настоящее
время они являются устаревшими и имеют существенные недостатки:
О невысокую надежность;
О номинальное'рабочее напряжение +9...12 В (при меньшем могут
неустойчиво работать);
О узкий диапазон рабочих температур (-1О...+7О°С).
Предлагаемое устройство выполнено в основном на микросхе-
мах 561-й КМОП серии и лишено всех этих недостатков. Хотя при
этом схема содержит больше микросхем и получается сложнее, но
она работает при меньшем питающем напряжении, а также позволя-
ет добиться более высокой точности хода часов.
Электрическая схема обеспечивает индикацию текущего вре-
мени (часы и минуты) и дня недели. Имеется индикация секундных
импульсов, а также предусмотрена возможность контроля работы
программы (суточного цикла) в ускоренном режиме.
Основным источником питания устройства является сеть 220 В.
В дежурном режиме схема часов потребляет микроток, что обеспечи-
вает ее длительную работу от резервных элементов питания (аккуму-
лятора) в случае отключения основного источника. Учитывая, что в
часах больше всего потребляют энергии светодиодные индикаторы и
микросхемы, ими управляющие, эти элементы подключены так, что в
81
Раздел 1
случае исчезновения сетевого напряжения они обесточиваются, а от
аккумулятора питание подается только на КМОП микросхемы.
Применение в часах светодиодных индикаторов позволяет сде-
лать видимым время даже при слабом освещении.
Приведенный вариант устройства позволяет управлять по двум
каналам сетевой нагрузкой мощностью до 10 кВт (ток 5 А). Число кана-
лов легко увеличивается до 10 путем подключения дополнительных
микросхем памяти. Кроме того, схема при монтаже легко поддается
изменению своих характеристик в зависимости от тех задач, которые
необходимо выполнить, например, все каналы или один из них может
работать в недельном цикле (для выходных дней записывать свою про-
грамму управления, если два входа старших разрядов А11 и А12 мик-
росхемы памяти подключить к выходам счетчика дней недели — DD9).
Дискретность установки необходимого временного интервала
составляет 2 мин (или 10 мин при использовании недельного цикла).
Рис. 1.47. Структурная схема часов
Структурная схема автомата показана на рис. 1.47. Устройство
для удобства представления условно разделено на следующие узлы:
А1 — кварцевый автогенератор с делителем частоты до минутных
импульсов, рис. 1.48;
А2 — делители частоты для получения отсчета времени в минутах и
часах, рис. 1.49;
АЗ — узел индикации текущего времени и дня недели, рис. 1.50;
А4 — узел установки временных интервалов для управления работой
внешних устройств, рис. 1.51;
А5 — электрическая схема источника питания, рис. 1.52.
82
Электроника в быту
Формирователь минутных импульсов (А1) выполнен на микро-
схемах DD1.1, DD2. Частота стабилизирована кварцевым резонато-
ром ZQ1 на 32768 Гц. Для того чтобы обеспечить устойчивую работу
счетчика DD2 при пониженном напряжении питания, задающий авто-
генератор выполнен на внешнем элементе DD1.1. Счетчики внутри ми-
кросхемы DD2 делят частоту до формирования минутных импульсов.
Рис. 1.48. Электрическая схема генератора
минутных импульсов, узел А1
С выхода DD2/10 минутные импульсы поступают на счетчики с
коэффициентом деления 60 (минуты) DD3 и 24 (часы) DD5, DD6
(рис. 1.49). Логические элементы DD4 и DD7 обеспечивают необхо-
димые коэффициенты деления у счетчиков за счет их обнуления в
нужный момент по входам R. Нажатие кнопки “установка” (SB1) так-
же формирует импульс обнуления всех счетчиков, ас выхода эле-
мента DD1/11 передний фронт импульса устанавливает в счетчики
DD5, DD6 начальное число 22-00 (при появлении импульса на выво-
дах DD5/1, DD6/1 производится запись двоичного кода, установлен-
ного на входах D1...D4 микросхем). Время для начальной установки
при изготовлении устройства можно выбрать (перемычками в двоич-
ном коде) любым из тех чисел, что вам наиболее удобны.
Раздел 1
Рис. 1.49. Электрическая схема узла А2
84
Электроника в быту
Применение всего одной кнопки для установки времени позво-
ляет упростить схему. Эта же кнопка при очередном нажатии пере-
ключает день недели, так как импульсы поступают через элемент
DD1.4 на вход счетчика дней DD9/14, рис. 1.50. Конденсатор СЗ уст-
раняет дребезг контактов кнопки при формировании импульса на пе-
реключение счетчика дня недели.
Переключатель SA1 позволяет проверить работу часов и уста-
новленной программы управления в ускоренном режиме (положение
“ускорение”), когда используется повышенная частота с выхода DD2/6.
Схема узла индикации состоит из дешифраторов двоичного ко-
да (DD10...DD13) в семисегментный код, необходимый для управле-
ния работой цифровых индикаторов, выполненных на основе
светодиодов. На рис. 1.51 показано соответствие входных сигналов
сегментам индикатора. Резисторные матрицы D1...D4 ограничивают
ток через светодиоды индикаторов, а диоды VD1, VD2 и элементы ми-
кросхемы DD13.1-DD13.2 обеспечивают формирование сигнала гаше-
ния старшего разряда в часах, когда на обоих входах DD10 нулевой
уровень (при лог. “0” на DD10/4 индикатор светиться не будет). По этой
причине сегмент F в индикаторе HG1 можно не подключать.
Светодиод HL1 мигает с частотой 1 Гц, а из светодиодов
HL2...HL8 будет светиться только один, соответствующий дню недели
(элементы микросхемы DD14 позволяют обеспечить необходимый
для свечения светодиодов ток).
В целях снижения потребляемого тока от источника питания на
остальные входы гашения индикаторов DD11/4...DD13/4 подаются им-
пульсы, но из-за инерции зрения это не заметно.
Узел установки временных интервалов, рис. 1.52, собран на ми-
кросхемах оперативных запоминающих устройств (ОЗУ) из серии 537.
Они изготовлены по КМОП технологии, что обеспечивает длительную
работу схемы от автономного источника питания (сохраняют содер-
жимое памяти, пока есть питание). Количество микросхем памяти мо-
жет быть увеличено до необходимого числа каналов управления.
Так как оба канала управления нагрузкой выполнены анало-
гично, рассмотрим функционирование на примере одного. Схема
предусматривает индивидуальную запись информации в каждую из
микросхем памяти.
Работу данной микросхемы памяти поясняет табл. 1.4.
Раздел 1
А2/1 +4,8В
ЧАСЫ
Рис. 1.50. Электрическая схема блока индикации, узел АЗ
86
Электроника в быту
МИНУТЫ
Q7
Раздел 1
DD15 КР537РУ2А
VD3, VD4 КД247А
HL9, HL10 КИПД32
A +4’8B
kA5
+30B
HL9
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
13
15
16
17
2
3
4
5
6
14
13
12
AO
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A1O
A11
R9 47k
8
Dt
WE/RE
▼ SA5
+4,2B "ЗАП'
R11 Ю,
147k
CE
RAM'
A2
Рис. 1.52. Электрическая схема узла А4
88
Электроника в быту
Таблица 1.4. Таблица истинности для микросхемы 537РУ2
Входы DO Рабочее состояние
СЕ WE/RE DI
1 X X Большое Ивых Выборка запрещена
0 0 0 Большое Ивых Запись "0"
0 0 1 Большое Ивых Запись "1"
0 1 X 0 или 1 Считывание
где х — любое значение логического сигнала, т.е. лог. “О” или лог. “1”.
На входы адресов А0...А11 поступает двоичный код с выходов
счетчиков часов и минут, а если надо, то и дней недели. Для записи
нужной программы в канале 1 (DD15) необходимо выполнить дейст-
вия в следующей последовательности:
1) переключатель SA1 устанавливается в положение “ускорение”
цикла — в этом случае сигнал на вход счетчика DD3/2 подается с
DD2/6 и часы проходят суточный цикл примерно за 12 мин;
2) включить переключатель “ЗАП”, для канала 1 это будет SA4 — в
этом случае микросхема ОЗУ работает в режиме записи состоя-
ния на входе СИ (лог. “О”);
3) нужно дождаться момента индикации на часах необходимого вре-
мени включения нагрузки и в этот момент включить SA2 (“ПР1”) —
на интервал, в течение которого нагрузка должна работать (проис-
ходит запись лог. “1”);
4) после окончания записи всего цикла переключатель SA4 вернуть
в исходное положение (режим чтения) и по Часам проверить сра-
батывание реле К1 на нужных интервалах времени;
5) вернуть все переключатели в исходное положение (как это пока-
зано на схеме) и кнопкой SB1 установить день недели и точное
время.
Теперь на выходе DO микросхемы (DD15/7) будет присутство-
вать уровень лог. “1” только в течение нужных интервалов времени.
Этот сигнал открывает транзистор VT1 и срабатывает реле К1, вклю-
чая своими контактами К1.1 нагрузку на гнездах XS1. Схема предус-
матривает также ручное управление включением нагрузки в любой
момент времени при помощи трехпозиционных переключателей SA6
и SA7, рис. 1.52. Светодиоды HL9, HL10 являются индикаторами
включения нагрузки в соответствующем канале.
Раздел 1
Для питания устройства от сети выполнен источник питания по
схеме, показанной на рис. 1.53. Трансформатор Т1 подойдет унифи-
цированный, типа ТПП255-127/220-50 или ТПП255-220-50, но его
можно изготовить и самостоятельно, воспользовавшись методикой
расчета, приведенной в литературе, например Л20, стр. 167. Ток по-
требления по цепи 4,8 В составляет 0,35...0,55 А, по цепи 30 В — За-
висит от числа реле и для двух обычно не превышает 120 мА.
Рис. 1.53. Электрическая схема источника питания, узел А5
Для получения высокой точности хода часов использован ста-
билизатор напряжения (DA1). Он может быть также собран по схеме,
приведенной в разделе источников питания на рис. 4.3. Конденсато-
ры С8 и С9 располагаются вблизи от логических микросхем, а С7 ус-
тановлен рядом с выводами стабилизатора (лучше, если оксидные
конденсаторы использовать танталовые).
В качестве резервного источника питания (G1) подойдут 4 ак-
кумулятора типа Д-0,115 или Д-0.26Д. Диод VD13 предотвращает раз-
ряд элементов через схему стабилизатора при отключении сетевого
питания. А в нормальном режиме через него происходит подзаряд
аккумуляторов. Включатель SA8 служит для исключения полного раз-
ряда аккумулятора при отключении часов на длительное время.
90
Электроника в быту
Питание на выводы микросхем подается в соответствии с
табл. 1.5.
Таблица 1.5. Питающее напряжение на микросхемах
Номер и тип микросхемы Напряжение на выводах, В
7 8 9 14 16 18
DD1 К564ЛЕ5 ОП +4,2
DD2 К176ИЕ12 оп +4,2
DD3 К561ИЕ10 ОП +4,2
DD4, DD7 К561ЛА7 ОП +4,2
DD5, DD6, К561ИЕ11 оп +4,2
DD8, DD14 К561ЛН2 оп +4,2
DD9 К561ИЕ9 оп +4,2
DD10...DD13 К514ИД2 оп +4,8
DD15, DD16 КР537РУ2А ОП +4,2
Печатная плата для сборки часов не разрабатывалась. Мон-
таж выполняется на универсальной макетной плате (лучше, если она
будет предусматривать установку любых микросхем — с планарным
и обычным расположением выводов). Конструктивно узлы А1 и А2
удобно располагать на одной плате, соединяемой с блоком индика-
ции АЗ через 32 контактный разъем (например, типа РП15-32). Акку-
муляторы закрепляются так, чтобы к ним был легкий доступ, так как
раз в год с поверхности элементов необходимо удалять выступаю-
щий налет.
Уменьшить габариты платы и всего устройства можно, если
вместо серии 561 применять аналогичные микросхемы с планар-
ным расположением выводов из серии 564, но они стоят значитель-
но дороже.
Для сборки устройства резисторы подойдут любого типа. Резис-
торные сборки D1...D4 можно заменить обычными резисторами сопро-
тивлением 100...120 Ом и мощностью 0,125...0,25 Вт. Конденсаторы «
С1, С2 должны иметь малый ТКЕ (М47, М75); СЗ типа К10-17; оксидные
С4...С8 — К53-1. Кварцевый резонатор ZQ1 подойдет любого типа —
они широко распространены, так как специально выпускаются для при-
менения в часах.
Диоды VD1, VD2 подойдут любые импульсные; выпрямитель-
ные диоды VD3...VD12 могут быть любого типа на ток не менее 1 А,
но лучше применять КД257 или КД258 (последняя буква в обозначе-
Раздел 1
нии для данной схемы может быть любая), так как у них есть очень
полезные свойство: в случае возникновения неисправности в схеме
диоды при перегрузке лопаются и разрывают цепь, выполняя роль
предохранителя, что делает такой источник питания безопасным да-
же в аварийной ситуации.
Светодиоды HL1...HL10 лучше применять из серии КИПД05А
(Б, В — с разным цветом свечения) — они при токе около 1 мА све-
тятся достаточно ярко. Цифровые индикаторы HG1...HG4 могут быть
использованы АЛС321Б или АЛС324Б, но они имеют меньше высоту
цифр (8 мм) в отличие от указанных на схеме (18 мм).
Микросхема DA1 должна устанавливаться на радиаторе. Мик-
росхемы памяти DD15, DD16 заменяются на 537РУ6.
Реле К1, К2 использованы польского производства, но подой-
дут многие другие на рабочее напряжение обмотки 24...27 В и допус-
кающие прохождение тока через контакты 5 А. Микропереключатели
SA1...SA5 типа ПД9-2 или ПД9-1; SA6, SA7 — типа ПД21-3.
При первоначальной проверке работы схемы ее лучше питать
от лабораторного источника, контролируя потребляемый ток.
Настройка устройства при правильном монтаже заключается в
установке на выходе источника питания напряжения 4,8 В и провер-
ке работы записанных в память программ. Для получения высокой
точности хода часов потребуется также точная подстройка при помо-
щи конденсатора С1 частоты автогенератора по частотомеру. Часто-
ту можно контролировать на выходе DD2/13 — она должна
соответствовать 32768,0 Гц.
Точно подстроить автогенератор можно и без частотомера,
контролируя за месяц отклонение хода часов по секундной стрелке в
телевизоре, но это займет довольно много времени.
Установку любого времени можно выполнить и не используя
кнопку SB1. Для этого потребуется переключатель SA1 установить в
положение “ускорение” и дождавшись, когда на индикаторе будет
нужное числовое значение, вернуть переключатель в обычное поло-
жение. Но такой метод установки времени менее точный, так как в
этом случае счетчики секундных импульсов могут иметь произволь-
ное значение числа.
92
21 Простые приставки к телефону
В этом разделе приведены различные приставки, которые поз-
воляют сделать более удобным использование телефона.
Все они довольно просты в изготовлении и эксплуатации. А рабо-
та таких схем при правильной настройке не ухудшает качества связи.
2.1. Блокираторы от
нелегального подключения к линии
Стоимость услуг телефонной связи постепенно растет. Особен-
но это касается междугородних разговоров.Приближается время, ког-
да будет введена повременная оплата любых разговоров по телефону.
Так как телефонная линия (ТП) не имеет защиты от несанкцио-
нированного подключения, этим могут воспользоваться жулики. До-
казать потом на АТС, что это не вы говорили по междугородней
линии или пользовались услугами платных служб, довольно сложно, а
счета на оплату могут превысить месячную зарплату. В этих услови-
ях становится актуальным применение электронных устройств для
предотвращения использования ТЛ без вашего ведома.
Различные фирмы выпускают блокираторы для защиты теле-
фонной линии от несанкционированного использования. Стоят они
как правило довольно дорого, а такое устройство не сложно изгото-
вить самостоятельно.
На рис. 2.1 приведена электрическая схема устройства, которое
будет полезно при долговременном отсутствии в квартире и пока оно
подключено — исключит пользование вашей телефонной линией, вы-
полняя роль электронного “замка”. Что избавит от оплаты счетов за чу-
жие разговоры. При этом блокируется не только набор номера, но и
прием вызывного сигнала. Данное устройство предназначено для ра-
боты на отечественной ТЛ, использующей импульсный набор номера.
Схему подключают к линии в любом месте параллельно с теле-
фонным аппаратом (соблюдая указанную полярность).
Устройство может использоваться в двух режимах:
О блокировка всей линии (пока оно подключено вам тоже не удаст-
ся воспользоваться своим телефонным аппаратом);
Раздел 2
О блокировка только при появлении сигнала вызова (не будет ме-
шать пользоваться аппаратом).
Приставка не требует Элементов питания и в ждущем режиме
не потребляет электроэнергию. Она состоит из оптоэлектронного
коммутатора VS1 и селектора переменного напряжения. При вызове
абонента переменное напряжение, проходя через конденсатор Ch
выпрямляется диодным мостом VD2 и заряжает конденсатор СЗ. Ток,
протекающий через светодиод коммутатора VS1, позволит ему сра-
ботать, кратковременно подключив к линии резистор R1. В этом слу-
чае на другом конце линии абонент получит сигнал занятой линии
(короткие гудки).
Рис. 2.1. Электрическая схема блокиратора. Вариант 1
Если конденсатор С2 не подключен, схема не будет мешать
пользоваться телефоном, но дозвониться до вас никто не сможет.
При наборе номера в линии действует пульсация напряжения, но она
не сможет зарядить конденсатор СЗ до величины, при которой оп-
тронный ключ замкнется.
Если же необходимо полностью заблокировать линию — вклю-
чаем SA2. Это увеличит уровень напряжения на СЗ и ключ VS1 будет
периодически срабатывать, внося ошибки в набор номера (затягивая
длительность импульсов).
Из-за того, что все телефонные аппараты имеют разное внут-
реннее сопротивление, регулировка схемы заключается в подстрой-
ке резистором R3 так, чтобы при включенном SA2 набор номера
выполнялся с ошибками.
94
Простые приставки к телефону
Применяемые детали: постоянные резисторы МЛТ, подстроеч-
ный R3 типа СПЗ-22-0,125 Вт; конденсаторы С1, С2 — типа К73-17 на
250 В, СЗ — К50-35 на 50 В, включатели SA1, SA2 типа П2К (с неза-
висимой фиксацией) или любые малогабаритные. Оптоэлектронный
ключ VS1 можно заменить на КР293КП2В (маркировка на корпусе
5П14.1В). Возможно использование также и аналогичных (сдвоен-
ных) ключей КР293КП4Б (5П14.2Б, В), но в этом случае изменится
нумерация выводов при подключении.
На рис. 2.2 представлен улучшенный вариант аналогичной схе-
мы блокиратора. Она может подключаться к линии без соблюдения
полярности, а также имеет световую индикацию срабатывания, что
бывает удобно для контроля. Работает устройство как и выше описан-
ная схема и в особых пояснениях не нуждается. Светодиод HL1 по-
дойдет любого типа и цвета.
Рис. 2.2. Электрическая схема блокиратора. Вариант 2
Для монтажа данной схемы топология печатной платы и распо-
ложение на ней элементов приведены на рис. 2.3.
Третий вариант блокиратора линии приведен на рис. 2.4. Эта
схема содержит малогабаритные детали, что позволяет выполнить ее
в виде вилки, вставляемой в телефонное гнездо или же внутри теле-
фонной розетки.
Подключают схему, соблюдая указанную на рисунке полярность.
Работает она следующим образом. При появлении сигнала вызова или
же наборе номера в ТЛ появляются импульсы, которые через конден-
сатор С1 и резистор R1 поступают на затвор полевого транзистора VT1
Раздел 2
(при этом заряжается конденсатор С2). Стабилитрон VD1 ограничива-
ет амплитуду напряжения, поступающего на конденсатор С2.
Рис. 2.3. Топология печатной платы и расположение элементов
для схемы блокиратора (вариант 2)
Как только напряжение на затворе VT1 достигнет порога от-
крывания транзистора — ток, проходящий через него, будет закора-
96
Простые приставки к телефону
чивать линию, мешая набору номера, так как время заряда конден-
сатора С2 меньше, чем разряда.
При появлении вызова в телефоне не успевает сработать сиг-
нал звонка, так как линия кратковременно закорачивается открытым
транзистором и связь нарушается. Если конденсатор С1 уменьшить
примерно до 0,01 мкФ, то телефон при вызове будет давать короткий
сигнал звонка до того момента, пока не сработает блокиратор.
Рис. 2.4. Электрическая схема блокиратора. Вариант 3
Рис. 2.5. Топология печатной платы и расположение элементов
В схеме светодиод HL1 является индикатором' срабатывания
блокиратора, а диод VD3 предотвращает повреждение устройства
при ошибочной полярности подключения схемы к линии.
Раздел 2
В ждущем режиме блокиратор не потребляет энергию.
При сборке могут быть использованы детали: конденсатор С1 —
типа К73-17 на 250 В с номиналами 0,01 ...0,068 мкФ; С2 — К10-17 —
0,1...0,22 мкФ; резисторы подойдут любые; микропереключатель
ПД9-2 (ПД9-1).
Монтаж элементов блокиратора выполнен на печатной плате
размером 40x20 мм, рис. 2.5. Топология сделана с учетом размеще-
ния платы в стандартном телефонном гнезде.
2.2. Автоматическая
блокировка параллельного аппарата
Когда в квартире или офисе используются два телефонных ап-
парата (ТА), иногда бывает необходимо обеспечить приоритет одно-
го из них. Так, например, если к линии подключен работающий модем
от компьютера, то снятие трубки с параллельного ТА может вносить
помехи в канал связи. А при разговоре с абонентом по телефону —
параллельный аппарат позволяет незаметно подслушивать.
Существуют специальные схемы для раздельного использования
двух телефонных аппаратов, подключенных к одной телефонной линии.
В них вызывной сигнал обычно приходит одновременно на оба ТА, но
по логике работы такие устройства можно разделить на два типа:
а) любой из аппаратов может быть главным, если с него раньше сня-
та трубка, а второй автоматически блокируется;
б) главным может быть только один определенный аппарат незави-
симо от того, на котором из них снята раньше трубка, а при снятии
трубки на главном второй телефон блокируется.
Приводимые ниже приставки относятся как раз ко второй груп-
пе. Применение такого блокиратора позволяет не только повысить
удобство использования телефона, но и исключит прослушивание
разговора с параллельного аппарата (ТА2), так как не даст ему рабо-
тать, пока снята трубка на главном (ТА1).
Первый вариант схемы, рис. 2.6, работает следующим обра-
зом. Оптоэлектронный МОП коммутатор VS1 в исходном состоянии
замкнут, так как когда напряжение в линии 60 В — стабилитрон VD1
будет пропускать ток, величина которого достаточна для замыкания
цепи 3-4 ключом.
98
Простые приставки к телефону
Рис. 2.6. Первый вариант приставки
Резистором R4 может потребоваться настройка схемы так, что-
бы это условие соблюдалось. При снятии трубки с ТА2 ток, протекаю-
щий через резистор R1, создает напряжение, достаточное для
открывания транзистора VT1, и ток через его переход эмиттер-кол-
neKTop-VD1-R2 позволит ключу VS1 находиться в замкнутом состоя-
нии и после снятия трубки, несмотря на снижение напряжения в ТЛ.
Если же поднята трубка на ТА1, напряжение в линии падает с
60 В до 6...10 В, что значительно уменьшит ток через стабилитрон
VD1 и ключ VS1 разомкнется.
Данная схема в отличие от опубликованных блокираторов не
вносит сопротивление в линию главного аппарата (ТА1), но так же,
как и аналогичного назначения схемы, выполненные на тиристоре
[Л14, стр. 123], имеет один недостаток. Если снята трубка на ТА2 во
время, когда идет набор номера на ТА1, то будут создаваться поме-
хи набору номера, так как в этом случае стабилитрон VD1 может пе-
риодически открываться импульсаМи в линии (при установке
устройства дома вероятность этого события низка).
В ждущем режиме схема потребляет от ТЛ ток не более
0,38 мА, что допустимо. Переключатель SA1 позволяет отключать
блокиратор, когда это необходимо, закорачивая электронный ключ.
оо
Раздел 2
Вторая схема, рис. 2.7, не имеет выше указанного недостатка.
Она работает в режиме микротоков и также питается непосредствен-
но от телефонной линии через цепь VD2-R2-VD3-C2. Стабилитрон
VD3 ограничивает максимальную величину напряжения питания
уровнем 9 В. Потребляемый ток не превышает 0,15 мА.
Рис. 2.7. Второй вариант приставки
Рис. 2.8. Топология печатной платы и расположение элементов
В исходном состоянии транзисторный ключ VT2 замкнут. При
снятии трубки с главного аппарата (ТА1) второй (ТА2) отключится от
100
Простые приставки к телефону
линии, так как при открывании транзистора VT1 на управление ком-
мутатором VT2 (входы 1 и 8) будет подано нулевое напряжение.
Обе схемы не критичны к выбору типов элементов и точнос-
ти соответствия номиналов. Транзистор VT2 можно заменить на
КП501А (Б).
На рис 2.8 показана топология печатной платы для второго ва-
рианта схемы.
При подключении устройств к телефонной линии необходимо
соблюдать показанную на схемах полярность.
2.3. Селектор телефонных звонков
При эксплуатации телефонного аппарата иногда возникает не-
обходимость селекции числа сигналов вызова. Это удобно, если к ли-
нии параллельно подключены несколько телефонных аппаратов и
надо обеспечить приоритет поступления вызова на один из них или
же в ночное время, когда требуется ограничить доступ к абоненту. В
этом случае при использовании приставки селектора телефон будет
подавать звуковой сигнал звонка только через определенный интер-
вал, пропуская заданное число вызовов (звонков).
Приведенное устройство по сравнению с опубликованными
аналогами, например Л8, содержит меньше элементов и проще в
изготовлении.
Конструктивно электрическая схема селектора, рис. 2.9, вы-
полняется в виде узла, который можно разместить внутри ТА, соеди-
нив цепь звонка через коммутатор VT1 или же при отключении в ТА
вызывного устройства — в качестве внешней приставки.
Подключать схему к цепям телефонной линии необходимо, со-
блюдая указанную на рисунке полярность. При этом если снять труб-
ку с телефонного аппарата, устройство не будет оказывать никакого
влияния на работу телефона.
Устройство собрано на двух КМОП микросхемах и потребляет
микроток, что позволяет питать его непосредственно от телефонной
линии (цепь из VD1-R1-VD2-C1). Диод VD1 предотвращает поврежде-
ние схемы при ошибочной полярности подключения кТЛ.
Электрическая схема приставки состоит из узла выделения
сигнала вызова VD3-HL1-R2-R3-R4-VD4-DD1.1, счетчика количества
1 гм
s
Простые приставки к телефону
звонков DD2 и коммутатора телефонной линии VT1. Светодиод HL1
является индикатором появления в линии сигнала вызова.
Пока в линии действует напряжение 60 В — стабилитрон VD3
закрыт и на выходе элемента DD1.1 (вывод 11) будет действовать
лог. “1”. Также лог. “1” присутствует и на выходе DD1.3 (вывод
DD1/10) и счетчик DD2 не работает. В этом случае вызывное устрой-
ство будет в начальный момент подключено к линии.
Как только приходит сигнал вызова, напряжение на стабили-
троне VD3 превышает уровень его открывания (100 В) и импульсы по-
ступают на вход DD1/12 (стабилитрон VD4 не допустит превышения
амплитуды импульсов на входе выше допустимой для микросхемы ве-
личины). Посылка вызова состоит из последовательности импульсов,
которые повторяются через интервал 1...3 с. Первый же приходящий
импульс разряжает конденсатор СЗ, что обеспечивает готовность
счетчика DD2 к работе. Из каждой пачки приходящих коротких им-
пульсов узел на элементах DD1.2-C4-R6 делает один более широкий.
Счетчик переключается по переднему Ъронту импульсов на входе С
(при условии, что на входе R присутствует лог. “0”), т.е. пока конден-
сатор СЗ не заряжен. j
Число пропущенных звонков устанавливается переключателем
SA1. Одна из групп контактов переключателя (SA1.1) позволяет от-
ключать работу селектора, замыкая цепь ключа VT1.
Схема не критична к выбору типов элементов, а номиналы де-
талей могут отличаться от указанных на схеме в сторону ближайших
из выпускаемого ряда. Конденсаторы применены: С1 — К50-35 на
16 В; СЗ — К52-1 на 16 В; С2, С4 — К10-17; подстроечный резистор
R2 типа СПЗ-19а. Переключатель SA1 подойдет любой миниатюрный,
например ПГ2-14-2П6НВ.
Часть схемы, выделенная на рисунке пунктиром, расположена на
односторонней печатной плате размерами 80x40 мм из стеклотекстоли-
та толщиной 1...2.5 мм, рис. 2.10. Она имеет две объемные перемычки.
При монтаже для увеличения плотности размещения элемен-
тов стабилитроны VD2 и VD4 устанавливаются над конденсатором и
юковым ключем VT1.
Вместо токового ключа VT1 на полевом транзисторе
КР1014КТ1В можно выполнить коммутатор и на обычных высоко-
вольтных транзисторах, рис. 2.11, а, но в этом случае в режиме его
насыщения в цепи транзистора будет падать напряжение 1.5...2 В,
4 по
Раздел 2
что значительно больше, чем у токового ключа из серии КР1014.
Эквивалентной заменой токового ключа является применение по-
левого транзистора КП501 А, рис. 2.11, б. В этом случае резистор R8
не нужен и сигнал на управление подается непосредственно с выхо-
да микросхемы.
SA1
ТЛ
Рис. 2.10. Топология печатной платы и расположение элементов
При выполнении устройства в виде отдельной приставки, под-
ключаемой параллельно с телефоном к линии, потребуется в ТА от-
ключить внутренний звонок, а к цепи коммутатора VT2 присоединить
внешнее вызывное устройство (механический телефонный звонок
104
Простые приставки к телефону
или пьезоизлучатель со схемой автогенератора), рис. 2.12. Довольно
много вариантов вызывных устройств, выполненных на специализи-
рованных микросхемах, приведены в литературе Л14.
а) б)
Рис. 2.11. Схема замены коммутатора VT1
Рис. 2.12. Варианты простых внешних вызывных устройств
2.4. Индикатор снятой
трубки на параллельном аппарате
Если у вас в квартире имеется два включенных параллельно
телефона, то при помощи простого устройства можно легко опреде-
лить снята ли разговорная трубка на втором аппарате. Это не только
индицирует режим занятой линии когда идет разговор по параллель-
ному аппарату, но и позволит исключить несанкционированное про-
слушивание разговора с параллельного телефона.
Схема приставки, рис. 2.13, подключается с соблюдением по-
лярности к ТЛ в любом месте и работает только когда снята теле-
фонная трубка.
Раздел 2
В ждущем режиме устройство не потребляет электроэнергию
от линии, так как диод VD1 будет заперт и тока через измерительный
индикатор не будет. По отклонению стрелки индикатора РА1 видно,
когда сняты две телефонные трубки.
Рис. 2.13. Схема подключения индикатора
Рис. 2.14. Эквивалентная схема
В основе работы устройства используется мостовая схема вклю-
чения стрелочного индикатора с током полного отклонения 50 или
100 мкА. Диод VD1 открывается, когда в ТЛ напряжение снижается с
60 В до 6... 10 В. При этом образуется мост между двумя источниками,
одним из которых является ТЛ. Эквивалентная схема на рис. 2.14 по-
ясняет работу. Диод VD1 предотвращает протекание обратного тока
через индикатор, когда в ТЛ действует напряжение 60 В. Напряжение
источника G1 должно быть больше, чем на телефонном аппарате при
снятой трубке (обычно на телефоне в этом случае 6...10 В).
Мостовая схема включения индикатора РА1 позволяет сделать
диапазон индикации наиболее удобным — он будет иметь нелиней-
ную шкалу в результате чего становится более заметным малейшее
изменение сопротивления в цепи ТЛ.
106
Простые приставки к телефону
В устройстве применены резисторы R1, R2 типа СП4-1, конден-
сатор С1 — К10-17, микроамперметр РА1 типа М4370 (от бытовой
радиоаппаратуры) или любой малогабаритный с током полного откло-
нения стрелки не более 150 мкА.
Настройка схемы начинается резистором R2 (при максималь-
ном сопротивлении R1) так, чтобы при снятой трубке с аппарата
стрелка индикатора отклонялась не более чем на 40...50% Шкалы.
Чувствительность индикатора к изменению сопротивления в
линии устанавливается при помощи R1 такой, чтобы при снятой труб-
ке на двух ТА отклонение стрелки было хорошо заметно. Резистор R1
позволяет также ограничить ток через индикатор в режиме коротко-
го замыкания линии. Это кратковременно происходит при импульс-
ном наборе телефонного номера. Конденсатор С1 уменьшает
амплитуду колебаний стрелки при переходных процессах (наборе но-
мера), а диод VD2 предохраняет индикатор от повреждения при ко-
ротком замыкании линии.
В качестве источника G1 может быть использован любой (авто-
номный или стационарный) со стабилизированным напряжением
12...15 В. В ждущем режиме ток проходит только через резистор R2
(0,05 мА).
2.5. Индикатор занятой телефонной линии
На рис. 2.15 приведена схема простого индикатора занятой ли-
нии. Она предназначена для квартиры, где в комнатах установлено
несколько параллельно включенных ТА, и позволяет по свечению
светодиода определить, что по одному из аппаратов идет разговор
или не лежит на месте телефонная трубка.
В отличие от аналогичных по назначению схем, опубликован-
ных в [Л1 стр. 140] и [Л20 стр. 46], данная в ждущем режиме от линии
потребляет меньший ток при меньшем числе деталей.
Принцип работы индикатора основан на использовании свойства
транзистора VT1 при работе в режиме микротоков обеспечивать боль-
шой коэффициент усиления. А так как он включен без отрицательной
обратной связи, то для перехода из режима насыщения в закрытое со-
стояние требуется небольшое изменение напряжения на коллекторе.
При работе схемы в исходном состоянии, когда в ТЛ действует
60 В, транзистор будет находиться в насыщении, т.е. на затворе VT2
Раздел 2
не будет напряжения. Как только трубка с аппарата снимается — на-
пряжение в линии падает до 6...15 В, что приводит к запиранию тран-
зистора VT1 и на затвор VT2 с делителя, образованного резисторами
R1-R2 и R3-R4, подается напряжение. Его уровень достаточен для от-
крывания VT2.
Рис. 2.15. Индикатор состояния линии
Рис. 2.16. Топология печатной платы и расположение элементов
Настраивается схема подстроечным резистором R4 (СПЗ-19а)
так, чтобы светодиодный индикатор HL1 переставал светиться при
напряжении более 16 В. Интервал свечения индикатора составит
6,4... 15 В, что соответствует снятой трубке.
108
Простые приставки к телефону
Для монтажа элементов топология печатной платы приведена
на рис. 2.16. Она легко помещается в стандартном телефонном гнез-
де или внутри ТА.
2.6. Две приставки для удержания линии
при использовании нескольких аппаратов
У многих в квартире имеется несколько подключенных к линии
параллельно телефонных аппаратов (ТА). Что позволяет при сигнале
вызова снять трубку с ближайшего. Но бывает, что звонок вызова за-
стает вас в комнате, где другие члены семьи отдыхают или смотрят
телевизор и чтобы никому не мешать, приходится для разговора пере-
ходить от одного аппарата к другому. Для этого потребуется пойти снять
трубку со второго аппарата, вернуться к первому, чтобы положить труб-
ку на место, а после опять взять трубку второго ТА, чтобы продолжить
разговор. Это создает неудобства не только вам, но и окружающим.
В некоторых современных телефонных аппаратах имеется
кнопка “HOLD”, которая позволяет после нажатия на нее положить
трубку на первом ТА, чтобы перейти ко второму параллельному ап-
парату. При этом-линия связи не разрывается. Аналогичную задачу
позволяет осуществить приставка для удержания линии, схема кото-
рой приведена на рис. 2.17.
В отличие от опубликованных в литературе аналогов [Л 15, Л16]
данное устройство не требует доработки конструкции ТА и может
быть выполнено в виде отдельной приставки, подключаемой к линии
параллельно с ТА в любом удобном месте (соблюдая полярность).
Схема потребляет микроток, что позволяет выполнить ее пита-
ние непосредственно от ТЛ (цепь VD1-R4-VD2-C2).
При нажатии кнопки SB1 устройство обеспечивает удержание
линии в том случае, если снятая телефонная трубка будет положена
на свое место. При повторном снятии трубки с любого из параллель-
ных аппаратов схема приставки отключится и влияния на работу те-
лефона не оказывает.
Индикатором работы приставки в режиме удержания линии яв-
ляется свечение светодиода HL1.
Работает устройство следующим образом. На транзисторе VT1
собран детектор напряжения в линии с порогом переключения
10...12 В. Порог переключения устанавливается резистором R2 при
Раздел 2
Рис. 2.17. Электрическая схема “HOLD” приставки к телефону
110
Простые приставки к телефону
настройке. А так как VT1 работает в режиме микротоков — он имеет
большой коэффициент усиления, что позволяет обеспечить чувстви-
тельность к изменению напряжения в ТЛ на 0,2...0,3 В при переклю-
чении из режима насыщения в закрытое состояние.
На рис. 2.18 приведены диаграммы напряжения, поясняющие
работу данной схемы.
Когда телефонная линия не занята — в ней действует напряже-
ние 60 В. В этом случае транзистор VT1 за счет базового тока ч^рез
резистор R1 будет в насыщении — на коллекторе лог. “0”. В момент
времени t1 снимается трубка с ТА1 и напряжение в линии падает до
6...9 В — на входе триггера DD1/3 появится лог. “1”. Теперь, если на-
жать на кнопку SB1 — триггер DD1.1 переключится и на DD1/1 (и
DD1/12) появится лог. “1”. Триггер DD1.2 повторяет сигналы. В этом
случае откроется транзистор VT2 и подключит резистор (R9), имити-
рующий нагрузку в ТЛ для того, чтобы канал связи не разрывался на
телефонной станции при возврате трубки на ТА.
Резистор R9 подбирается такой величины, чтобы в линии при
его подключении напряжение было около 15 В (на интервале вре-
мени t3-t4).
Раздел 2
Как только будет повторно снята трубка (на диаграмме момент
t4), напряжение в линии опять снизится до 6...9 В, что приведет к пе-
реключению триггера DD1.1 по переднему фронту сигнала на входе
DD1/3. Так как на входе DD1/5 нулевой потенциал, устройство вер-
нется в исходное состояние (DD1/12 — “О”).
Для того, чтобы приставка не занимала долго линию в случае,
если ко второму ТА для разговора никто не подошел — цепь из R7-C2
обеспечивает обнуление триггеров через интервал около минуты
(t5). При желании этот режим можно исключить, соединив вход R ми-
кросхемы с общим проводом.
Устройство можно разместить внутри корпуса аппарата, если
там имеется свободное место или же выполнить в виде отдельной ко-
робки с кнопкой.
Все детали приставки кроме кнопки SB1 установлены на печат-
ной плате рис. 2.19. Она имеет одну объемную перемычку.
В схеме применены детали: постоянные резисторы любого ти-
па, подстроечный R2 типа СПЗ-19а; конденсаторы С1 — К10-17,
С2 — К50-35 на 16 В, СЗ лучше использовать танталовый, например
К53-1 на 16 В. Светодиод подойдет любой, но в этом случае может
потребоваться подбор резистора R10 для получения достаточной яр-
кости свечения.
Транзистор VT1 может использоваться с любой последней бук-
вой в обозначении, VT2 заменяется на КР1014КТ1В или КП501А, как
это показано на рис. 2.11, б.
Так как все ТА имеют разное внутреннее сопротивление, то
и напряжения на них при снятой трубке могут существенно отли-
чаться. Окончательная настройка устройства проводится на реаль-
ной линии и заключается в установке резистором R2 необходимого
порога переключения транзистора VT1 и подборе номинала резис-
тора R9.
Схему можно дополнить генератором музыкальной заставки,
которая начнет играть в линии после нажатия на кнопку SB1 до мо-
мента, пока не будет снята вторая трубка. Такой генератор удобно
выполнить, используя микросхемы из серии УМС [Л 17, Л18]. Вклю-
чается он через ограничивающий ток резистор параллельно с R9
или R10.
Более простую схему устройства аналогичного назначения
можно найти в литературе [Л29, стр. 56], но она не имеет функции
112
Простые приставки к телефону
автоматического сброса линии через заданный интервал времени.
Схема выполнена всего на одном тиристоре и использует его свой-
ство находиться в открытом состоянии (после подачи напряжения
на управляющий электрод) при протекании вполне определенного
минимального тока. Режим работы тиристора выбран так, что как
только телефонная трубка будет снята со второго ТА, напряжение
в линии уменьшается настолько, что тока тиристору не хватает для
удержания открытого состояния. В результате чего приставка от-
ключится.
60
1 HL1
SB1 2
Рис. 2.19. Топология печатной платы и расположение элементов
Раздел 2
Улучшенный вариант выше описанной схемы приведен на
рис. 2.20. Она обеспечивает удержание ТЛ в течение ограниченного
интервала времени (1...1.5 мин). После чего, если трубка не будет
снята на любом из ТА, приставка сама отключится. Схема кроме ти-
ристора (VS1) содержит таймер, собранный на транзисторах
VT1...VT3 и конденсаторе С1. От номинала конденсатора зависит
временной интервал. Диод VD1 защищает приставку от неправильной
полярности подключения к линии, a VD2 ускоряет разряд времязада-
ющего конденсатора С1 при частом использовании приставки в ре-
жиме удержания линии (уменьшает время готовности).
Рис. 2.20. Схема второй приставки для удержания линии
В ждущем режиме устройство не потребляет энергию от ТЛ.
Для включения приставки в работу необходимо держать нажа-
той кнопку SB1, пока трубка не будет положена на аппарат. Индика-
тором работы приставки в режиме удержания линии является
свечение светодиода HL1.
Для сборки схемы можно воспользоваться показанной на
рис. 2.21 топологией печатной платы.
При настройке приставки может потребоваться подбор резис-
тора R8 так, чтобы напряжение в линии при открытом тиристоре VS1
было около 18...26 В.
114
Простые приставки к телефону
Рис. 2.21. Топология печатной платы и расположение элементов
для второй приставки
3 Охранные устройства
В разделе приводится описание ряда электронных устройств,
которые могут использоваться совместно с любой промышленной
или самостоятельно изготовленной системой охраны. Они предназ-
начены для тех, кто хочет обеспечить надежную защиту своего иму-
щества: автомобиля, квартиры и т.п.
Рост преступности и ограниченные возможности правоохрани-
тельных органов заставляют граждан самих заботиться о сохраннос-
ти своей собственности и личной безопасности. Данная информация
является дополнением к уже опубликованной в книгах 1 и 2 из этой
же серии [Л 1, Л20].
Первая статья адресована автолюбителям, которые хотят уста-
новить одну из серийных сигнализаций. В ней приводятся практичес-
кие рекомендации по выбору и простой способ повышения
противоугонных свойств, применимый для любой системы охраны.
3.1. Эффективная противоугонная
система для автомобиля
Многие автолюбители рано или поздно сталкиваются с пробле-
мой защиты своего автомобиля от угона. Путей решения этой пробле-
мы есть несколько:
О использование механических противоугонных устройств;
О установка электронных систем охраны;
О применение электронных секреток и блокирующих узлов;
О комплексная защита автомобиля, состоящая из комбинации выше
перечисленных вариантов.
Рассмотрим более подробно перечисленные способы. Ведь
чтобы грамотно защитить свой автомобиль, владелец должен знать
не хуже угонщика, как его могут угнать и что необходимо именно для
вашей марки. Иначе не спасет даже самая дорогая система охраны.
Механические устройства можно разделить в основном на два
вида. Первый из которых это всевозможные блокираторы руля или
116
<
Охранные устройства
типа руль-педаль. Второй тип это замки на коробку переключения пе-
редач (КПП) и капот.
Что касается первого типа механических “противоугонных уст-
ройств”, то они, несмотря на разрекламированность, привлекательный
внешний вид и удобство эксплуатации, не выдерживают никакой крити-
ки с точки зрения выполнения своей основной задачи — защиты авто-
мобиля от угона. Дело в том, что их довольно легко нейтрализовать.
Так, устройства отечественного производства традиционно из-
готавливаются из низкосортных сталей и их можно перепилить обыч-
ной ножовкой по металлу. Эта же задача решается и без физических
усилий — ведь почти в любом фирменном магазине электроинстру-
ментов можно приобрести компактное устройство с автономным пи-
танием под названием “арматурорез”. Эти электрические кусачки
помещаются в кармане куртки и способны за 10 секунд перекусить
арматуру толщиной 10 мм (а сталь там не плохая). Заряда же встро-
енного аккумулятора достаточно для перекусывания чуть ли не пол-
сотни подобных прутков.
Если же механическое блокирующее устройство изготовлено
из хороших материалов, то угонщик может воспользоваться таким
средством как жидкий азот. Это позволяет заморозить металл до та-
кой степени, что он становится хрупким и раскалывается от удара
молотком. Отметим также, что малообеспеченный вор (не имеющий
хорошего инструмента) может просто перепилить руль, что довольно
просто, а потом заменить его на новый.
Что же касается противоугонных устройств типа замков на
КПП (MULT-L-LOCK) или на капот (HOOD-LOCK), то они тоже не ли-
шены недостатков, хотя и выполняются из хороших материалов и
имеют сложные замки. Одним из недостатков этих устройств являет-
ся их относительно высокая цена. К примеру, MULT-L-LOCK с уста-
новкой стоит около $150, a HOOD-LOCK порядка $80. Не подвергая
сомнению прочность и качество самих устройств, следует обратить
внимание на то, что прочность элементов корпуса автомобиля, к ко-
торым крепятся эти устройства, вовсе не так высока как хотелось бы.
Что же можно сказать о таких средствах защиты автомобиля
как серийные промышленные электронные противоугонные устройст-
ва? В установочных центрах и в розничной продаже их ассортимент
достаточно большой, но несмотря на это изобилие, все их можно ус-
ловно разделить на две категории. Это относительно недорогие и не-
t
Раздел 3
сложные устройства ценой до $100 и дорогие противоугонные систе-
мы известных в мире производителей ценой от $300. В промежутке
между ними в основном стоят устройства с сервисными возможнос-
тями последних и противоугонными свойствами первых.
Что касается дорогих электронных систем, таких как CLIFFORD,
BOCSH, BLACK BUG и др., то можно успокоить автомобилистов, жела-
ющих сэкономить на их установке. Установить противоугонную систему
такого класса самостоятельно часто не представляется возможным,
так как для этого нужно иметь специальные знания и, что самое глав-
ное, подробную инструкцию по установке, чего вы точно не получите.
Например, в системе BLACK BUG в узлы, обеспечивающие блокировку,
встраиваются специальные датчики с исполнительными устройствами,
управление которыми выполняет центральный блок по штатной провод-
ке автомобиля с помощью кодов, передаваемых на высокой частоте.
Если же вы решитесь установить сложные системы охраны в
специализированном центре, что само по себе не дешево, то рискуе-
те на весь срок эксплуатации автомобиля быть зависимым от тех, кто
занимался установкой (хорошо, если еще и качеств'енно), так как от-
ремонтировать ее или хотя бы отключить в критической ситуации не
всегда удастся.
Хочу особо обратить внимание тех автовладельцев, у кого в ма-
шине нет бортовой электроники, такой как электронный коммутатор,
инжектор или хотя бы клапан ЭПХХ. Таких автомобилей пока все еще
большинство, даже среди тех, что еще выпускаются промышленнос-
тью. В этом случае устанавливать на ваш автомобиль дорогостоящую
противоугонную систему вообще не имеет смысла, так как деньги бу-
дут потрачены зря. Дело в том, что она просто не сможет реализовать
своих потенциально больших противоугонных свойств. Вы в этом смо-
жете сами убедиться, открыв капот. Из жизненно важных узлов авто-
мобиля, необходимых для пуска двигателя и движения, вы можете
заблокировать лишь стартер и катушку зажигания. Зная принцип ра-
боты двигателя, угнать такой автомобиль проще простого. Для этого
даже не потребуется разбираться в хитросплетении ваших проводов.
Угонщик сделает всего два прямых соединения: между клеммой “+”
аккумулятора — катушкой зажигания и стартером.
Конечно, чтобы заглянуть под капот, потребуется сначала от-
крыть двери, а при этом сработает сигнализация. Как легко открыть
двери при помощи ..., знают многие (не буду описывать процесс уго-
на более подробно, чтобы меня не обвинили в обучении этому делу).
118
Охранные устройства
Несмотря на то, что автомобиль начнет пищать на все лады и мигать
всеми осветительными приборами и может даже послать вам сооб-
щение на пейджер (некоторые противоугонные устройства это обес-
печивают), взывая о помощи, все равно капот будет открыт. В этом
случае отключить сирену не составит труда.
Все указанные выше операции делаются довольно быстро и со
стороны будет очень похоже на то, что хозяин, забыв что сигнализа-
ция включена, полез в собственный автомобиль. Ну а дальше, как
уже отмечалось — два соединения и вы теряете автомобиль.
По данным испытаний, проводимых одним из подразделений
МВД среди отбывающих в тюрьме срок специалистов, опытному угон-
щику достаточно всего 20...30 с, чтобы завести отечественный авто-
мобиль, даже не зная, какая система сигнализации там установлена.
Есть противоугонные системы, оборудованные радиомаяком,
при помощи которого автомобиль после угона обнаруживается и за-
держивается службой ГИБДД. Данные системы возврата угнанного
автомобиля при хорошо отлаженной системе с успехом используют-
ся на Западе. Статистика же применения таких устройств у нас в
стране просто печальна — либо отказывает техника, либо же угнан-
ную машину просто не хотят задерживать от греха подальше. По этой
причине не только рассматривать более подробно, но даже называть
такие системы нет никакого смысла.
Учитывая все выше сказанное, а также практику установки и
эксплуатации охранной сигнализации, можно предложить следующее
техническое решение для защиты вашего автомобиля от угона. Оно
заключается в использовании комбинации устройств промышленного
изготовления с уникальным самодельным.
Как уже упоминалось, есть электронные противоугонные систе-
мы и подешевле, и, по моему мнению, более практичные. К ним мож-
но отнести такие как RED SCORPIO, PRESTIGE, ALLIGATOR и др.. Все
они в зависимости от комплектации и уровня сервиса стоят $50...100.
Эти несложные устройства вы вполне сможете установить сами.
В качестве противоугонных средств в них обычно предлагается
две цепи блокировки, т.е. можно заблокировать стартер и катушку за-
жигания, что, как отмечалось выше, хотя и малоэффективно, но все
же время у угонщика отнимет.
Приобретя и установив относительно недорогую систему охра-
ны, вы получите уровень сервиса, достаточный для отечественного
Раздел 3
автомобиля, и первый рубеж охраны. Существенно улучшить охрану
можно при помощи установки несложного устройства — топливного
клапана. Электрический бензоклапан — это электромагнит, который
обеспечивает прохождение бензина от бензобака к двигателю толь-
ко при подаче на него питающего напряжения (существуют также
нормально открытые клапаны с закрыванием подачей напряжения,
но их мы рассматривать не будем).
В принципе ничего нового в этом устройстве нет — оно серий-
но выпускается отечественной промышленностью под разными на-
званиями, например “Сюрприз” (рис. 3.1) и представляет собой
встраиваемый в разрыв цепи бензопровода блок (крепится к корпусу
автомобиля). Его можно установить в труднодоступном и только вам
известном месте. Но для включения бензоклапана в его комплект вхо-
дит тумблер. Мало того, что при установке не хотелось бы портить
сверлением какую-нибудь деталь кузова, но ведь и установить его
нужно незаметно. Кроме того, место установки должно быть таким,
чтобы вы могли включать и выключать тумблер незаметным движени-
ем. Ведь даже обычный дворовый хулиган, наблюдающий, как вы при
запуске двигателя куда то лезете, способен определить место уста-
новки тумблера. А мест для его скрытого размещения довольно мало.
Направление
потока
Рис. 3.1. Внешний вид и конструкция бензоклапана К2
Решением этой проблемы может служить самодельное устрой-
ство, выделенное на рис. 3.2 пунктиром. Оно представляет собой то-
ковое герконовое реле К1, обеспечивающее режим самоподхвата.
Токовое реле не следует путать с обычными реле, которые выпуска-
ет промышленность — такое купить готовое вам не удастся.
120
Охранные устройства
Реле К1 включается вместо тумблера в цепь подачи питания на
обмотку бензоклапана К2 и работает следующим образом. При вклю-
чении зажигания контакты геркона разомкнуты и клапан обесточен,
соответственно будет перекрыт бензопровод. Чтобы включить контак-
ты геркона К1.1, необходимо к ним поднести небольшой магнит.
Рис. 3.2. Схема подключения устройства, где К1 — токовое реле;
К2 — обмотка бензоклапана
Устройство срабатывает при приближении магнита на рассто-
яние 10...20 мм (зависит от силы магнита). В этом случае в цепи об-
мотки К1 от “+” аккумулятора начнет протекать ток через обмотку
К2. Данный электроклапан при напряжении 13 В потребляет ток
около 0,3 А.
Обмотка К1 конструктивно расположена на корпусе геркона
и ее параметры выбраны таким образом чтобы электромагнитное
поле, возникающее от проходящего через обмотку тока, смогло
поддерживать контакты К1.1 во включенном состоянии и после
убирания магнита. Таким образом, устройство зафиксируется в
этом состоянии.
Выключается же реле К1 и клапан К2 после обесточивания
цепи при помощи выключения замка зажигания. Что удобно, так как
позволит не забыть выключить бензоклапан при постановке маши-
ны на охрану.
Конструктивное исполнение токового реле К1 показано на
рис. 3.3. Оно изготавливается следующим образом. У обычного
геркона типа КЭМ-1 (с одной группой нормально разомкнутых кон-
тактов) укорачивается до 5 мм один из выводов. В последующем
туда будет подпаиваться конец обмотки. Затем геркон оборачива-
ется в 2 слоя стеклотканью. Причем, под последний слой подклады-
вается толстый медный провод (диаметром 0,5...1 мм), который
Раздел 3
будет служить вторым выводом реле при подпайке конца обмотки.
Конец провода должен выступать за край корпуса геркона пример-
но на 15 мм.
Рис. 3.3. Конструкция токового реле
Подпаяв к укороченному концу геркона провод, производим
намотку катушки. Обмотка содержит около 400 витков, намотанных
проводом ПЭТВ или ПЭВ-2 диаметром 0,25 мм. Намотка осуществля-
ется виток к витку на всю длину корпуса в два слоя — это примерно
45 мм. Таким образом, оба вывода обмотки К1 будут находиться с од-
ной стороны геркона, как это показано на рисунке. После окончания
намотки обмотку необходимо пропитать лаком или клеем “Момент”.
На обмотку можно также одеть термоусаживающуюся трубку. В ре-
зультате получится прочный цилиндр диаметром 10...11 мм с выходя-
щими по краям проводами.
Теперь необходимо произвести определение правильной фази-
ровки подключения обмотки токового реле. Для этого, до того как вы
установите устройство в автомобиль, соберите схему подключения,
показанную на рис. 3.2 и поднесите к геркону магнит. Если он уверен-
но сработает, то фазировка правильная. А если вы услышите харак-
терное дребезжание контактов, то нужно поменять местами провода,
подключаемые к геркону (правильную полярность следует запомнить).
Токовое реле К1 можно положить под ковриком обшивки в ме-
сте, исключающем механическую нагрузку. Для удобства крепления
геркона в любом другом месте и увеличения механической прочнос-
ти всей конструкции можно изготовить пластину, показанную на
рис. 3.4. Она выполняется из одностороннего фольгированного стек-
лотекстолита толщиной 1,5...3 мм. К оставленным участкам фольги
припаиваются выводы геркона и внешние подходящие провода. Сама
же плата крепится к корпусу автомобиля винтом-саморезом через
крепежное отверстие или клеем.
122
Охранные устройства
Мелкая Лопьга
Рис. 3.4. Пластина для крепления
Данная конструкция реле устойчиво работает при минималь-
ном токе в цепи 200 мА и падении напряжения на обмотке меньше
1 В. Максимальный ток через обмотку К1 может быть до 0,5 А. При
необходимости работы на большем токе, например, если применяе-
мый бензоклапан потребляет больше чем указано, обмотку потребу-
ется выполнять более толстым проводом (число витков при этом
уменьшится). Контакты геркона КЭМ-1 рассчитаны на коммутацию
тока до 2 А. Другие типы герконов применять нельзя, так как они тре-
буют большего магнитного поля для удержания контактов или же не
допускают протекания через контакты тока более 250 мА.
Магнит можно оформить в виде брелка к ключам (лучше исполь-
зовать магниты, изготовленные на основе самарий-кобальтового ма-
териала — они при малых габаритах имеют сильное магнитное поле).
Эксплуатация секретного магнитного включателя К1 будет бо-
лее удобной, если схему дополнить цепью с лампой индикации, пока-
занной на рис. 3.2 пунктиром. Лампочка EL1 начнет светиться в
случае включения бензоклапана и вы будете уверены в том, что на
него подано напряжение. Лампу удобно использовать одну из уже
имеющихся на панели приборов. Вместо лампы можно применить
также любой светодиод с последовательно включенным резистором
сопротивлением 1.2...3 кОм, ограничивающим ток.
Таким образом, угонщик, даже нейтрализовав вашу проти-
воугонную систему, будет весьма озадачен тем, что автомобиль,
проехав 100...500 м (за счет остатка бензина в трубопроводе), неожи-
данно заглох и вообще не заводится. Конечно, многие из них догада-
Раздел 3
ются о бензоклапане и поэтому начнут искать тумблер включения,
которого в данной ситуации вообще нет. Перспектива же поиска не-
известно где установленного бензоклапана, а потом напрямую со-
единять бензопровод при дефиците времени может побудить
отказаться от угона автомобиля.
Правильно изготовленное и грамотно установленное предлага-
емое устройство совместно с электронной сигнализацией может
стать серьезным препятствием для угонщиков. Если же установить
еще и механический блокиратор руля, то в итоге у вас получится ком-
плексная защита автомобиля от угона, что в данной конфигурации:
недорогая электронная система, бензоклапан и блокиратор — на мой
взгляд, является наиболее рациональной и экономичной.
3.2. Карманный звуковой сигнализатор
Это устройство отличается своей простотой и малыми габари-
тами. Оно издает довольно неприятный звук и может использоваться
как индивидуальное средство подачи сигнала тревоги, чтобы при-
влечь внимание окружающих или же применяться в составе любой
системы охранной сигнализации.
Рис. 3.5. Схема звукового сигнализатора
При изготовлении сирены использована широко распростра-
ненная микросхема звукового усилителя К174УН14 (TDA2003), кото-
рая включена в режиме автогенератора, рис. 3.5. На ее выходе будут
прямоугольные импульсы. При этом частота звука определяется ем-
124
Охранные устройства
костью конденсатора С2 и в небольших пределах может меняться
подстроечным резистором R2.
В схеме генератора используется особенность внутренней
структуры микросхемы. Внутри корпуса уже имеется резистор отри-
цательной обратной связи между выходом (вывод 4) и входом (2), а
положительная обратная связь на вход DA1/1 поступает с делителя,
состоящего из резисторов R1-R2.
Рабочая частота автогенератора настраивается на максималь-
ную громкость звука. Частота в этом случае будет совпадать с резо-
нансной для пьезоизлучателя (обычно это около 2...4 кГц — зависит
от типа используемого звукового излучателя).
Для того чтобы схема меньше потребляла энергии, в качестве
звукового сигнализатора применяется пьезоизлучатель СП-1 (в
крайнем случае подойдут два пьезоизлучателя ЗП-1).
Для получения максимальной отдачи от пьезоизлучателя (В1)
на него требуется подать повышенное переменное напряжение (с
амплитудой не менее 25 В). Это достигается при помощи включения
В1 через автотрансформатор Т1.
Автотрансформатор можно изготовить самостоятельно на ос-
нове железа от выходного или согласующего трансформатора, при-
меняемого в малогабаритных радиоприемниках. Имеющиеся в них
обмотки удаляем, а на их место наматываем 100+800 витков прово-
дом ПЭВ диаметром 0,1 мм.
В качестве Т1 удобно использовать также трансформатор от
старых моделей телефонных аппаратов. Потребуется только удалить
верхнюю обмотку и вместо нее намотать 100... 150 витков таким же
проводом. Число витков в обмотке (2-3) зависит от напряжения пита-
ния схемы и берется максимальным при 11пит=9...12 В.
Если предполагается работа автогенератора в долговремен-
ном режиме — микросхема DA1 крепится к теплоотводу.
Цепь из элементов R3-C4 предотвращает возбуждение автоге-
нератора на более высоких частотах.
Схема автогенератора сохраняет работоспособность при изме-
нении питающего напряжения от 2,7 до 15 В. Потребляемый ток со-
ставляет при ЗВ — 30 мА, 10 В — 200 мА. В автономном варианте в
качестве элементов питания могут использоваться три или четыре
аккумулятора Д-0,26Д.
Раздел 3
Схема не критична к точности номиналов и типам используе-
мых радиодеталей. Единственное требование к ним — малые габари-
ты, например подстроечный резистор R2 типа СПЗ-19а.
Все детали схемы, кроме трансформатора Т1, размещаются на
односторонней печатной плате размером 35x25 мм, рис. 3.6.
Рис. 3.6. Топология печатной платы и расположение элементов
3.3. Звуковой сигнализатор
с меняющейся частотой звука
На основе интегральной микросхемы звукового усилителя
К174УН14 (TDA2003) можно выполнить звуковой сигнализатор с из-
меняемой частотой звука, рис. 3.7. Сам звуковой генератор (DA1) со-
бран по схеме, описанной в предыдущей статье. Единственное
отличие заключается в использовании дополнительного транзистора
VT1 и двух низкочастотных генераторов, собранных на логических
элементах КМОП микросхемы DD1.
Генератор, выполненный на элементах DD1.3, DD1.5, работает
на частоте 0,7...1 Гц. Сигнал с выхода DD1.6 поступает через резис-
торы R6-R7 на управление транзистором VT1, что обеспечивает из-
менение частоты звука. Частота на выходе DA1/4 генератора будет
циклически меняться в зависимости от изменения сопротивления
эмиттер-коллектор транзистора VT1. При этом в зависимости от по-
ложения переключателя SA1 сигнализатор может работать в одном
из трех режимов:
126
Охранные устройства
1 97
Раздел 3
1) непрерывный сигнал одной частоты;
2) сигнал с изменяемой частотой, при этом будут чередоваться ин-
тервалы звучания сирены и однотонного звука;
3) сигнал с изменяемой частотой.
Генератор на элементах DD1.1-DD1.2 управляет работой вто-
рого генератора (DD1.3, DD1.5). Когда на выводе DD1/6 присутствует
уровень лог. “1” (он через диод VD1 поступает на DD1/13) — второй
генератор перестает работать и на выходе будет однотонный звук.
Настройка схемы заключается в установке резисторами RQ и
R6 необходимого диапазона перестройки частоты, а также частоты, с
которой будет чередоваться смена звука, что зависит от номиналов
элементов R3 и С1.
Все элементы, выделенные на схеме пунктиром, размещены на
односторонней печатной плате размером 57,5x40 мм, рис. 3.8.
Устройство не критично к типам применяемых деталей и точно-
сти соответствия номиналов. Подстроечные резисторы (R6 и R8) ис-
пользованы малогабаритные: типа СПЗ-19а.
В качестве звукового излучателя (ВА1) может быть применен
пьезосигнализатор ОСА-110. Он имеет габариты 70x70x35 мм и обес-
печивает параметры:
О громкость звука на расстоянии 1 м не менее 110 дБ;
О резонансную частоту 2,2±0,5 кГц;
О подводимую амплитуду сигнала до 200 В;
О диапазон рабочих температур-45...+55°С.
Для работы пьезоизлучателя с максимальной громкостью его
питание выполняется через повышающий напряжение автотрансфор-
матор Т1. Для изготовления Т1 удобно использовать магнитопровод
трансформатора от старых моделей телефонных аппаратов. Потребу-
ется удалить все обмотки и намотать 1600+80 витков проводом ПЭЛ
диаметром 0,12 мм (последние 80 витков выполняются проводом ди-
аметром 0,25 мм).
К выходу генератора может подключаться также и обычный
электромагнитный динамик мощностью около 5 Вт и сопротивлением
4 Ом. В этом случае автотрансформатор Т1 не нужен.
128
Охранные устройства
Рис. 3.8. Топология печатной платы и расположение элементов
Устройство работает при питании от источника напряжением
от 3 до 15 В. При напряжении 12 В потребляемый ток составляет не
более 0,3 А.
3.4. Мощная сирена
Для звукового оповещения это устройство может применяться
в составе любой стационарной или автономной охранной сигнализа-
ции. Оно создает плавно меняющийся по частоте звук, похожий на
сигнал милицейской сирены. При этом в качестве звукового излуча-
теля может подключаться одновременно (параллельно) много дина-
Раздел 3
миков, но даже при использовании всего одного мощность звукового
сигнала будет значительно превосходить пьезосигнализаторы и авто-
мобильные пищалки. Кроме того, сигнал имеет индивидуальный “зву-
ковой рисунок”, что позволяет его легко отличить от других.
Схема устройства, рис. 3.9, состоит из двух связанных генера-
торов, выполненных на микросхеме DD1, и делителя частоты на
DD2.1. Частота звукового генератора на элементах DD1.4, DD1.6
циклически меняется полевым транзистором VT1. Так как полевой
транзистор изменяет свое сопротивление исток-сток в зависимости
от управляющего напряжения на затворе. Управляющее пилообраз-
ное напряжение образуется на конденсаторе С2 при помощи второ-
го, более низкочастотного генератора, выполненного на элементах
DD1.1-DD1.2, в результате заряда конденсатора С2' через резистор
R3 и разряда через R3 и R4 (когда на выводе DD1/6 лог. “О”).
На выходе DD1/8 генератора форма импульсов отличается от
меандра. Триггер DD2.1 работает в режиме делителя на 2 и обеспе-
чивает на своих выходах симметричные импульсы (пауза равна дли-
тельности). Это позволяет исключить подмагничивание обмотки
звукового излучателя (динамика) постоянной составляющей протека-
ющего тока, как это бывает в некоторых схемах.
Элемент триггера DD2.2 является повторителем сигналов, ко-
торые через резисторы R6 и R7 поступают на управление мостовым
коммутатором. Использование мостовой схемы включения динамика
(ВА1) позволяет увеличить амплитуду выходного сигнала до уровня,
близкого к питающему напряжению (выходная мощность в этом слу-
чае также увеличивается). Достигается это тем, что в открытом со-
стоянии могут находиться одновременно только два транзистора
(VT2, VT5 или VT3, VT6) — зависит от уровней на выходах DD2.2 (на-
правление протекающего тока через обмотку динамика ВА1 периоди-
чески меняется).
В схеме применены конденсаторы С1...СЗ типа К10-17, С4 —
типа К52-1Б на 63 В. Резисторы подойдут любого типа. При использо-
вании только одного динамика транзисторы КТ827 и КТ825 можно за-
менить на менее мощные КТ972 и КТ973 соответственно. Их нужно
устанавливать на радиатор. Динамик ВА1 подойдет мощностью не
меньше 20 Вт при сопротивлении обмотки 4 Ом или 10 Вт при 8 Ом.
Все элементы схемы, кроме транзисторов VT2...VT5 и включа-
теля SA1, расположены на односторонней печатной плате размера-
130
Охранные устройства
Рис. 3.9. Электрическая схема сирены
Раздел 3
ми 55x35 мм, рис. 3.10. Для упрощения топологии плата содержит од-
ну объемную перемычку.
При настройке устройства, из-за разброса параметров поле-
вых транзисторов КП313А, для получения нужной тональности звуча-
ния, номинал конденсатора СЗ необходимо подбирать из диапазона
0,015...0,47 мкФ.
Рис. 3.10. Печатная плата
Сирена сохраняет работоспособность при изменении питающе-
го напряжения от 6 до 15 В, а потребляемый ток (1...2.5 А) зависит от
сопротивления обмотки подключенного динамика и их количества па-
раллельно соединенных.
Выходной каскад сирены вместо четырех транзисторных ком-
мутаторов можно выполнить также на интегральной микросхеме
сдвоенного звукового усилителя (TDA2005), как это показано на
рис. 3.11. Микросхема применена в режиме мостового включения
нагрузки, что позволяет обойтись без переходных конденсаторов в
цепи динамика и увеличить максимальную амплитуду напряжения на
нагрузке почти до уровня питающего напряжения. Усилитель может
работать при изменении питающего напряжения от 6 до 16 В.
Применение интегральной микросхемы позволит уменьшить
габариты всего устройства, так как в качестве теплоотвода для
TDA2005 может использоваться металлический корпус конструкции.
132
Охранные устройства
Рис. 3.11. Схема выходного каскада, выполненного на микросхеме
сдвоенного усилителя (в мостовом включении)
Сопротивление подключенной нагрузки (ВА1) должно быть не
меньше 4 Ом. В этом случае максимальная мощность при питающем
напряжении 12 В составит около 20 Вт (при Rnarp=8 Ом — Рн=12 Вт).
А потребляемый ток не превышает 1,8 А.
3.5. Датчики колебаний
для охранной сигнализации
Кроме обычных контактных датчиков необходимым элементом
для любой охранной сигнализации, устанавливаемой на автомобиле,
является датчик колебаний. Он должен реагировать также на удары
и любые вибрации корпуса. При этом необходимо обеспечить сраба-
тывание, если амплитуда колебаний превысит заданную величину.
В простейших серийных промышленных системах охраны
(среднего класса) чаще всего используют один из двух видов датчи-
ков колебаний: выполненные на основе пьезоэффекта или электро-
магнитной индукции.
В литературе уже публиковались конструкции электромагнитных
датчиков, выполненные на основе механизма стрелочного измери-
тельного прибора — микроамперметра [Л20, стр. 86]. Предлагаемый
Раздел 3
датчик имеет аналогичный принцип работы (магнитное поле наводит
Э. Д. С. в катушке), но его конструкция является более стойкой к меха-
ническим перегрузкам, так как в этой колебательной системе катушка
закреплена неподвижно, а перемещается только магнит. Вся конструк-
ция позволяет уменьшить габариты датчика.
По сравнению с датчиками, выполненными на основе пьезо-
элемента, на данное устройство меньше влияет изменение темпера-
туры и оно более чувствительно, особенно к медленным колебаниям
корпуса автомобиля.
Датчиком вибрации (ударов) и колебаний является катушка L1
с закрепленным над ней магнитом, рис. 3.12. Магнит крепится клеем
“Момент” к латунной пружинящей пластине. Все элементы крепления
катушки, показанные на рисунке, использованы латунные (подойдет
также любой другой не магнитный материал, например алюминий
или пластмасса).
Рис. 3.12. Конструкция датчика показана в масштабе М1:1
Катушка датчика намотана на пластмассовом каркасе, рис. 3.13,
проводом ПЭЛ диаметром 0,08...0,1 мм (внавал до заполнения). Это
примерно около 1800 витков (в моем варианте индуктивность получи-
лась 3,3 мГн).
При колебаниях магнита в катушке наводится напряжение, ко-
торое усиливается операционным усилителем (DA1), рис. 3.14. Опера-
ционный усилитель работает без обратной связи — с максимальным
коэффициентом усиления, т.е. как компаратор. В исходном состоянии
на его выходе DA1/6 будет уровень лог. “О” (не более 0,5 В), а при ко-
лебаниях магнита появятся импульсы. Эти импульсы открывают тран-
зистор VT1 и начнет моргать светодиод HL1. Транзистор VT2 должен
быть постоянно открыт поданным на базу положительным напряжени-
ем в случае если сигнализация включена.
134
Охранные устройства
Рис. 3.13. Каркас для намотки катушки датчика
Рис. 3.14. Схема усилителя для датчика
Раздел 3
Стабилитрон VD1 предотвращает повреждение микросхемы
повышенным напряжением, а диод VD2 предохраняет от неправиль-
ной полярности подачи питания на схему датчика.
Вся схема датчика за счет того, что в нем используется микро-
мощная микросхема, потребляет от источника 12 В в режиме ожида-
ния ток не более 0,1 мА, а при свечении светодиода до 6 мА.
Чувствительность датчика зависит от гибкости пластины, на ко-
торой крепится магнит, и может быть довольно высокой. И чтобы ее
снизить до нужного уровня, служит регулировочный резистор R2, ко-
торый позволяет менять порог срабатывания компаратора DA1. Это
удобно при неблагоприятных погодных условиях. Например, во вре-
мя дождя или сильного ветра, когда чувствительность следует умень-
шить, чтобы исключить ложные срабатывания. А для удобства
настройки чувствительности датчика служит светодиод HL1. Момент
срабатывания контролируется по его свечению.
Если датчик будет установлен в самоМ блоке охраны, то сигнал
с коллектора VT1 может сразу подключаться к сигнализации.
При установке устройства в автомобиле следует учитывать, что
от места установки, а также плоскости колебаний магнита, зависит
чувствительность датчика. Поэтому конструктивно датчик удобнее
выполнять в виде отдельного блока, который подключается к сигна-
лизации тремя проводами. Аналогично делают в промышленных сис-
темах охраны, например в системе “Red Scorpio-600” третий провод
применяется для электронного управления включением датчика (в
случае, если вы его не будете использовать, то вместо транзистора
VT2 на плате устанавливается перемычка эмиттер-коллектор).
В схеме применены детали: подстроечный резистор R2 типа
СП4-9 на 0,5 Вт (СПЗ-166), остальные МЛТ мощностью 0.125 Вт. Тран-
зисторы могут быть с любой последней буквой в обозначении и они
заменимы на любые аналогичные с соответствующей проводимостью.
Конденсаторы С1, СЗ из серии К10 (К10-17), оксидный С2 —
К50-35 на 25 В. Светодиод HL1 может применяться любого типа.
Для удобства подключения внешних проводов к датчику на пла-
те установлена трехсекционная коммутационная колодка с винтовы-
ми зажимами — она впаивается в плату.
Все детали схемы размещены на односторонней печатной пла-
те из стеклотекстолита, рис. 3.15. Для увеличения плотности монтажа
136
Охранные устройства
часть резисторов устанавливается вертикально, а стабилитрон VD1
используется в пластмассовом корпусе.
HL1 VT1 VT2
Рис. 3.15. Топология печатной платы и расположение элементов
В качестве корпуса удалось найти подходящую пластмассовую
коробку, рис. 3.16 (под нее и выполнена плата).
Для подключения удаленного датчика к блоку охраны потребу-
ется собрать переходной узел на транзисторе VT3, рис. 3.17. Он поз-
воляет формировать уровень лог. “1” для системы охраны при
срабатывании датчика. При свечении светодиода HL1 в цепи питания
датчика увеличивается ток. Этот ток, проходя через резистор R8, со-
здает на нем падение напряжения, достаточное для открывания
транзистора VT3.
Раздел 3
Чувствительность транзистора устанавливается резистором
R8, а резистор R7 предотвращает повреждение транзистора VT3 в
случае короткого замыкания цепей питания датчика.
Можно также изготовить датчик вибрации на основе цилиндри-
ческого пьезоэлемента от головки звукоснимателя, например типа
ГЗП-311, рис. 3.18. Такие звукосниматели вряд ли еще производятся,
но в продаже из старых запасов пока встречаются. Головка имеет
пьезоэлемент в виде трубки. Для его использования в качестве дат-
138
Охранные устройства
чика потребуется минимальная доработка. Она заключается в сня-
тии иголки и укорачивании пластмассовых ограничительных высту-
пов (1), как это показано на рисунке. На выступающий конец
пьезоэлемента надеваем полиэтиленовую трубку соответствующего
диаметра, а на ней закрепляем медную цилиндрическую втулку (2).
Втулка имеет внутри центральное отверстие с резьбой М2,5 (резьба
обеспечивает лучшее сцепление с полиэтиленовой трубкой, что ис-
ключит соскальзывание груза).
Рис. 3.17. Схема подключения узла датчика к сигнализации
Рис. 3.18. Выполнение пьезодатчика из головки звукоснимателя
Так как пьезоэлемент имеет гибкое крепление, то малейшие
вибрации закрепленного на нем груза (2) преобразуются в напряже-
ние. Схема усилителя для такого датчика может быть аналогичной
приведенной выше, но с небольшими изменениями, показанными на
рис. 3.19.
Раздел 3
Применение такой конструкции пьезодатчика позволяет обес-
печить чувствительность к колебаниям в двух плоскостях, а также не-
много уменьшить габариты устройства.
Рис. 3.19. Изменения в схеме для подключения к
усилителю пьезодатчика
В качестве пьезодатчика возможно также использование пье-
зоизлучателей из серии ЗП, но в этом случае чувствительность тако-
го устройства уменьшится и срабатывать оно будет только при ударах.
В некоторых серийных импортных сигнализациях используется
аналогичная конструкция датчика колебаний на основе пьезоэлемен-
та. Отличие заключается в том, что на пьезоэлемент надета толстая
селиконовая трубка, а на ней уже закреплен груз.
На рис. 3.20 для примера приведена схема так называемого
“двухзонного” датчика, выполненного на основе пьезоэлемента. Та-
кие устройства используются в некоторых импортных автомобильных
системах охраны. Все устройство собрано на одной микросхеме, со-
держащей внутри четыре универсальных операционных усилителя.
Датчик имеет два регулятора. Резистор R2 позволяет менять
общую чувствительность схемы, a R6 дает возможность устанавли-
вать нужную постоянную времени цепи заряда конденсатора С8, что
регулирует чувствительность устройства в зависимости от продолжи-
тельности и силы внешних воздействий.
При эксплуатации охраны для облегчения настройки чувстви-
тельности датчика в схеме имеются светодиоды HL1, HL2. По их све-
чению можно контролировать момент срабатывания.
140
Охранные устройства
DA1 LM324N (К1401УД2) VD1 ...VD6 КД521 VD6
Рис. 3.20. Схема усилителя “двухзонного” датчика
охранной сигнализации
Раздел 3
3.6. Имитаторы
работы охранного устройства
Многие современные системы сигнализации имеют световую
индикацию работы режима охраны, что предупреждает окружающих
о нахождении автомобиля под электронной охраной. Индикацию
обычно выполняют на светодиоде, работающем в прерывистом режи-
ме. Это успокаивает хозяина, так как может заставить неопытного
злоумышленника обойти такой автомобиль стороной.
Рис. 3.21. Подключение светодиода со встроенным
прерывателем к аккумулятору
В продаже можно найти мигающие светодиоды со встроенным
внутри прерывателем (импортные). По размерам и внешнему виду
они не отличаются от обычных, рис. 3.21 (существенно отличается
только цена). Например, светддиод типа L-56 (фирмы “KINGBRIGHT”)
имеет следующие параметры:
О максимальное прямое напряжение 2,5 В;
О максимальный прямой ток 25 мА;
О максимальное обратное напряжение 5 В;
О температурный диапазон -4О...+85°С.
Минимальное напряжение, при котором начинает работать
прерыватель внутри такого светодиода равно 1,5 В (без добавочного
резистора). При использовании светодиода с питающим напряжени-
142
Охранные устройства
ем более 2,5 В необходимо устанавливать токоограничивающий ре-
зистор сопротивлением 300...1000 Ом.
Аналогичный сигнализатор может быть установлен в квартире
и питаться непосредственно от сети, рис. 3.22. Вор вряд ли будет раз-
бираться, почему мигает индикатор, и поспешит покинуть помещение
до возможного приезда наряда милиции или включения сирены.
Рис. 3.22. Питание светодиода со встроенным
прерывателем от сети 220 В
Светодиодный индикатор с прерывистым свечением несложно
изготовить самостоятельно на основе любого обычного светодиода и
использовать в качестве имитатора работы охранного устройства.
Он устанавливается вблизи лобового стекла или приборной панели и
может применяться временно, пока не будет установлена охранная
сигнализация, или же работать для отвлечения внимания от места ус-
тановки подключенной сигнализации. В любом случае это полезно.
Работа такого индикатора в прерывистом режиме снижает по-
требляемую схемой мощность, что особенно важно при питании от
автономного источника.
На рис. 3.23 приведена схема прерывателя для управления ра-
ботой обычного светодиода. Все устройство выполнено на одной
КМОП микросхеме и состоит из двух генераторов. Генератор на эле-
ментах DD1.3-DD1.6 работает на повышенной частоте, но при свече-
нии светодиода из-за инерции зрения это не заметно. Такой режим
позволяет снизить потребляемый индикатором ток.
Второй генератор (DD1.1-DD1.2) вырабатывает импульсы час-
тотой около 1 Гц, что обеспечивает прерывистость свечения светоди-
Раздел 3
ода (когда уровень лог. “1” через диод VD1 подается на вход DD1/13,
генератор на элементах DD1.3 и DD1.6 перестает работать).
От номиналов элементов R2-C1 зависит частота миганий све-
тодиода, а диод VD1 предотвращает ошибочную подачу полярности
напряжения на схему при подключении.
Рис. 3.23. Электрическая схема прерывателя для
подключения обычного светодиода
Схема, приведенная на рис. 3.24, выполняет ту же задачу, но
она позволяет управлять светодиодом с двумя цветами свечения
(сдвоенным или двумя одиночными). Устройство собрано на одной
КМОП микросхеме и трех транзисторах. Схема также состоит из двух
генераторов импульсов. Первый, на элементах микросхемы DD1.1 и
DD1.4, работает с частотой 100 Гц и при помощи транзистора VT1 мо-
дулирует ток через светодиоды. Из-за инерции зрения свечение ка-
жется непрерывным.
Второй генератор (DD1.2-DD1.3) вырабатывает импульсы с
частотой около 1 Гц и обеспечивает поочередную смену цвета све-
чения (зеленый и красный). Транзисторы VT1...VT3 усиливают ток
с выхода микросхемы и работают в ключевом режиме как повтори-
тели сигналов.
Обе приведенные схемы не критичны к выбору типов применяе-
мых деталей. А для уменьшения размеров конструкции вместо указан-
ных можно использовать соответствующие микросхемы из серии 564.
144
Охранные устройства
VD1
DD1 К561ЛН2
VT1...VT3 КТ3102А.В
VD2 КД521А
—ка-> +
КД521АК2 47к
-К—tsj—।
Рис. 3.24. Схема прерывателя для управления
двухцветным светодиодом
asu"
Стабилизированные
источники питания
Несмотря на широкое распространение в телевизорах, видео-
магнитофонах, компьютерах и другой радиоаппаратуре импульсных
источников питания, они не могут вытеснить линейных компенсаци-
онных стабилизаторов.
Импульсные источники, как правило, используются совместно
с линейными стабилизаторами. Объясняется это тем, что линейные
стабилизаторы обеспечивают меньший уровень пульсаций на выхо-
де, а также допускают изменение тока нагрузки в более широком ди-
апазоне (импульсные источники не любят режима холостого хода).
Линейные источники отличаются от импульсных простотой схе-
мы, менее требовательны к используемой элементной базе и имеют
высокую надежность.
В устройствах, где предъявляются повышенные требования к
питающим напряжениям, таких как модем, высококачественные зву-
ковые усилители и во многих других используются только линейные
стабилизаторы. При этом отпадает необходимость в борьбе с высоко-
частотными помехами и наводками, вызванными работой импульс-
ного преобразователя.
Данный раздел посвящен в основном линейным стабилизато-
рам и методам получения от них хороших технических характеристик.
4.1. Линейные стабилизаторы
напряжения с высоким КПД
Основным недостатком линейных стабилизаторов средней и
большой мощности является их низкий КПД. Причем, чем меньше вы-
ходное напряжение источника питания, тем меньше становится его
КПД. Это объясняется тем, что в режиме стабилизации силовой тран-
зистор источника питания обычно включен последовательно с нагруз-
кой, а для нормальной работы такого стабилизатора на регулирующем
транзисторе должно действовать напряжение коллектор-эмиттер
(11кэ) не менее 3...5 В. При токах более 1 А это дает значительные по-
тери мощности за счет выделения тепловой энергии, рассеиваемой на
146
Стабилизированные источники питания
силовом транзисторе. Что приводит к необходимости увеличивать
площадь теплоотводящего радиатора или применять вентилятор для
принудительного охлаждения.
Широко распространенные благодаря низкой стоимости интег-
ральные линейные стабилизаторы напряжения на микросхемах из
серии 142ЕН(5...14) обладают таким же недостатком.
В последнее время в продаже появились импортные микросхе-
мы из серии “LOW DROP” (SD, DV, LT1083/1084/1085). Эти микросхе-
мы могут работать при пониженном напряжении между входом и
выходом (до 1...1.3 В) и обеспечивают на выходе стабилизированное
напряжение в диапазоне 1,25...30 В при токе в нагрузке 7,5/5/3 А со-
ответственно. Ближайший по параметрам отечественный аналог ти-
па КР142ЕН22 имеет максимальный ток стабилизации 5 А.
При максимальном выходном токе режим стабилизации гаран-
тируется производителем при напряжении вход-выход не менее
1,5 В. Микросхемы также имеют встроенную защиту от превышения
тока в нагрузке допустимой величины и тепловую защиту от перегре-
ва корпуса.
Данные стабилизаторы обеспечивают нестабильность выход-
ного напряжения '0,05%/В, нестабильность выходного напряжения
при изменении выходного тока от 10 мА до максимального значения
не хуже 0,1 %/В.
Типовая схема включения таких стабилизаторов напряжения
приведена на рис. 4.1.
Конденсаторы С2...С4 должны располагаться вблизи от микро-
схемы и лучше, если они будут танталовые. Емкость конденсатора С1
выбирается из условия 2000 мкФ на 1 А тока.
Микросхемы выпускаются в трех видах конструктивного исполне-
ния корпуса, показанных на рис. 4.2. Вид корпуса задается последними
буквами в обозначении. Более подробная информация по данным мик-
росхемам имеется в справочной литературе, например Л19.
Такие стабилизаторы напряжения экономически целесообраз-
но применять при токе в нагрузке более 1 А, а также в случае недо-
статка места в конструкции.
На дискретных элементах также можно выполнить экономич-
ный источник питания. Приведенная на рис. 4.3 схема рассчитана
для выходного напряжения 5 В и тока нагрузки до 1 А. Она обеспечи-
вает нормальную работу при минимальном напряжении на силовом
Раздел 4
транзисторе (0,7... 1,3 В). Это достигается за счет использования в ка-
честве силового регулятора транзистора (VT2) с малым напряжени-
ем икэ в открытом состоянии. Что позволяет обеспечить работу
схемы стабилизатора при меньших напряжениях вход-выход.
DA1
Рис. 4.1. Схема включения стабилизаторов из серии “LOW DROP”
ТИП КОРПУСА
Вход
Рис. 4.2. Вид корпуса и расположение выводов у стабилизаторов
регулир.
Выход
(соед. с твплоотв.)
Схема имеет защиту (триггерного типа) в случае превышения
тока в нагрузке допустимой величины, а также превышения напряже-
ния на входе стабилизатора величины 10,8 В.
Узел защиты выполнен на транзисторе VT1 и тиристоре VS1.
При срабатывании тиристора он отключает питание микросхемы DA1
(вывод 7 закорачивается на общий провод). В этом случае транзис-
тор VT3, а значит и VT2 закроются и на выходе будет нулевое напря-
148
Стабилизированные источники питания
Рис. 4.3. Схема стабилизатора напряжения, работающего при
пониженном напряжении вход-выход
Раздел 4
жение. Вернуть схему в исходное состояние после устранения причи-
ны, вызвавшей перегрузку, можно только выключением и повторным
включением блока питания.
Конденсатор СЗ обычно не требуется — его задача облегчить
запуск схемы в момент включения.
75
Рис. 4.4. Топология печатной платы и расположение элементов
Топология печатной платы для монтажа элементов показана
на рис. 4.4 (она содержит одну объемную перемычку).
Транзистор VT2 устанавливается на радиатор.
150
Стабилизированные источники питания
При изготовлении использованы детали: подстроечный резис-
тор R8 типа СПЗ-19а, остальные резисторы любого типа; конденсато-
ры С1 — К50-29В на 16 В, С2...С5 — К10-17, 05 — К52-1 на 6,3 В.
Схему можно дополнить светодиодным индикатором срабаты-
вания защиты (HL1). Для этого потребуется установить дополнитель-
ные элементы: диод VD3 и резистор R10, как это показано на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Подключение индикатора срабатывания защиты
4.2. Регулируемый
источник питания на ток до 1 А
Для питания многих переносных бытовых устройств или ремон-
та радиоаппаратуры удобно иметь стационарный универсальный ис-
точник стабилизированного постоянного напряжения. Обычно для
такого источника достаточно регулировки выходного напряжения от
1,5...30 В при максимальном токе в нагрузке до 1 А.
Такой источник легко можно выполнить на интегральной мик-
росхеме из серии К142ЕН12А (Б), рис. 4.6. Ее схема включения явля-
ется типовой и в особых пояснениях не нуждается. Микросхема
внутри имеет защиту от перегрузки по току и позволяет рассеивать
на радиаторе мощность до 10 Вт.
При изготовлении универсального источника питания с регули-
ровкой выходного напряжения в широком диапазоне, чтобы обеспечить
для силового транзистора облегченный режим, часто используется се-
U1
ю
Рис. 4.6. Электрическая схема источника питания
Х1
Раздел 4
1R7 J200 + С3 = 22мк 50В С4 ;470мк 50В ( ’ 1 I I S I I .. PV1 / )
— ,
KC175AZ
[ /1R2 VD5- KC175AZ I S I I
J10K VT3 КТ3102И VD6-; КС175А4 £ ( I I I
I R310K
10к|
Х2
Стабилизированные источники питания
гевой трансформатор с секционированной вторичной обмоткой. В этом
случае отводы трансформатора соединяются вручную при помощи пе-
реключателя в зависимости от уровня выходного напряжения так, что-
бы разность между входом и выходом не была очень большой. Вместо
переключателя эту задачу вполне может выполнять автоматическое ус-
тройство, выделенное на рисунке пунктиром.
Для переключения четырех отводов вторичной обмотки транс-
форматора Т1 достаточно всего двух реле, имеющих по две группы
переключающих контактов. Реле включаются в определенной после-
довательности. На схеме показано исходное положение контактов К1
и К2, когда ни одно из них не включено.
Коммутатор имеет три порога переключения и управление ра-
ботой реле выполняется следующим образом:
1) как только напряжение на выходе превысит 7,5 В — включится ре-
ле К1;
2) при превышении уровня 15 В — сработает реле К2;
3) при превышении уровня 22,5 В — отключится К1.
При этом напряжение, снимаемое со вторичных обмоток
трансформатора Т1, будет ступенчато возрастать.
Уровень порога переключения определяется рабочим напря-
жением применяемых стабилитронов (VD4...VD6). В данном вариан-
те схемы для стабилитронов КС175А он составляет 7,5 В. Это
позволяет на выходе источника питания изменять напряжение от 1,5
до 30 В только одним регулятором (R6).
Схема исключает дребезг контактов реле при переключении и
при правильном монтаже коммутатора он в настройке не нуждается.
В устройстве использованы детали: переменный резистор R6
типа СПЗ-4а, остальные резисторы МЛТ или С2-23. Полярный конден-
сатор СЗ лучше использовать танталовый, например типа К52-1Б,
К53-4А; С1, С2 и С4 могут быть любого типа.
Транзисторы VT1, VT2 должны быть с большим коэффициентом
усиления и их можно заменить на КТ829 (А...Г).
Реле К1, К2 применяются на рабочее напряжение 24...27 В и
должны иметь две группы переключающих контактов, допускающих
коммутацию тока до 1...2 А. Например, такими являются РПГ-8-2602
на 24 В, РЭС48 РС4.520.203, РЭС47 РФ4.500,407 и некоторые другие.
Раздел 4
Сетевой трансформатор Т1 можно использовать из серии уни-
фицированных ТПП255-220-50, ТПП276-220-50, ТПП292-220-50. Ну-
мерация подключаемых обмоток может быть такой же, как показана
в Л20, стр. 111. Не сложно также изготовить сетевой трансформатор
на основе любого имеющегося у вас трансформаторного железа (ме-
тодика его расчета приведена в той же книге на стр. 167). - .
Микросхему DA1 устанавливают на радиатор. При этом ради-
атор не должен иметь электрического контакта с корпусом конст-
рукции, так как у DA1 вывод 8 соединен с крепежным элементом
микросхемы.
4.3. Мощные стабилизаторы
напряжения с защитой по току
Для питания некоторых радиотехнических устройств требуется
источник питания с повышенными требованиями к уровню минималь-
ных выходных пульсаций и стабильности напряжения. Чтобы их обес-
печить, блок питания приходится выполнять на дискретных элементах.
Приведенная на рис. 4.7 схема является универсальной и на ее
основе можно сделать высококачественный источник питания на лю-
бое напряжение и ток в нагрузке.
Блок питания собран на широко распространенном сдвоенном
операционном усилителе (КР140УД20А) и одном силовом транзисто-
ре VT1. При этом схема имеет защиту по току, которую можно регу-
лировать в широких пределах.
На операционном усилителе DA1.1 выполнен стабилизатор
напряжения, a DA1.2 используется для обесценения защиты по
току. Микросхемы DA2, DA3 стабилизируют питание схемы управ-
ления, собранной на DA1, что позволяет улучшить параметры ис-
точника питания.
Работает схема стабилизации напряжения следующим обра-
зом. С выхода источника (Х2) снимается обратная связь по напря-
жению. Этот сигнал сравнивается с опорным напряжением,
поступающим со стабилитрона VD1. На вход ОУ подается сигнал
рассогласования (разность этих напряжений), который усиливается
и поступает через R10-R11 на управление транзистором VT1. Таким
образом выходное напряжение поддерживается на заданном уровне
с точностью, определяемой коэффициентом усиления ОУ DA1.1.
154
Стабилизированные источники питания
-220В
VT1 КТ827А
Рис. 4.7. Электрическая схема источника питания
Раздел 4
Нужное выходное напряжение устанавливается резистором R5.
Для того, чтобы у источника питания имелась возможность ус-
танавливать выходное напряжение более 15 В, общий провод для
схемы управления подключен к клемме “+” (Х1). При этом для полно-
го открывания силового транзистора (VT1) на выходе ОУ потребует-
ся небольшое напряжение (на базе VT1 ибэ=+1,2 В).
Такое построение схемы позволяет выполнять источники пита-
ния на любое напряжение, ограниченное только допустимой величи-
ной напряжения коллектор-эмиттер (Окэ) для конкретного типа
силового транзистора (для КТ827А максимальное 0кэ=80 В).
В данной схеме силовой транзистор является составным и по-
этому может иметь коэффициент усиления в диапазоне 750...1700,
что позволяет управлять им небольшим током — непосредственно с
выхода ОУ DA1.1. Это снижает число необходимых элементов и уп-
рощает схему.
Схема защиты по току собрана на ОУ DA1.2. При протекании
тока в нагрузке на резисторе R12 выделяется напряжение. Оно че-
рез резистор R6 прикладывается к точке соединения R4-R8, где срав-
нивается с опорным уровнем. Пока эта разница отрицательна (что
зависит от тока в нагрузке и величины сопротивления резистора
R12) — эта часть схемы не оказывает влияния на работу стабилиза-
тора напряжения.
Как только напряжение в указанной точке станет положитель-
ным, на выходе ОУ DA1.2 появится отрицательное напряжение, кото-
рое через диод VD12 уменьшит напряжение на базе -силового
транзистора VT1, ограничивая выходной ток. Уровень ограничения
выходного тока регулируется с помощью резистора R6.
Параллельно включенные диоды на входах операционных уси-
лителей (VD3...VD7) обеспечивают защиту микросхемы от поврежде-
ния в случае включения ее без обратной связи через транзистор VT1
или при повреждении силового транзистора. В рабочем режиме на-
пряжение на входах ОУ близко к нулю и диоды не оказывают влияния
на работу устройства.
Установленный в цепи отрицательной обратной связи конден-
сатор СЗ ограничивает полосу усиливаемых частот, что повышает ус-
тойчивость работы схемы, предотвращая самовозбуждение.
Аналогичную схему источника питания можно выполнить на
транзисторе с другой проводимостью КТ825А (рис. 4.8).
156
Стабилизированные источники питания
-220В
VT1 КТ815А
.VD3...VD6 КД521А КР1168ЕН15
R10 3K
-СЫ1—
VD12
КД ЮЗА
Рис. 4.8. Второй вариант схемы источника питания
Раздел 4
При использовании указанных на схемах элементов данные ис-
точники питания позволяют на выходе получать стабилизированное
напряжение до 50 В при токе 1...5 А.
Технические параметры стабилизированного источника пита-
ния получаются не хуже указанных для аналогичной по принципу ра-
боты схемы, приведенной на рис. 4.10.
Силовой транзистор устанавливается на радиатор, площадь ко-
торого зависит от тока в нагрузке и напряжения икэ. Для нормальной
работы стабилизатора это напряжение должно быть не менее 3 В.
При сборке схемы использованы детали: подстроечные резис-
торы R5 и R6 типа СПЗ-19а; постоянные резисторы R12 типа С5-16МВ
на мощность не менее 5 Вт (мощность зависит от тока в нагрузке), ос-
тальные из серии МЛТ и С2-23 соответствующей мощности. Конденса-
торы С1, С2, СЗ типа К10-17, оксидные полярные конденсаторы
С4...С9 типа К50-35 (К50-32).
Микросхема сдвоенного операционного усилителя DA1 может
быть заменена импортным аналогом рА747 или двумя микросхемами
140УД7; стабилизаторы напряжения: DA2 на 78L15, DA3 на 79L15.
Параметры сетевого трансформатора Т1 зависят от необходи-
мой мощности, поступающей в нагрузку. Для напряжения до 30 В и
тока 3 А можно использовать такой же, как и в схеме на рис. 4.10. Во
вторичной обмотке трансформатора после выпрямления на конден-
саторе С6 должно обеспечиваться напряжение на 3...5 В больше, чем
требуется получить на выходе стабилизатора.
В заключение можно отметить, что если источник питания
предполагается использовать в широком температурном диапазоне
(-6О...+1ОО°С), то для получения хороших технических характеристик
необходимо применять дополнительные меры. К их числу относится
повышение стабильности опорных напряжений. Это можно осущест-
вить за счет выбора стабилитронов VD1, VD2 с минимальным ТКН, а
также стабилизации тока через них. Обычно стабилизацию тока че-
рез стабилитрон выполняют при помощи полевого транзистора или
же применением дополнительной микросхемы, работающей в режи-
ме стабилизации тока через стабилитрон, рис. 4.9. Кроме того, стаби-
литроны обеспечивают наилучшую термостабильность напряжения в
определенной точке своей характеристики. В паспорте на прецизион-
ные стабилитроны обычно это значение тока указывается и именно
его надо устанавливать подстроечными резисторами при настройке
158
Стабилизированные источники питания
узла источника опорного напряжения, для чего в цепь стабилитрона
временно включается миллиамперметр.
+ 15В
1...10мА
2С191Ф
R1
680
R2
680
VD2
2С191Ф
VT2
КПЗОЗЕ(В)
1...10мА
-15В
а)
Рис. 4.9. Повышение стабильности опорных напряжений
4.4. Лабораторный источник
питания с регулировкой тока ограничения
Для настройки или ремонта радиотехнических устройств необ-
ходимо иметь несколько источников питания. У многих дома уже есть
такие устройства, но, как правило, они имеют ограниченные эксплуа-
тационные возможности (допустимый ток нагрузки до 1 А, а если и
предусмотрена токовая защита, то она инерционна или без возможно-
сти регулировать — триггерная). В общем такие источники по своим
техническим характеристикам не могут конкурировать с промышлен-
ными блоками питания. Приобретать же универсальный лаборатор-
ный промышленный источник довольно дорого.
Раздел 4
Использование современной схемотехники и элементной базы
позволяют сделать в домашних условиях источник питания, по основ-
ным техническим характеристикам не уступающий лучшим промыш-
ленным образцам. При этом он может быть простым в изготовлении
и настройке.
Основные требования, которым должен удовлетворять такой
источник питания: регулировка напряжения в диапазоне 0...30 В; спо-
собность обеспечить ток в нагрузке до 3 А при минимальных пульса-
циях; регулировка срабатывания токовой защиты. Кроме того,
срабатывание защиты по току должно быть достаточно быстрым, что-
бы исключить повреждение самого источника в случае короткого за-
мыкания на выходе.
Возможность плавно регулировать в источнике питания огра-
ничения тока позволяет при настройке внешних устройств исключить
их повреждение.
Всем этим требованиям удовлетворяет предлагаемая ниже
схема универсального источника питания. Кроме того, данный блок
питания позволяет использовать его в качестве источника стабиль-
ного тока (до 3 А).
Основные технические характеристики источника питания:
О плавная регулировка напряжения в диапазоне от 0 до 30 В;
О напряжение пульсаций при токе 3 А не более 1 мВ;
О плавная регулировка тока ограничения (защиты) от 0 до 3 А;
О коэффициент нестабильности по напряжению не хуже 0,001 %/В;
О коэффициент нестабильности по току не хуже 0,01 %/В;
О КПД источника не хуже 0,6.
Электрическая схема источника питания, рис. 4.10, состоит из
схемы управления (узел А1), трансформатора (Т1), выпрямителя
(VD5...VD8), силового регулирующего транзистора VT3 и блока ком-
мутации обмоток трансформатора (А2).
Схема управления (А1) собрана на двух универсальных операци-
онных усилителях (ОУ), расположенных в одном корпусе, и питается от
отдельной обмотки трансформатора. Это обеспечивает регулировку
выходного напряжения от нуля, а также более стабильную работу все-
го устройства. А для облегчения теплового режима работы силового
регулирующего транзистора применен трансформатор с секциониро-
ванной вторичной обмоткой. Отводы автоматически переключаются в
160
Стабилизированные источники питания
зависимости от уровня выходного напряжения при помощи реле К1,
К2. Что позволяет, несмотря на большой ток в нагрузке, применить
теплоотвод для VT3 небольших размеров, а также повысить КПД ста-
билизатора.
Блок коммутации (А2), чтобы При помощи всего двух реле обес-
печить переключение четырех отводов трансформатора, выполняет их
включение в следующей последовательности: при превышении выход-
ного напряжения уровня 7,5 В — включается К1; при превышения уров-
ня 15 В включается К2; при превышении 22 В — отключается К1 (в этом
случае с обмоток трансформатора поступает максимальное напряже-
ние). Указанные пороги задаются используемыми стабилитронами
(VD11 ...VD13). Отключение реле при снижении напряжения выполняет-
ся в обратной последовательности, но с гистерезисом примерно 0,3 В,
т.е. когда напряжение снизится на это значение ниже чем при включе-
нии, что исключает дребезг при переключении обмоток.
Схема управления (А1) состоит из стабилизатора напряжения
и стабилизатора тока. При необходимости устройство может рабо-
тать в любом из этих режимов. Режим зависит от положения регуля-
тора “I” (R18).
Стабилизатор напряжения собран на элементах DA1.1-VT2-VT3.
Работает схема стабилизатора следующим образом. Нужное выход-
ное напряжение устанавливается резисторами “грубо” (R16) и “точ-
но” (R17). В режиме стабилизации напряжения сигнал обратной
связи по напряжению (-Uoc) с выхода (Х2) через делитель из резис-
торов R16-R17-R7 поступает на неинвертирующий вход операционно-
го усилителя DA1/2. На этот же вход через резисторы R3-R5-R7
подается опорное напряжение +9 В. В момент включения схемы на вы-
ходе DA1/12 будет увеличиваться положительное напряжение (оно че-
рез транзистор VT2 приходит на управление VT3) до тех пор, пока
напряжение на выходных клеммах Х1-Х2 не достигнет установленного
резисторами R16-R17 уровня. За счет отрицательной обратной связи
по напряжению, поступающей с выхода Х2 на вход усилителя DA1/2,
выполняется стабилизация выходного напряжения источника питания.
При этом выходное напряжение будет определяться соотно-
шением:
UBbix = (R16 + R17)—,
R3 + R5
где Uon=9 В
4 С А
Раздел 4
-220В
Т1
А1
Рис. 4.10. Электрическая схема универсального источника питания
162
Стабилизированные источники питания
VT3 РА1
Раздел 4
Соответственно изменяя сопротивление резисторов R16 (“гру-
бо”) и R17 (“точно”), можно менять выходное напряжение (11вых) от
О до 30 В.
Когда к выходу источника питания подключена нагрузка, в его
выходной цепи начинает протекать ток, создающий положительное
падение напряжения на резисторе R19 (относительно общего прово-
да схемы). Это напряжение поступает через резистор R18 в точку со-
единения R6-R8. Со стабилитрона VD2 через R4-R6 подается
опорное отрицательное напряжение (-9 В). Операционный усилитель
DA1.2 усиливает разность между ними. Пока разность отрицательная
(т.е. выходной ток меньше установленной резистором R18 величи-
ны), невыходе DA1/10 действует+15 В. Транзистор VT1 будет закрыт
и эта часть схемы не оказывает влияния на работу стабилизатора на-
пряжения.
При увеличении тока нагрузки до величины, при которой на
входе DA1/7 появится положительное напряжение, на выходе DA1/10
будет отрицательное напряжение и транзистор VT1.приоткроется. В
цепи R13-R12-HL1 протекает ток, который уменьшит открывающее
напряжение на базе регулирующего силового транзистора VT3.
Свечение красного светодиода (HL1) сигнализирует о переходе
схемы в режим ограничения тока. В этом случае выходное напряже-
ние источника питания снизится до такой величины, при которой вы-
ходной ток будет иметь значение, достаточное для того, чтобы
напряжение обратной связи по току (Uoc), снимаемое с резистора
R16, и опорное в точке соединения R6-R8-R18 взаимно компенсиро-
вались, т.е. появился нулевой потенциал. В результате выходной ток
источника окажется ограниченным на уровне, задаваемым положе-
нием движка резистора R18. При этом ток в выходной цепи будет оп-
ределяться соотношением:
. R18Uon
1н=------------ ,
(R4 + R6) R19 ’
где Uon=-9 В
Диоды 1VD3) на входах операционных усилителей обеспечива-
ют защиту микросхемы от повреждения в случае включения ее без
обратной связи или при повреждении силового транзистора. В рабо-
чем режиме напряжение на входах ОУ близко к нулю и диоды не ока-
зывают влияния на работу устройства.
164
Стабилизированные источники питания
Конденсатор СЗ ограничивает полосу усиливаемых частот ОУ,
что предотвращает самовозбуждение и повышает устойчивость рабо-
ты схемы.
Особенности конструкции
Части схемы, выделенные пунктиром (узлы А1 и А2), распола-
гаются на двух печатных платах размером 80x65 мм из односторон-
него стеклотекстолита толщиной 1...3 мм.
Для узла А1 топология и расположение элементов показаны
на рис. 4.11.
Узел А2 может быть выполнен объемным монтажом и его раз-
меры зависят от типа применяемых реле.
При сборке использованы детали: подстроечные резисторы R5
и R6 типа СПЗ-19а; переменные резисторы R16...R18 типа СПЗ-4а
или ППБ-1А; постоянные резисторы R19 типа С5-16МВ на 5 Вт, ос-
тальные из серии МЛТ и С2-23 соответствующей мощности.
Конденсаторы С1, С2, СЗ, СЮ типа К10-17, электролитические
С4...С9 типа К50-35 (К50-32).
Микросхема DA1 может быть заменена импортным аналогом
рА747; DA2 на 78L‘15; DA3 на 79L15.
Светодиоды HL1, HL2 подойдут любые с разным цветом свече-
ния. Транзисторы VT1, VT2 могут быть заменены на КТ3107А (Б). Си-
ловой транзистор VT3 устанавливается на радиатор площадью около
1000 см кв. Разъем ХЗ на плате А1 типа РШ2Н-2-15.
Реле К1, К2 применены польского производства типоразмера
R-15 с обмоткой на рабочее напряжение 24 В (сопротивление обмот-
ки 430 Ом) — они за счет бескорпусного исполнения имеют малые
габариты и достаточно мощные переключающие контакты.
Микроамперметр РА1 малогабаритный типа М42303 или анало-
гичный с внутренним шунтом на ток до 3 или 5 А. Для удобства экс-
плуатации источника питания схему можно дополнить вольтметром,
показывающим выходное напряжение.
Сетевой трансформатор Т1 изготавливается самостоятельно на
основе броневого унифицированного промышленного трансформатора
мощностью 160 Вт (например, из серии ОСМ1 ТУ16-717.137-83). Желе-
зо в месте расположения каркаса катушки имеет сечение 40x32 мм.
Потребуется удалить все вторичные обмотки, оставив только сетевую
(если первичная обмотка рассчитана на 380 В, то с нее сматываем
А Г'Г
Раздел 4
Рис. 4.11. Топология печатной платы и расположение элементов узла А1
166
Стабилизированные источники питания
300 витков). Намотку начинаем с обмотки 8-9-10 — она содержит
38+38 витков проводом ПЭЛ диаметром 0,23 мм. Обмотка 7-6-5-4-3 со-
держит 16+15+15+15 витков проводом ПЭЛ диаметром 1,5 мм. Вторич-
ные обмотки трансформатора должны обеспечивать на холостом ходу
напряжения 18+18 В и 7,5+7,5+7,5+7,5 В соответственно.
При безошибочном монтаже в схеме узла А1 потребуется наст-
роить только максимум диапазона регулировки выходного напря-
жения 0...30 В резистором R5 и максимальный ток защиты ЗА —
резистором R6.
Блок коммутации (А2) в настройке не нуждается. Необходимо
только проверить пороги переключения реле К1, К2 и соответствую-
щее увеличение напряжения на конденсаторе С8.
При работе схемы в режиме стабилизации напряжения светит-
ся зеленый светодиод (HL2), а при переходе в режим стабилизации
тока — красный (HL1).
Для увеличения максимально допустимого тока в нагрузке до
5 А в схему потребуется внести изменения, показанные на рис. 4.12
(устанавливается параллельно два силовых транзистора). Это вызва-
но необходимостью обеспечить надежную работу устройства в слу-
чае короткого замыкания на выходных клеммах.
В наихудшем случае силовые транзисторы кратковременно
должны выдерживать перегрузку по мощности Р=11вх1=35-5=175 Вт. А
один транзистор КТ827А может рассеивать мощность не более 125 Вт.
Рис. 4.12. Изменения в схеме для тока в нагрузке до 5 А
Переключающие напряжение с трансформатора Т1 реле К1 и К2
инерционны и не обеспечивают мгновенное снижение напряжения,
приходящего со вторичной обмотки Т1, но они уменьшат тепловую рас-
сеиваемую мощность на силовых транзисторах при длительной работе
источника.
Раздел 4
В случае выполнения источника питания на ток 5 А необходи-
мо также уменьшить номинал резистора R19 до 0,2 Ом и с учетом
этого пересчитать значения резистора R18 по формуле:
Ih(R4 + R6)R19 5-3000-0,2 _ г п
п I о —----------—------------— О0О IsJM I
Uon 9
4.5. Автоматическое
зарядно-пусковое устройство
для автомобильного аккумулятора
Пусковые устройства промышленного изготовления нередко
обладают малой мощностью и недостаточно надежны в эксплуатации.
Простейшие самостоятельно изготовленные схемы автомобильных
пусковых устройств, состоящие только из трансформатора и силовых
выпрямительных диодов, также обладают рядом недостатков.
Во-первых, при случайном коротком замыкании выходных прово-
дов можно легко повредить дорогостоящие выпрямительные диоды. В
случае неправильной полярности подключения такой схемы к аккуму-
лятору можно повредить бортовую электронику или сам аккумулятор.
Кроме того, при изготовлении простейшего пускового устройст-
ва требуется грамотно выбирать параметры трансформатора (соотно-
шение числа витков первичной и вторичной обмоток для конкретного
типа магнитопровода), чтобы он обеспечивал ток в нагрузку не менее
100 А при просадке напряжения не ниже 10 В.
Устранить все эти недостатки позволяет описываемое ниже уст-
ройство. Его можно также использовать для подзаряда или трениров-
ки аккумулятора, а автоматика не допустит превышения напряжения
на аккумуляторе выше допустимой величины во всех режимах работы.
Электрическая схема обеспечивает стабилизацию выходного
напряжения и защиту по току от короткого замыкания. А при непра-
вильной полярности подключения аккумулятора к выходным клем-
мам устройства не позволит включить его в работу.
Для работы пуско-зарядного устройства в разных режимах под-
ключение аккумулятора выполняется к одним и тем же выходным
клеммам, что очень удобно при эксплуатации. При этом обеспечива-
ется контроль работы схемы и состояния аккумулятора при помощи
вольтметра и амперметра, установленных на передней панели корпу-
168
Стабилизированные источники питания
са, рис. 4.13. Расположенными там же регуляторами можно в широ-
ких пределах изменять выходное напряжение “U” и ток ограничения
(защиты) “I”. х
Устройство может работать в трех режимах, которые выбира-
ются переключателем SA1 (“режим”):
1. ЗАРЯДКА — обеспечивается зарядка аккумуляторной батареи
(АБ) стабильным током до момента, когда напряжение на аккуму-
ляторе возрастет до величины 14,8 В. При этом ток зарядки может
быть установлен любым в диапазоне 1...10 А.
2. ТРЕНИРОВКА — используется для предотвращения сульфатации
пластин аккумулятора лри его длительном хранении с залитым
электролитом, например в зимний период. Устройство позволяет
циклически выполнять процесс заряд-разряд в автоматическом
режиме. Ток заряда может устанавливаться от 1...10 А, разряда —
0,8 А. Количество циклов не ограничено.
Раздел 4
3. ПУСК — режим используется для запуска двигателя автомобиля.
При этом устройство подключается параллельно с аккумулятором
и обеспечивает ток до 100 А в непрерывном режиме. Что позво-
ляет облегчить запуск двигателя в зимний период или при пони-
женной емкости аккумулятора в результате старения.
Электрическая схема зарядно-пускового устройства, рис. 4.14,
состоит из следующих частей:
а) силового трансформатора Т1 мощностью около 1 кВт с выпрями-
телем, выполненным на тиристорах VS1, VS2;
б) источника питания для схемы управления на трансформаторе Т2
и стабилизаторах DA2, DA3;
в) схемы автоматического управления (DA1...DA4, ТЗ);
г) схемы контроля режимов (PV1, усилителя DA6 для измерения то-
ка, РА1, HL1, HL2);
д) блока включения и защиты (К1, К2, DA5).
Таблица 4.1. Питающие напряжения на микросхемах
Номер и тип микросхемы Напряжение на выводах, В
2 4 6 7 9 11 12 13
DA1 КР140УД20А -15 +15 +15
ОА4КР1114ЕУ4 ОП +15
DA5 К554САЗБ ОП -15 +15 ОП
DA6 К157УД1 -15 +15
Так как при зарядке автомобильной аккумуляторной батареи
рекомендуют поддерживать средний зарядный ток постоянным, в ка-
честве регулирующего элемента используются тиристоры. Они одно-
временно работают как управляемые выпрямители.
Для удобства изготовления схема управления питается от от-
дельного трансформатора Т2. С него же снимается и сигнал для син-
хронизации работы схемы с частотой сети (цепь из элементов
VD6-R28-R33). Напряжения +15 В и -15 В, используемые для питания
схемы управления, стабилизированы на микросхемах DA2 и DA3.
Блок автоматического управления работает следующим обра-
зом. Сигнал обратной связи по напряжению (Uoc) с выходных клемм
(Х1, Х2) через резисторы R1-R4 поступает на вход интегратора
DA1.1. Выходное усиленное напряжение суммируется с напряжени-
ем, установленным резистором R14, и поступает на вход DA4/15.
170
Стабилизированные источники питания
Микросхема DA4 (КР1114ЕУ4) предназначена специально для
построения импульсных схем управления, что позволяет значитель-
но упростить устройство. Она содержит полный набор функциональ-
ных узлов для выполнения широтно-импульсного управления
(рис. 4.15) и внутри имеет: прецизионный источник опорного напря-
жения +5 В (ИОН); усилители ошибки (1 и 2), компараторы (3 и 4), схе-
мы управления выходным каскадом на транзисторах и генератором
пилообразного напряжения. Частота генератора задается внешним
резистором R30 и конденсатором С15. Работа автогенератора син-
хронизируется с частотой сети при помощи транзистора VT1, сигнал
на открывание которого поступает с выпрямителя VD6.
На выходе микросхемы DA4/8 формируется импульс напряже-
ния, ширина которого зависит от положения регуляторов R19, R14.
Так как для открывания тиристоров достаточно коротких импульсов,
для их получения используется дифференцирующая цепь C18-R45.
Эти импульсы усиливаются транзисторами VT2, VT3 и через гальва-
нически развязывающий цепи импульсный трансформатор (ТЗ) по-
ступают на управляющие выводы тиристоров (VS1, VS2).
Функция стабилизации тока выполняется следующим образом.
Сигнал обратной бвязи по току (loc), снимаемый с шунта Riu, через
резистор R5 поступает на вход интегратора DA1/7. Интегратор усили-
вает напряжение в 10 раз, а также сглаживает пульсаций. Сигнал с
выхода DA1/10 смешивается с установленным резистором R14 на-
пряжением. Разность этих напряжений поступает на вход (DA4/2) то-
коограничивающего усилителя. Внутри микросхемы производится
сравнение приходящих на входы DA4/4 и DA4/2 сигналов и больший
из них непосредственно влияет на ширину импульсов управления и,
как следствие, на момент открывания тиристоров.
Контроль работы схемы выполняется по вольтметру PV1 и ам-
перметру РА1.
Когда устройство используется в качестве пускового, ампер-
метр РА1 подключается к шунту переключателем SA1 напрямую. При
токе 100 А напряжение на шунте должно быть 75 мВ и его вполне до-
статочно для отклонения стрелки прибора на полную шкалу.
В случае же, когда рабочий ток необходим до 10 А (режим “за-
рядка” или “тренировка”), для его более точного измерения установ-
лен усилитель (DA6) с коэффициентом 10 и стрелка амперметра РА1
сможет также отклоняться на полную шкалу.
Раздел 4
-220В
ХР1 А1 К1.1 T1 VS1 Т161-160
VD1...VD4, 1
VD7...VD15J КД52^
VD16...VD19 КД247А
DA1 К140УД20А
DA2 КР1157ЕН1502
DA3 КР1168ЕН15
DA4 КР1114ЕУ4
DA5 К554САЗБ
9,1к
Рис. 4.14. Электрическая схема зарядно-пускового устройства
172
Стабилизированные источники питания
Раздел 4
Рис. 4.15. Структурная схема микросхемы КР1114ЕУ4
Индикация режима работы устройства осуществляется све-
тодиодами: свечение светодиода HL1 — работа, HL2 — устройство
отключено и идет разряд аккумулятора током 0,8 А (в режиме тре-
нировки).
Блок включения и защиты начинает работать при правильной
полярности подключения аккумулятора к клеммам Х1, Х2. В этом слу-
чае, если включен автомат А1, при нажатии кнопки SB1 за счет тока,
протекающего от аккумулятора через обмотку К1, резистор R67 и ди-
од VD22, включится реле К1 и своими контактами (К1.1, К1.2) подаст
питание на трансформатор Т1 и схему управления, а также заблоки-
рует цепь кнопки (К1.3). Нетрудно заметить, что при неправильной по-
лярности подключения аккумулятора диод VD22 будет закрыт и не
позволит включиться рел® К1.
На микросхеме DA5 собран компаратор напряжения, который
в зависимости от выбранного переключателем SA1 режима управля-
ет алгоритмом работы устройства, не допуская превышения напря-
жения на аккумуляторе выше заданного (резистором R41) уровня
14,8 В. Это действующее значение — амплитуда будет больше. Цепь
из R48-VD17 обеспечивает гистерезис работы компаратора.
Рассмотрим теперь более подробно особенности работы за-
рядно-пускового устройства в разных режимах.
174
Стабилизированные источники питания
и1
Рис. 4.16. Форма напряжения в контрольных точках: а) на выходе
DA4/5; б) на гнездах Х1-Х2 при настройке; в) на гнездах Х1-Х2 при
подключенном аккумуляторе; г) на выходе DA4/8;
д) импульсы в первичной обмотке ТЗ
Раздел 4
Режим “зарядка”
Необходимый ток заряда в режиме стабилизации тока устанав-
ливается резистором R14 при положении регулятора напряжения
R19 на максимум. Контроль зарядного тока выполняется по ампер-
метру РА1.
Для осуществления заряда аккумуляторную батарею подключа-
ют к клеммам “+” (Х1) и (Х2) устройства, соблюдая полярность.
При нажатии на кнопку SB1 схема начнет работать. Как только вы-
ходное напряжение, установленное резистором R19, превысит уро-
вень, имеющийся на аккумуляторе, в цепи его заряда от
трансформатора (Т1) начинает протекать ток через шунт (Rui), созда-
вая на нем напряжение. Это напряжение попадает на вход усилите-
ля-интегратора обратной связи по току DA1.1. Оно будет меняться до
тех пор, пока не скомпенсирует опорное напряжение, установленное
на входе DA4/2 (это напряжение в свою очередь определяет момент
открывания тиристоров, а значит и ток в силовой цепи).
Таким образом, стабилизация тока или напряжения в этом и
других режимах работы устройства представляет собой процесс уста-
новки такого момента открывания тиристоров, при котором напряже-
ние на выходе устройства через цепи обратной связи компенсирует
опорное напряжение в определенной точке.
Если схема работает в режиме стабилизации тока, то по мере
заряда аккумулятора напряжение на нем будет возрастать. Как толь-
ко оно достигнет уровня 14,8 В, компаратор DA5 срабатывает и сиг-
нал, поступающий с его выхода на вход DA4/4, прекращает
формирование управляющих открыванием тиристоров импульсов.
Режим “тренировка”
Процесс тренировки в основном аналогичен процессу зарядки
за исключением того, что когда переключатель SA1 установлен в со-
ответствующий режим — компаратор DA5 следит за уровнем напря-
жения на аккумуляторе и при его превышении величины 14,8 В
подает сигнал запирания на вход DA4/4. Что приводит к исчезнове-
нию импульсов (DA4/8), управляющих открыванием тиристоров. При
этом также откроется транзистор VT5 и сработает реле КЗ. Оно сво-
ими контактами К3.1 подключит нагрузку (R68) для разряда аккуму-
лятора. Резистор R68 обеспечивает разрядный ток 0,8 А.
176
Стабилизированные источники питания
Разряд будет происходить до тех пор, пока напряжение на ак-
кумуляторе не снизится до величины 10,5 В. Как только это произой-
дет, на выходе компаратора DA5 вновь появится нулевой уровень,
что выключит реле КЗ и схема перейдет в режим зарядки аккумуля-
торной батареи. Этот процесс заряд-разряд будет периодически по-
вторяться, а количество циклов не ограничено.
Режим “пуск”
В этом режиме не только ограничивается выходной ток устрой-
ства для того, чтобы защитить его от повреждения, но и уровень вы-
ходного напряжения до безопасной для аккумулятора и бортовой
сети величины.
Для работы в этом режиме регулятор тока R14 устанавливает-
ся на максимум, а резистором R19 устанавливаем по прибору PV1
напряжение 13...14 В.
Теперь можно вставить ключ в замок зажигания автомобиля и
произвести запуск двигателя. При этом в зависимости от условий пу-
ска стрелка РА1 может занимать разные положения на шкале, а его
максимальное значение будет соответствовать 100 А. Стрелка вольт-
метра PV1 может отклоняться в сторону уменьшения.
Особенности сборки и конструкция
Корпус устройства имеет размеры 340x240x200 мм и выполнен
из листового дюралюминия. Тиристоры VS1 и VS2 устанавливаются
на радиаторы площадью около 1000 см кв. (стандартные радиаторы
для этих тиристоров имеют как раз такую площадь поверхности).
Конструктивно часть деталей, выделенная на схеме пунктиром,
кроме переключателя SA1, располагается на двухсторонней печат-
ной плате из стеклотекстолита толщиной 2,5...3,5 мм размером
145x110 мм, рис. 4.17...4.19.
Элементы VD5 и R8, R9 для увеличения плотности монтажа ус-
тановлены под Т2, 05, С6 соответственно. Подстроечные резисторы
закрепляются на плате друг над другом, как это показано на рис. 4.20.
Чтобы исключить замыкание печатных проводников при монта-
же, под трансформатор ТЗ и подстроечные резисторы подкладывается
диэлектрическая прокладка. Кроме того, на плате необходимо сделать
две объемные перемычки между выводами DA5/2-DA4/7-VT1/3.
Раздел 4
110
Рис. 4.17. Топология печатной платы со стороны монтажа
178
Стабилизированные источники питания
Рис. 4.18. Топология печатной платы со стороны установки деталей
Раздел 4
Рис. 4.19. Расположение элементов на плате (микросхема DA6
показана без радиатора)
180
Стабилизированные источники питания
Соединениетечатной платы с остальными деталями выполне-
но через разъем ХЗ типа РШ2Н-2-15 и контактные лепестки от любо-
го миниатюрного разъема. Соединительные провода до регуляторов
R14 иВ19 должны быть в экране.
Рис. 4.20. Установка подстроечных резисторов на плате
Монтаж силовой части (от трансформатора Т1 до тиристоров и
клемм Х1, Х2) выполняется гибким многожильным проводом сечени-
ем не менее 8 мм кв., например марки ПВЗ.
В устройстве микросхемы могут быть заменены импортными
аналогами DA1 — рА747С; DA2 — TL494L; DA3 — 78L15; DA4 —
79L15; DA5 — LM211N; DA6 — нет аналогов.
Диоды типа КД521, установленные на входах микросхем, пре-
дотвращают их случайное повреждение в процессе настройки схемы
и могут быть заменены любыми маломощными импульсными: КД522,
КД510, КД503 и др.
Подстроечные резисторы (R38, R40, R41, R44) для удобства на-
стройки применены многооборотные типа СП5-3, регулировочные
R14, R19 типа СПЗ-4а-0,25 Вт с линейной характеристикой (А) изме-
нения сопротивления, остальные могут быть любого типа, например
МЛТ — соответствующей мощности.
Полярные конденсаторы СЮ, С11, С13, С14 и С17 типа К50-35;
СЗ, С4 типа К42У-2 на 0,015 мкФ на 630 В; остальные из серии К10
или КМ-6.
В качестве измерительных приборов использованы стрелочный
вольтметр PV1 и амперметр РА1 одного и того же типа М42301. Так
как амперметр имеет внутренний шунт — потребуется вскрыть корпус
и его удалить. Ведь в схеме для измерения тока 100 А используется
внешний шунт (Rm). Шунт Rm взят стандартный типа 75ШСМ-100-0,5.
Раздел 4
Включатель А1 (токовый автомат) — типа АЕ10-31 на ток 10 А,
переключатель SA1 типа ПГЗ (ПГ2), кнопка SB1 подойдет любая.
Реле К1 типа KP460DC на 12 В (польского производства) или
аналогичное с тремя группами переключающих контактов, рассчитан-
ных на ток до 5 А. Реле К2 и КЗ типа РЭС47 паспорт РС4.500.407-01
(РС4.500.407-03).
Для изготовления Т1 использовано трансформаторное железо
с сечением в месте расположения обмотки Sct=35 см кв. (окно име-
ет площадь Sok=72 см кв.). Первичная обмотка содержит 240 витков
проводом ПЭТВ сечением 2,5 мм кв. (диаметр 1,8 мм), вторичная
22+22 витка проводом ПШВ-3 сечением 10 мм кв.
Трансформатор Т2 любой маломощный (Р — 5 Вт) с напряже-
ниями во вторичных обмотках 3-4-5 — 18+18 В, а в 6-7-8 — 10+10 В,
но лучше, если его конструкция будет предусматривать установку на
печатную плату.
Импульсный трансформатор ТЗ выполняется на каркасе внутри
броневых чашек типоразмера Б28 из феррита марки М2000НМ. Об-
мотки содержат 1-2 — 80 витков, 3-4 — 40 витков проводом ПЭЛШО
диаметром 0,35 мм.
Настройка схемы
Для настройки необходимы осциллограф, цифровой вольтметр,
эквивалентная нагрузка Rh (проволочный резистор сопротивлением
1...1.2 Ом и мощностью не менее 100 Вт, например подойдет нихро-
мовая проволока диаметром 0,5... 1 мм), а также внешний стрелоч-
ный амперметр (РА2) на ток до 10 А, см. рис. 4.21.
Рис. 4.21. Подключение цепей устройства при настройке схемы
Элементы, отмеченные на электрической схеме звездочкой
могут потребовать подбора. Добавочный резистор R67 в цепи реле
182
Стабилизированные источники питания
подбирается такой величины, чтобы якорь реле К1 после срабатыва-
ния отпускался при напряжении питания меньше 10 В (лучше это сде-
лать до того, как резистор и реле будут установлены в схему).
Предварительная настройка схемы выполняется в следующей
последовательности. Нужно временно заблокировать перемычками
контакты реле К1.1 и К1.2, а также отпаять R36. Переключатель SA1
установить в положение “тренировка”, а резисторы R14 и R19 вывес-
ти на максимум.
Включив сетевое питание (А1) с помощью осциллографа, про-
контролировать форму пилообразного напряжения на выводе
DA4/5 — оно не должно иметь большой ступеньки на нулевом уров-
не, см. рис. 4.16, а (для этого может потребоваться подбор резисто-
ра R28). После чего осциллографом и цифровым вольтметром
контролируем напряжение на клеммах Х1 и Х2. Форма напряжения
на выходе должна соответствовать показанной на рис. 4.16, б и регу-
лироваться резисторами R44 и R19. Если это не так, то следует про-
верить наличие импульсов на выходе DA4/8 и правильность монтажа.
Подстроечным резистором R44 устанавливаем момент откры-
вания тиристоров 11откр=15,5 В. Это необходимо для того, чтобы во
всех режимах работы устройства амплитудное значение напряжения
на выходе превышало напряжение на аккумуляторе (иначе тиристо-
ры не будут открываться).
Выключив устройство, подпаиваем на место R36. После этого
при включенной схеме регулятором R19 выставляем действующее
напряжение на выходе устройства 14,8 В и подбором резистора R36
добиваемся того, чтобы при достижении на выходе этого напряжения
компаратор DA5 переключался — на выводе DA5/9 появится +15 В
(светодиод HL1 будет светиться).
После этого регулятором R19 устанавливаем на выходе уст-
ройства напряжение 10,5 В и подстройкой резистором R41 добиваем-
ся, чтобы при достижении на клеммах Х1-Х2 этого напряжения у
компаратора появлялось нулевое напряжение на выходе DA5/9 (ре-
зистор R41 задает величину гистерезиса для компаратора).
Для того, чтобы регуляторами, установленными на передней па-
нели, было удобно пользоваться, т.е. диапазон регулировки выходно-
го напряжения резистором R19 оставался в интервале 10...15 В —
необходимо подобрать добавочные резисторы R15 и R24. Аналогично
подбираются и резисторы R10 и R23 для диапазона регулировки рези-
Раздел 4
стором R14 уровня стабилизации тока в диапазоне 1...10 А. В этом
случае допустимые режимы для аккумулятора не будут превышены.
Резистор R19 используется для регулировки напряжения на
клеммах Х1-Х2 в режиме “пуск”, в остальных же режимах он устанав-
ливается на максимальное выходное напряжение, так как схема в
этих режимах должна работать как стабилизатор тока (выходное на-
пряжение будет зависеть от величины тока) и по мере заряда акку-
мулятора напряжение на нем будет возрастать, но не превысит
допустимого значения.
Для калибровки показаний амперметра РА1 в режимах “заряд”
и “тренировка” необходимо резистором R38 установить стрелку при-
бора на “0”. После чего подключаем нагрузку Rh (включателем SA2)
и внешний стрелочный амперметр (РА2), рис. 4.20. Резистором R14
(при положении R19 на максимуме) выставить по внешнему ампер-
метру РА2 ток 10 А, а резистором R40 надо установить такое же зна-
чение показаний тока на РА1.
Эту операцию следует повторить несколько раз, подстраивая
R38 и R40 до тех пор, пока стрелка РА1 при “0” и при токе 10 А будет
соответствовать показаниям внешнего амперметра.
Теперь необходимо проверить работу схемы в режиме стабили-
зации тока. Для этого на момент включения устройства блокируем кон-
такты К1.1, К1.2. Переключатель SA1 установить в положение “пуск”,
регулятор тока “I” в среднее положение, a “U” на максимум. К выход-
ным клеммам Х1-Х2 подключаем нагрузку сопротивлением около
0,2 Ом (по мощности она должна быть рассчитана на протекающий ток
до 100 А). При этом показания приборов должны быть: РА1 — 50 А,
PV1 — 10 В. Регулятором “I” можно менять выходной ток — в этом слу-
чае будет меняться и выходное напряжение, что соответствует режи-
му стабилизации тока. А при изменении сопротивления нагрузки в
небольших пределах ток не должен меняться.
На этом предварительную регулировку можно считать закон-
ченной, а окончательная проверка выполняется на реальном
аккумуляторе.
184
§ ? Компьютер в доме
Многие уже имеют компьютер дома или пользуются им на
работе.
В нашей стране наибольшее распространение получили IBM PC
совместимые персональные компьютеры (ПК). Их число неуклонно
растет. Такие компьютеры пользуются популярностью во всем мире
благодаря своей универсальности, высокой надежности и большому
ассортименту программного обеспечения. Кроме того, возможности
компьютера можно наращивать по мере необходимости, докупая до-
полнительные узлы и самостоятельно устанавливать их в соответст-
вующий свободный разъем (слот) на материнской плате внутри
корпуса компьютера или подключая через один из внешних разъемов
(портов). Такими узлами (устройствами) могут быть: модем, TV тю-
нер, УКВ или всеволновый радиоприемник, графический ускоритель
и т.д. Это позволяет легко расширять область применения компьюте-
ра при минимальных затратах.
В настоящее время умение пользоваться компьютером так же
необходимо, как умение читать и писать. В некоторых школах и ин-
ститутах рефераты, а также другие зачетные работы, принимают в
подготовленном на компьютере виде. Уже через несколько лет прак-
тически не будет специальностей, где можно обойтись без навыков
работы на компьютере.
Изучать работу компьютера, не имея его самого, совершенно
бесполезно. Ведь управлять автомобилем, зная только теорию, тоже
не удастся. Поэтому вопрос выбора компьютера для дома стоит пе-
ред многими. Приведенные ниже рекомендации помогут вам не толь-
ко выбрать оптимальную для конкретных задач конфигурацию ПК, но
и более эффективно его использовать.
5.1. Какой компьютер выбрать
Иметь компьютер дома очень удобно. Он может помочь в обу-
чении. Например существует много программ по изучению иностран-
ных языков, грамматики, физики, математики, истории, географии и
многим другим предметам. Процесс обучения при этом превращает-
ся в увлекательное занятие, что улучшает восприятие (запоминание)
Раздел 5
информации. Немало радости могут доставить и игровые программы.
Их имеется большое разнообразие на любой вкус.
Современный компьютер может осуществлять обработку и хра-
нение большого количества информации. Например, один лазерный
компакт-диск (CD-ROM) позволяет записать целую библиотеку — бо-
лее 4500 литературных произведений. Кроме того, подключение че-
рез телефонную линию к сети Internet открывает доступ к огромному
объему самой свежей информации.
При помощи специальных программ домашний компьютер мо-
жет заменить ряд низкочастотных измерительных приборов (генера-
тор, осциллограф, анализатор спектра и др.), которые необходимы
для проверки электрической схемы. При помощи компьютера можно
моделировать работу схемы, а также выполнять разводку топологии
печатной платы. Многие универсальные программаторы для микро-
схем памяти выполняются в виде приставки к компьютеру.
Не хватит одной статьи, чтобы описать все достоинства и воз-
можные применения ПК. Универсальность компьютера позволяет
каждому человеку использовать его для решения своих задач. Но пе-
ред приобретением необходимо ясно представлять, для чего он вам
нужен, и исходя из этого уже выбирать параметры.
По статистике, чаще всего компьютер используют дома для
следующих целей:
1) как игровую приставку для организации досуга семьи. Для того,
чтобы на вашем компьютере нормально шли самые современные
игры, в настоящее время достаточно иметь дома компьютер
Pentium-Il с тактовой частотой процессора не ниже 300 МГц и объ-
емом оперативной памяти не менее 64 Мбайт, а также винчестер
на 3...4 Гбайт. Любое дополнительное количество памяти лишним
не будет. Некоторые игры для запуска требуют еще и наличия 3Dfx
ускорителя.
2) для подготовки печатных материалов с помощью одной из про-
грамм текстового редактора. В этом случае к компьютеру еще по-
требуется подключить принтер. Такая задача по силам даже
самому древнему компьютеру (сделанному 5 лет назад). Правда,
для работы в текстовых редакторах Word 7 или Word 97 все же ну-
жен компьютер не ниже Pentium с тактовой частотой процессора
от 100 МГц. Объем оперативной памяти желательно иметь не ме-
нее 16 Мбайт для Word 7 и 32 Мбайта для Word 97.
186
Компьютер в доме
3) как устройство, облегчающее учет и анализ информации различ-
ного назначения (например, проведение инженерной или научной
работы), а также для выполнения других творческих работ. В этом
случае обычно предъявляются максимальные требования к ком-
пьютеру и их ограничить может только толщина кошелька. Тут на-
до учитывать, с какими пакетами программ придется работать, и
требования, которые эти программы предъявляют к компьютеру.
В рекламных целях разработчики программ минимальные требо-
вания немного занижают и для комфортной работы компьютер не-
обходимо выбирать более мощный.
В настоящее время (на момент выхода этой книги) современ-
ным настольным ПК, который не потребуется менять через год, мож-
но считать такую конфигурацию: процессор Pentium-Il или AMD K6-III
с тактовой частотой не ниже 300 МГц. Такой компьютер должен
иметь также CD-ROM 24...50 скоростной и винчестер объемом 4...6
Гбайт, а также оперативную память не менее 64...128 Мбайт.
Монитор лучше сразу приобретать с размерами экрана 15 или
17 дюймов и зернистостью не более 0,25...0,28 мм. Он должен иметь
полосу видеотракта не менее 85 МГц и обеспечивать работу с часто-
той кадров (вертикальной разверткой) не менее 85 Гц при разреше-
нии 800x600. При кадровой частоте 85 Гц и больше глаза уже не
замечают мерцания экрана и гораздо меньше устают. Среди домаш-
них мониторов у нас в стране большой и вполне заслуженной попу-
лярностью пользуются изделия фирм ViewSonic и Panasonic
(некоторые из моделей собирают на одном и том же конвейере и от-
личия имеются только в дизайне корпуса). Для домашнего примене-
ния многие приобретают мониторы фирмы Samsung.
Кроме того, если у вас есть дома телефонная линия, наверня-
ка потребуется модем (внутренний или внешний).
Сегодня самым современным компьютером является модель
с процессором Pentium-Ill, работающим на частоте 800 МГц. Стоит
он дороже автомобиля и иметь такой ПК дома пока нет никакой не-
обходимости.
Несмотря на то, что через каждые 3...6 месяцев в продаже по-
являются новые, более совершенные, узлы для компьютера, а на ра-
нее выпущенные цены снижаются — нет смысла участвовать в этой
гонке. Реальный прирост производительности от этих улучшений из-
Раздел 5
меряется в единицах процентов и без специальных тестов заметить
их на работе программ невозможно.
Тут надо отметить, что рост цены компьютера и его производи-
тельности связаны не линейно и по мере приближения к максималь-
ным технологическим достижениям цена значительно больше
увеличивается, чем реальное быстродействие.
5.2. Собирать самому или купить готовый
Перед нами стоит задача получить оптимальный состав ком-
пьютера за минимальную цену. Как уже отмечалось выше, состав и
конфигурация компьютера зависят от тех задач, которые стоят перед
пользователем.
Собрать самому необходимый компьютер из имеющихся в про-
даже комплектующих несложно. Тут даже не придется пользоваться
паяльником — достаточно одной крестообразной отвертки и пинцета.
Нужна только аккуратность при закреплении узлов и внимательное
подключение внутренних соединительных кабелей '(не все из них
имеют ключ, который препятствует ошибочной ориентации разъема).
Что, куда и как вставлять, описано в руководстве, прилагаемом к ма-
теринской плате. Там же показывается положение перемычек
(jumpers), при помощи которых устанавливается тактовая частота ра-
боты процессора и внутренней шины, что позволяет настроить плату
под параметры конкретного процессора. Некоторые современные
материнские платы не имеют перемычек и все необходимые уста-
новки выполняют программы. Но перед тем, как приобретать ком-
плектующие и приступать к самостоятельной сборке, лучше
прочитать соответствующие книги, где этот процесс описывается до-
статочно подробно, например Л21, Л22 и ряд других. Для того, чтобы
получить быстродействующий компьютер, все входящие в его состав
узлы должны быть сбалансированы по своим характеристикам.
Кроме того, надо понимать работу компьютера на уровне сис-
темы, чтобы “оживить” железо, т.е. сделать соответствующие уста-
новки в БИОСе, а также иметь опыт установки программного
обеспечения.
Несмотря на то, что современные устройства благодаря техно-
логии “Plag and play” после инсталляции соответствующих драйверов
(специальных программ) чаще всего успешно работают, иногда при
подключении в компьютере могут возникнуть конфликты распределе-
188
Компьютер в доме
ния аппаратных прерываний (IRQ) или адресов. Эти проблемы прихо-
дится устранять самому пользователю, меняя в программе распреде-
ление ресурсов.
При самостоятельной сборке узлы, входящие в состав компью-
тера, приобретаются в разных фирмах. Что обычно связано не толь-
ко с желание^ сэкономить деньги, но и с наличием в продаже
нужных комплектующих. Из широкого ассортимента комплектующих
узлов необходимо выбрать нужные для вас и при этом не перепла-
тить лишние деньги.
Некоторые из купленных комплектующих могут иметь брак или
же быть не полностью совместимы между собой. Вернуть их продав-
цу без проблем можно в течение двух недель (лучше, если гарантия
будет не менее чем 6... 12 месяцев). Поэтому основные и наиболее
дорогостоящие покупки желательно выполнять в короткие сроки, что-
бы успеть все проверить в составе собранного компьютера.
Обычно приступают к самостоятельной сборке в том случае, ес-
ли имеющиеся в продаже компьютеры не соответствуют предъявляе-
мым вами к нему особым требованиям. Особые требования бывают у
тех, кто имеет уже опыт эксплуатации современного компьютера и
точно знает, как и'что от него можно получить.
Большинству начинающих пользователей вполне подойдут уже
готовые модели, стоимость которых не выше $800... 1000. А некоторые
компьютеры, собранные из устаревших узлов, стоят даже дешевле, но
тут можно вспомнить народную мудрость: скупой платит дважды.
Конечно, многие фирмы могут собрать на заказ компьютер лю-
бой конфигурации из имеющихся у них в данный момент узлов. Но най-
ти из них такую, где есть все необходимые для вас комплектующие, от
конкретного производителя довольно сложно. Кроме того, цена долж-
на быть также умеренной, а найти это еще более трудная задача.
Хороший современный компьютер быть очень дешевым не может.
Но и высокая цена не является гарантией такого же высокого
качества и надежности. Компьютеры известных в мире фирм-произ-
водителей от неграмотной эксплуатации также ломаются, но в этом
случае при самостоятельном ремонте или модернизации могут воз-
никнуть дополнительные трудности, связанные с совместимостью за-
меняемых узлов.
При продаже собранного компьютера любая фирма дает гаран-
тию на срок от 1 года до 2 лет. Но на гарантийном талоне мелким
Раздел 5
шрифтом написано, что действует эта гарантия в том случае, если вы
используете только лицензионное программное обеспечение (ПО).
Стоимость же всего необходимого для работы лицензионного ПО мо-
жет значительно превысить цену самого компьютера. Позволить се-
бе такие расходы могут не многие. Таким образом, большинству
покупателей гарантийным ремонтом в случае сбоев в работе ком-
пьютера воспользоваться не всегда удастся.
Преимуществом самостоятельной сборки является то, что вы
будете иметь полный комплект сопроводительной документации и
драйверов на комплектующие узлы. Что в дальнейшем при проведе-
нии необходимой модернизации облегчит ее выполнение. Кроме то-
го, приобретенный опыт сборки и установки программного
обеспечения на свой компьютер сделает вас независимым от ком-
пьютерных фирм, услуги которых не дешевы.
В общем окончательное решение по поводу выполнения само-
стоятельной сборки компьютера зависит от вашего опыта и знаний в
данной области. И если уж браться за сборку компьютера, то ориен-
тироваться следует на АТХ — формат корпуса и материнской платы.
Такой корпус на передней панели должен иметь не менее трех пяти
дюймовых отсеков (лучше, если их будет 4) и два 3,5 дюймовых, что
упростит модернизацию в дальнейшем. Внутренний источник питания
должен быть рассчитан на мощность не менее 250 Вт. Кроме того,
желательно, чтобы на корпусе кроме кнопок включения (Power) и
сброса (Reset) была еще одна (Sleep) — предназначенная для пере-
вода компьютера в режим сна. И если вы не хотите, чтобы кнопки на
корпусе сами проваливались, а источник питания шумел, лучше при-
обретать изделия не китайского производства. Еще более опасно по-
купать корпус, если не указан производитель — это значит, что перед
вами явный брак (добросовестные изготовители гордятся своей про-
дукцией и страну не скрывают).
Наиболее подробно процесс сборки компьютера описан в жур-
нале Л23 и поэтому здесь приводиться не будет.
5.3. Что нельзя делать с компьютером
Каждый, у кого имеется компьютер, должен знать определен-
ные правила его эксплуатации. Их выполнение избавит от лишних
проблем и необходимости заниматься ремонтом. Ниже эти правила
перечислены в порядке важности:
190
Компьютер в доме
1) Все подключения соединительных кабелей между устройствами
(принтер, мышь, клавиатура, модем и т.д.) и основным блоком ком-
пьютера выполняются в обесточенном состоянии и без приклады-
вания больших механических усилий. Если на разъемах имеются
фиксаторы (винты, зажимы), они должны быть использованы. Это
исключит повреждение входных портов компьютера или внешних
устройств. Правда, устройства, имеющие порт USB, допускают “го-
рячее” подключение (без выключения питания компьютера).
2) Сетевое питание на устройства, входящие в состав компьютера, не-
обходимо подавать через сетевой фильтр (не следует путать с удли-
нителем, на котором имеется много гнезд для подключения). Это
предотвратит повреждение устройств от кратковременных высоко-
вольтных помех в сети. Такие помехи могут возникать из-за грозо-
вых разрядов вблизи линии электропередач. При этом сетевой
фильтр для компьютера нельзя располагать рядом с сигнальными
соединительными кабелями. Излучаемые фильтром высокочастот-
ные помехи в состоянии нарушить нормальную работу внешних ус-
тройств. Так, например, принтер в этом случае может нестабильно
работать, печатая мусор в виде произвольных знаков.
3) Перед включением компьютера в сеть убедитесь, что он находит-
ся именно там, где вы хотите. Нельзя перемещать настольный
персональный компьютер во включенном состоянии — исключе-
ние составляет миниатюрная модификация компьютера с авто-
номным питанием (ноутбук).
4) Нежелательно выключать из сети компьютер, если он не закончил
выполнение программы. Признаком этого является свечение ин-
дикаторов работы винчестера или дисковода. При таком отключе-
нии может быть утеряна информация, необходимая для работы
программы при следующем запуске.
5) При необходимости на некоторое время отвлечься от работы на
компьютере — не следует его отключать из сети. Наиболее вред-
ными для компьютера являются переходные процессы, происхо-
дящие в узлах схемы при его включении. По этой причине многие
из опытных пользователей даже на ночь отключают из сети толь-
ко монитор.
6) После отключения компьютера повторное включение нельзя вы-
полнять ранее, чем через 15...30 с. Это позволит завершиться пе-
реходным процессам в источнике питания и других устройствах.
Раздел 5
7) Не рекомендуется ставить на монитор или компьютер посторон-
ние предметы, например чашку кофе или пиво, а также принимать
пищу рядом с клавиатурой. Попадание внутрь крошек или липких
веществ может привести к повреждениям устройств.
8) Нельзя закрывать вентиляционные отверстия в корпусе монитора
и центрального блока компьютера. Ко всем блокам должен быть
хороший доступ для циркуляции воздуха.
9) Монитор надо устанавливать так, чтобы на экран не попадали пря-
мые солнечные лучи или яркий свет лампы. Это не только затруд-
нит чтение информации и приведет к быстрому утомлению глаз,
но и потребует увеличения яркости и контрастности работы мони-
тора, что снижает его срок службы.
10) Принтер не рекомендуется ставить на системный блок, так как
при его работе возникает вредная для некоторых узлов компью-
тера вибрация.
11) Телевизор и монитор не следует ставить рядом, так как монитор
очень чувствителен даже к слабым внешним магнитным полям.
По этой же причине нельзя ставить рядом с корпусом монитора
мощные звуковые колонки, не предназначенные для работы с
компьютером.
12) Периодически протирать экран монитора и корпуса входящих в
состав компьютера устройств от пыли лучше всего мягкой тка-
нью, смоченной в слабом (15%) растворе спирта. Чистый спирт
или ацетон, а также другие растворители, применять нельзя.
5.4. Как сделать более
удобной работу на компьютере
Современный PC совместимый персональный компьютер яв-
ляется универсальным инструментом и от настройки программ и па-
раметров конфигурации самого компьютера во многом зависит
удобство его использования.
В настоящее время на большинстве компьютеров установлена
Windows. Но ряд программ лучше и быстрее работают при запуске их
непосредственно из DOS. Приводимые ниже рекомендации будут по-
лезны тем, кто хочет воспользоваться старыми и хорошо зарекомен-
довавшими себя программами, написанными для DOS. К сожалению,
не все они корректно работают при запуске из Windows в режиме
192
Компьютер в доме
эмуляции MS-DOS (например, /тестовая программа для проверки ка-
чества лазерного диска: “scancd.exe”).
Разработчики Windows 95 и 98 предусмотрели возможность
выхода из Windows в DOS. Чтобы этим режимом было удобно вос-
пользоваться, т.е. сразу запускались необходимые программы, на-
пример Нортоновская оболочка, необходимо в каталоге, где
находится Windows, найти файл “dosstart.bat” и его отредактировать
(если такого файла нет, его можно создать самостоятельно).
Как правило, изначально в этом файле существует только одна
строка с драйвером поддержки работы CD-ROM-a. Для работы ос-
тальных устройств при выходе из WINDOWS, например звуковой кар-
ты, мышки, а также ряда других, потребуется внести в него
дополнения. При этом драйверы русификатора не нужны, так как они
будут находиться в оперативной памяти компьютера резидентно по-
сле первоначальной загрузки Windows.
При редактировании файла “dosstart.bat” параметры для вашей
звуковой карты переписываются из файла “autoexec.bat”, который
был до установки Windows (когда проводится инсталяция звуковой
карты из под DOS, программа установки автоматически вносит необ-
ходимые изменения в файл “autoexec.bat”). Если этого не сделать, то
могут быть проблемы со звуковым сопровождением в DOS-ких играх.
Пример содержания файла “dosstart.bat” для моего компьютера
с краткими пояснениями в скобках:
REM dosstart.bat 1.05.99
SET CTCM=C:\WINDOWS
SET SOUND=C:\PROGRA~1\CREATIVE\CTSND
SET MIDI=SYNTH:1 MAP:E MODE/O
SET BLASTER=A220 I5 D1 H5 P330 E620 T6
SET NC=C:\NC
SET TEMP=C:\TEMP
SET TMP=C:\TEMP
PATH C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\COMMAND;C:\;C:\SYS;C:\NC;D:\;E:\
C:\WINDOWS\COMMAND\MSCDEX.EXE /D:MSCD000 /V /M:12 (CD-ROM)
C:\WINDOWS\CTCM (для звуковой карты)
MOUSE (драйвер для работы мышки)
NC (запуск нортоновской оболочки)
(ремарка для удобства)
'пути поиска драйверов'
и параметры
^звуковой карты
d П9
Раздел 5
Теперь, чтобы воспользоваться этим файлом, выходим из
Windows через пункт меню: <3авершение работы> — <Перезагру-
зить компьютер в режиме эмуляции MS-DOS>.
Чтобы не было путаницы в терминах, поясняю: таким образом
компьютер выходит в чистый MS-DOS, а надпись в меню насчет эму-
ляции этого режима ошибочна. В Windows-98 эта ошибка в пункте
меню устранена. Эмуляцию режима MS-DOS Windows использует
только в тех случаях, если программа написана для работы под уп-
равлением DOS, а запускаем мы ее из самой Windows.
5.5. Звуковой усилитель
для субвуфера к компьютеру
Неотъемлемой частью современного мультимедийного ком-
пьютера является наличие двух активных звуковых колонок (закреп-
ленных на мониторе или установленных рядом с ним). В силу ряда
физических ограничений от двух малогабаритных компьютерных ко-
лонок невозможно добиться хорошего воспроизведения всего диа-
пазона звуковых частот. Особенно заваливаются и искажаются
низкие частоты. Поэтому для получения музыкального сопровожде-
ния высокого качества обычно используют еще и третью колонку —
субвуфер (sabwoofer).
В высококачественных активных колонках, например фирмы
Altec Lansing, у встроенного звукового усилителя имеется выход с
маркировкой “SUB” (для модели ACS40, рис. 5.1). Он предназначен
для подключения низкочастотной активной колонки. Такая колонка
может иметь любые габариты (обычно она больше боковых) и распо-
лагается по центру на полу, например под столом.
В этом случае используется особенность восприятия человека:
стерео эффект проявляется на средних и высоких частотах и для его
передачи достаточно боковых колонок,
Третья колонка применяется для улучшения воспроизведения
низкочастотного диапазона звуковых частот. Использование такой
дополнительной низкочастотной колонки позволяет сделать звук
более естественным, объемным и приятным. Эффект особенно за-
метен при прослушивании музыкальных компакт дисков, но это и в
играх лишним не будет, так как многие из них имеют хороший музы-
кальный фон.
194
Рис. 5.1. Подключение цепей
Компьютер в
Раздел 5
В качестве субвуфера можно использовать любую колонку от
бытовой радиоаппаратуры, но для ее питания потребуется собрать
звуковой усилитель. Проще всего такой усилитель выполнить на осно-
ве интегральной микросхемы К174УН14, рис. 5.2.
Рис. 5.2. Электрическая схема звукового усилителя
196
Компьютер в домё
Микросхема DA1 применена в типовом включении и в осо-
бых пояснениях не нуждается. Ее коэффициент усиления зависит
от соотношения резисторов R8-R9. Цепь из элементов R10-C6 ог-
раничивает полосу усиливаемых частот что повышает устойчи-
вость работы, исключая возникновение генерации на частотах
выше 100 кГц.
Звуковые сигналы с выхода “SUB” поступают на смеситель,
собранный из полевых транзисторов (VT1, VT2). Смеситель обес-
печивает развязку между выходами и усиливает сигнал примерно
в 3 раза.
Резистором R6 устанавливается необходимый уровень звука в
низкочастотной колонке ВА1 по отношению к боковым колонкам, а
основная (общая) регулировка громкости и тембра обычно выполня-
ется в основном усилителе на корпусе в одной из боковых колонок
или же из программы.
Приведенная схема усилителя имеет следующие основные тех-
нические характеристики:
1) выходная мощность на нагрузке 4 Ом до 4 Вт;
2) полоса усиливаемых частот 60... 120000 Гц;
3) ток потребления при Ubx=0 не более 35 мА;
4) напряжение питания может находиться в диапазоне 9...15 В;
5) коэффициент нелинейных искажений не более 0,5%.
В схеме применены детали: постоянные резисторы МЛТ, регу-
лятор R6 — типа СПЗ-ЗЗ; конденсаторы С1, С2 и С6 из серии К10 (на-
пример К10-17а, К10-49), полярные СЗ..С5, С7 типа К50-35 на 16 В
или аналогичные малогабаритные.
Микросхема усилителя DA1 может быть заменена импортным
аналогом TDA2003. Так как она греется, для нормальной работы
микросхемы необходимо установить теплоотвод, в качестве которо-
го возможно использование металлических узлов конструкции са-
мого корпуса.
Все элементы схемы, выделенные пунктиром, кроме перемен-
ного резистора R6, размещены на печатной плате из стеклотекстоли-
та толщиной 1.5...3 мм с размерами 80x25 мм, рис. 5.3.
Для питания схемы подойдет любой стабилизированный источ-
ник напряжением 12 В и допустимым током до 0,8 А.
Раздел 5
Все внешние соединительные кабели между блоками жела-
тельно выполнять экранированными проводами, а общее сопротив-
ление используемых в колонке звуковых динамиков не должно быть
меньше 4 Ом. '
Рис. 5.3. Топология печатной платы и расположение элементов
Схему дополнительного усилителя можно собрать и на более
дешевой микросхеме К174УН7 (импортный аналог ТВА810) в типо-
вом включении, рис. 5.4. Работает она не хуже выше описанной, но
содержит больше внешних элементов, обеспечивающих режим.
Основные технические параметры усилителя:
1) выходная мощность на нагрузке 4 Ом — 2 Вт;
2) полоса усиливаемых частот 40...20000 Гц;
3) ток потребления при Ubx=0 не более 40 мА;
4) напряжение питания может находиться в диапазоне 6...12 В;
5) коэффициент нелинейных искажений не более 1%
198
Компьютер в доме
Рис. 5.4. Схема усилителя на микросхеме К174УН7
5.6. Высококачественный
звуковой усилитель для компьютера
Используя современную импортную элементную базу, не слож-
но самостоятельно собрать высококачественный звуковой усили-
тель. Потребуется всего одна микросхема фирмы TOSHIBA. При
этом не нужна настройка, которая подразумевает наличие дорого-
стоящих измерительных приборов.
Электрическая схема такого усилителя приведена на рис. 5.5.
Для его изготовления выбрана микросхема ТА8205АН в типовом
включении. Обычно она применяется в аппаратуре Hi-Fi класса бла-
годаря малым нелинейным искажениям. Подойдут также аналогич-
ные, но более мощные: ТА8210АН и ТА8215АН (схема подключения в
этом случае не меняется).
В отличие от многих других типов, кроме низкого коэффициен-
та нелинейных искажений в микросхеме предусмотрена работа в де-
журном режиме, т.е. с пониженным потреблением тока от источника
в случае подачи на вход DA1/4 нулевого уровня. Кроме того, в усили-
теле обеспечивается мягкое включение, что устраняет щелчки в ко-
лонках при подаче питания.
Раздел 5
+ 12В
Рис. 5.5. Электрическая схема усилителя
200
к усилителю
СУБВУФЕРА
Компьютер в с
Сй
Раздел 5
Для управления автоматическим включением усилителя в ра-
бочий режим выполнен каскад на элементах VT4, DD1, VT5, который
работает следующим образом. Сигналы с выхода звуковой карты
компьютера поступают через конденсаторы С1, С5 на смеситель из
полевых транзисторов VT1, VT2 (VT3 — повторитель сигнала). Этот
смеситель используется также для выделения сигнала, подаваемого
на усилитель субвуфера.
С эмиттера транзистора VT3 сигнал поступает через C8-R6 на
базу VT4. Режим работы транзистора VT4 выбран так, чтобы при от-
сутствии сигнала на выходе — на его коллекторе было напряжение
около 11 В, что для триггера соответствует уровню лог. “1”.
Так как лог. “1” присутствует на выводе DD1/9, триггер пере-
ключится при появлении первого же импульса на входе DD1/11.
На триггере DD1 собран одновибратор, который формирует на
выходе импульс длительностью около 90 с (пока заряжается конден-
сатор С13 через резистор R23). Этот сигнал используется для вклю-
чения рабочего режима звукового усилителя, когда транзистор VT5
будет открыт и на входе DA1/4 присутствует напряжение питания.
Данному одновибратору благодаря применению диода VD1
присуще свойство перезапуска, т.е. пока на входе DD1/11 появляют-
ся импульсы с нулевым уровнем — конденсатор С13 будет разряжен
и процесс формирования интервала на задержку отключения начнет-
ся только после пропадания звукового сигнала. В этом случае на
DD1/11 будет уровень напряжения, близкий к питающему, и диод VD1
на работу цепи заряда конденсатора не влияет.
Регуляторы R1 и R4 сдвоенные и позволяют ограничить усиле-
ние в области высоких частот. По свечению светодиода HL1 можно
контролировать нахождение усилителя в рабочем режиме.
Основные технические параметры усилителя:
О выходная мощность на нагрузке 4 Ом — 2x10 Вт;
О полоса усиливаемых частот 20...100000 Гц;
О ток потребления:
а) в рабочем режиме при 11вх=0 не более 150 мА;
б) в дежурном режиме не более 10...15 мА;
в) максимальный до 3 А;
О напряжение питания может находиться в диапазоне 9...16 В;
202
Компьютер в доме
Рис. 5.6, а. Топология печатной платы
О коэффициент нелинейных искажений не более 0,1%.
Для выполнения источника питания усилителя идеально подхо-
дит трансформатор типа ТП60-17 и регулируемый стабилизатор
LT1084, рис. 5.7.
Все детали, выделенные на схеме пунктиром, располагаются
на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной
1 мм с размерами 80x65 мм, рис. 5.6. Она содержит три объемные
перемычки.
Для нормальной работы усилителя микросхему DA1 необходи-
мо закрепить к радиатору площадью не менее 200 см кв. (им может
являться корпус конструкции).
Раздел 5
9 8
•У
Рис. 5.6, б. Расположение элементов на печатной плате
В схеме могут применяться следующие элементы: регулиро-
вочные резисторы R1...R4, R15 типа СПЗ-33-32-0,125 Вт (R1 и R4
сдвоенные — расположены на одной оси, аналогичные можно ис-
пользовать R2 и R3), подстроечный R21 типа СПЗ-19а, постоянные
резисторы МЛТ или С2-23. Полярные конденсаторы типа К50-35, ос-
тальные из серии К10. Диоды VD1, VD2 можно заменить любыми им-
пульсными, например КД522, КД503.
Общие размеры корпуса устройства не превышают
175x150x75 мм.
При правильной сборке схема звукового усилителя в настрой-
ке не нуждается. Подстроечный резистор R21 позволяет менять чув-
ствительность транзистора VT3 к уровню входного сигнала. Обычно
триггер срабатывает при появлении на входе схемы сигнала ампли-
тудой около 10 мВ.
204
Компьютер в доме
DA2
SD1084
VD1
КД213А
С1
6800мк
25В
-► + 12В
470мк
16В
ОП
Рис. 5.7. Схема источника питания для усилителя
При подключении платы усилителя к источнику питания следу-
ет проявлять внимательность, так как подача ошибочной полярности
на микросхему DA1 приведет к ее повреждению. Недопустимо также
соединение выводов на динамики у микросхемы с общим проводом
питания, так как в ней применяется мостовой оконечный каскад.
g: Справочная информация
При настройке или проверке радиоаппаратуры нередко прихо-
дится пользоваться разными единицами измерения. Часть из них
удобнее определять косвенным образом: измеряя связанные пара-
метры, при помощи которых можно вычислить нужную величину. На-
пример, довольно редко применяется измеритель мощности — проще
определить ток и напряжение в цепи, а при известном сопротивлении
нагрузки достаточно знать действующее напряжение, что позволит
рассчитать мощность.
Для получения наиболее удобной формы представления резуль-
татов также приходится выполнять расчеты. Приводимые в этом разде-
ле уже рассчитанные таблицы позволяют ускорить выполнение работы.
6.1. Перевод величин из
децибелов в абсолютные значения
При проведении измерений параметров радиоаппаратуры до-
вольно часто приходится иметь дело с относительными величинами
выраженными в децибелах [дБ]. В децибелах выражают интенсив-
ность звука, усиление каскада по напряжению, току или мощности,
потери передачи или ослабление сигнала, и т.д.
Децибел — это универсальная логарифмическая единица. Широ-
кое использование представления величин в дБ связано с удобством
логарифмического масштаба, а при расчетах децибелы подчиняются
законам арифметики — их можно складывать и вычитать, если сигна-
лы имеют одинаковую форму.
Существует формула для пересчета отношения двух напряжений
в число децибелов (аналогичная формула справедлива и для токов):
flB=20log10(U2/U1 )=20lg(U2/U 1),
где U1 — входное напряжение; U2 — выходное напряжение.
Например, если выходной сигнал U2 имеет уровень вдвое боль-
ше, чем U1, то это отношение составит +6 дБ (1д2=0,301). Если U2>U1
в 10 раз, то отношение сигналов составляет 20 дБ (1д10=1). Если
U1>U2, то знак у отношения меняется на минус 20 дБ.
206
Справочная информация
Таблица 6.1. Перевод ослабления
сигнала из дБ в значение напряжения, мкВ
СП со ID D СО со 04 V 35,5-Ю3 со 04 х— 3,55 103 СМ 355 112 35,5 11,2 3,55 1,12
со со со СП СО со СО 04 39,8-Ю3 со СО 04 V 3.98-103 1,26 103 СО о со ю см V со СП со О см" со О> со" СО О4_
ь- со V- т~ 44.7-103 со V 4,47-Ю3 со V- 5— £ т— ▼— £ 5
<о со о О U0 со со Ю т— СО о S со о СО LD V СО о D СО со U0 т— S со ю S со io" ▼— о ю' со ю ▼—
1Л 04 СО Ю со СО V О СМ со" Ю со СО со 04 СО ID со со т— 04 СО ID со см со LO со 04 СО_ ld" со
м- со V- СО СО со о 04 63.1-103 со об Я СО со" со т— см" СО СО о см со" СО о 04 С0_ со" см’
го со со со т~ СМ 04 со 22.4-103 7.08-103 2,24-Ю3 со О 04 СМ СО СМ 04 со Q см см"
СМ со V- О со О . Ю 04 79.4-103 25,1-Ю3 7.94-103 2,51-Ю3 о ю 04 СП D 04 о ю см"
со V- О со со 04 со 04 О со 28.2-103 о со' 2,82-Ю3 о со СМ со 04 о СО О4_ со 04 СП со' 04 °0- см’
о со со СО СО о СО , со "о СО со со" со т— СО СО 0J СО_ СО о со со
ДБ о О г*- о см о м о о ю о 1ЖВ: о SKS 'ШЖШ ЖЖВ; о V
Раздел 6
Так, например, у измерительного генератора аттенюатор для
ослабления выходного сигнала может иметь градуировку в дБ. В этом
случае для перевода величины из децибелов в абсолютное значение
быстрей будет получен результат, если воспользоваться уже посчи-
танной табл. 6J. Она имеет дискретность 1 дБ (что вполне достаточ-
но в большинстве случаев) и диапазон значений 0...-119 дБ.
Табл. 6.1 можно использовать для перевода децибелов ос-
лабления аттенюатора в уровень выходного напряжения. Для удоб-
ства использования таблицы потребуется на выходе генератора
установить при отсутствии ослабления (0 дБ на аттенюаторе) уро-
вень напряжения 1 В (действующего или амплитудного). В этом
случае соответствующее нужное значение выходного напряжения
после установки ослабления находится на пересечении горизон-
тальной и вертикальной граф (значения в децибелах складываются
арифметически).
Величина выходного напряжения в таблице указана в микро-
вольтах (1 мкВ=10-6 В).
Воспользовавшись данной таблицей, не трудно решить и обрат-
ную задачу — по необходимому напряжению определить, какое нуж-
но установить ослабление сигнала на аттенюаторе в децибелах.
Например, чтобы получить на выходе генератора напряжения
5 мкВ, как видно из таблицы, на аттенюаторе потребуется установить
ослабление 100+6=106 дБ.
Таблица 6.2. Перевод уровня из дБ в абсолютное значение мощности
ДБ 0 10 20 30 40
0 1 10 100 1000 10000
1 1,26 12,6 126 1260 12600
2 1,59 15,9 159 1590 15900
3 2 20 200 2000 20000
4 2,51 25,1 251 2510 25100
5 3,16 31,6 316 3165 31650
6 4 40 400 4000 4000Q
7 5 50 500 5000 50000
8 6,29 62,9 629 6295 62950
9 7,95 79,5 795 7946 79460
Отношение мощностей двух сигналов в децибелах вычисляется
по формуле:
208
('правочная информация
дБ=101од10(Р2/Р1)=Ю1д(Р2/Р1),
где Р1 — входная мощность; Р2 — выходная мощность.
Формула для мощности справедлива при условии, что входное
и выходное сопротивления устройства одинаковые, что часто выпол-
няется в высокочастотных устройствах для облегчения их согласова-
ния между собой.
Таблица 6.3. Перевод значений
децибел в отношение напряжений или мощности
ДБ U2/U1 Р2/Р1 ДБ U2/U1 Р2/Р1
0 1 1 28 25,12 631
1 1,12 1,26 29 28,17 794
2 1,26 1,59 30 31,64 1000
3 1,41 2 31 35,46 1257
4 1,59 2,51 32 39,84 1587
5 1,78 3,16 33 44,64 . 1993
6 2 3,98 34 48,08 2312
7 2,24 5,01 ’ 35 56,82 3165
8 2,51 6,31 36 63,29 4006
9 2,82 7,94 37 70,92 5030
10 3,16 10 38 79,36 6298
11 3,55 12,59 39 89,29 7973
12 3,98 15,85 40 100 10000
13 4,47 19,96 41 112,23 12596
14 5,01 25,12 с' 42 125,94 15861
15 5,62 31,65 .43 141,24 19949
16 6,31 39,84 44 158,48 25116
17 7,08 48,08 45 177,94 31663
18 7,94 63,29 46 199,60 39840
19 8,91 79,36 47 223,71 50046
20 10 100 48 251,26 63132
21 11,22 125,94 49 281,69 79349
22 12,59 158,48 50 316,5 100000
23 14,12 199,60 60 1000 1000000
24 15,85 251,26 70 3165 10000000
25 17,79 316,50 80 10000 100000000
26 19,96 398,40 90 - 31650 1000000000
27 22,37 500,42 100 100000 10000000000
90Q
Раздел 6
Таблица 6.4 Мощность в нагрузке в зависимости от напряжения
о 7,07 । 49,98 24,99 12,49 8,33 6,25 3,12 1,56 ооч 0,666
1П СП CD 45,11 i 22,55 СО cxi_ (XI in 5,64 2,82 1,41 0,90 0,601
6,36 140,49 20,24 10,12 6,75 5,06 2,53 1,26 I 0,81 0,540 ’
8,5 6,01 36,11 18,06 9,03 6,02 4,51 2,26 1,13 0,72 0,481
О 00 5,66 31,99 15,99 8,00 5,33 4,00 2,00 сэ 0,64 0,426
1П 5,30 । 28,12 14,6 7,03 СО CD 3,51 1,76 0,88 0,52 0,375
о 4,95 24,49 12,24 6,12 4,08 3,06 1,53 0,76 0,49 I 0,327
6,5 4,59 21,12 10,56 5,28 3,52 2,64 1,32 0,66 0,42 СО cn
6.0 4,24 17,99 8,99 4,50 2,998 2,25 1.12 CD in 0,36 0,240
5,5 3,89 15,12 7,56 3,78 2,52 1,89 0,94 0,47 0,30 0,202
5,0 3,53 12,50' 6,25 3,125 2,08 1,56 0,78 0,39 0,25 0,167
4,5 СО 10,12 5,06 2,53 694 1,26 0,63 о 0,20 0,135
4,0 2,83 8,00 4,00 2,00 1,33 1,00 0,50 0,25 0,16 0,107
3,5 2,47 6,12 3,06 1,53 1,02 0,76 0,38 0,19 0,12 0,082
О со 2,12 in 2,25 1,12 0,75 0,56 0,28 0,14 0,09 0,060
2,5 1,77 3,12 1,56 0,78 0,52 0,39 0,195 0,097 0,062 0,042
2,0 1,41 2,00 1,00 0,5 0,33 0,25 0,125 0,06 0,04 0,027
in 1,06 (XI 0,56 0,28 0,19 0,14 0,07 0,03 0,02 0,014'
оч 0,71 0,50 0,25 0,125 0,083 0,062 0,031 0,015 0,01 0,007
11м Z) Р (Rh=1 Ом) Р (Rh=2 Ом) Р (Rh=4 Ом) Р (Rh=6 Ом) Р (Rh=8 Ом) Р (Rh=16 0m) Р (Rh=32 Ом) Р (Rh=50 Ом) Р (Rh=75 Ом)
210
Um 10,5 11 11,5 12,5 '13.. 13,5 14. 14,5 15 15,5 16 : 16,5 J7: '17,5: 18 18,5 19 20
и 7,42 7,78 8,13 8,48 8,84 9,19 9,54 9,90 10,25 10,60 10,96 11,31 11,66 12,02 12,37 12,73 13,08 13,43 14,14
Р (Rh=1 Ом) 55,11 60,48 66,10 71,98 78,10 84,47 91,10 97,97 105,09 112,47 120,09 127,96 136,08 144,46 153,08 161,95 171,07 180,44 199,94
Р (Rh=2 Ом) 27,55 30,24 33,05 35,99 39,05 42,24 45,55 48,98 52,55 56,23 60,04 63,98 68,04 72,23 76,54 80,97 85,54 90,22 99,97
Р (Rh=4 Ом) 13,78 15,12 16,53 17,99 19,53 21,12 22,77 24,49 26,27 28,12 30,02 31,99 34,02 36,12 38,27 40,49 42,77 45,11 49,99
Р (Rh=6 Ом) 9,18 10.08 11,02 12,00 13,12 14,08 15,18 16,33 17,51 18,74 20,01 21,33 22,68 24,08 25,51 26,99 28,51 30,07 33,32
Р (Rh=8 Ом) 6,89 7,56 8,26 9,00 9,76 10,56 11,38 12,25 13,14 14,06 15,01 16,00 17,01 18,06 19,14 20,24 21,38 22,56 24,99
Р (Rh=16 Ом) 3,44 3,78 4,13 4,50 4,88 5,28 5,69 6,12 6,57 7,03 7,51 8,00 8,51 9,03 9,57 10,12 10,69 11,28 12,50
Р (Rh=32 Ом) 1,72 1,89 2,06 2,25 2,44 2,64 2,85 3,06 3,28 3,53 3,75 4,00 4,25 4,51 4,78 5,06 5,35 5,64 6,25
Р (Rh=50 Ом) 1,102 1,21 1,32 1,44 1,56 1,68 1,82 1,96 2,10 2,25 2,40 2,56 2,72 2,89 3,06 3,24 3,42 3,61 4,00
Р (Rh=75 Ом) 0,735 0,806 0,881 0,960 1,041 1,126 1,215 1,306 1,401 1,499 1,601 1,706 1,814 1,926 2,041 2,159 2,281 2,406 2,666
Справочная информация
Раздел 6
Для определения мощности можно воспользоваться посчитан-
ной табл. 6.2
Нередко при практическом использовании дБ важно знать и
абсолютное значение соотношения двух величин, т.е. во сколько раз
напряжение или мощность на выходе больше, чем на входе (или на-
оборот). Если отношение двух величин обозначить: K=U2/U1 или
К=Р2/Р1, то можно воспользоваться табл. 6.3 для перевода величины
из дБ в разы (К) и наоборот.
Так, например, антенный усилитель обеспечивает усиление
сигнала по мощности на 28 дБ. Из табл. 6.3 видно, что усиление сиг-
нала выполняется в 631 раз.
6.2. Определение мощности по таблице
Одним из важнейших параметров радиоаппаратуры является
выходная мощность (P=UI). Для определения мощности часто бывает
удобнее измерять только напряжение на нагрузке и, зная сопротив-
ление используемой нагрузки, выполнять расчет по формуле:
р=^,
R
где U — действующее напряжение [В];
R — сопротивление нагрузки [Ом].
Как известно, действующее значение напряжения (U) связано
с амплитудным (Um) соотношением: U=0,707Um.
Быстрее будет получен результат, если воспользоваться уже
посчитанной табл. 6.4. В ней приводятся значения мощности при
определенных наиболее часто используемых сопротивлениях на-
грузки в зависимости от амплитуды напряжения сигнала на выходе
усилителя (или значения действующего напряжения, см. вторую го-
ризонтальную строчку таблицы). При этом шаг изменения значе-
ний напряжения выбран 0,5 В, что в большинстве случаев вполне
достаточно.
Пользоваться таблицей можно следующим образом. В верхней
горизонтальной графе находим значение амплитуды напряжения на
нагрузке. В первом вертикальном столбце находим цифру со значе-
нием сопротивления нагрузки в омах [Ом]. На пересечении линий
граф будет находиться величина выходной мощности в ваттах [Вт].
212
Справочная информация
Иногда для известной выходной мощности требуется опреде-
лить действующее в нагрузке напряжение. В этом случае применяет-
ся формула:
u=7pr .
Таблица 6.5 позволит получить результат быстрее. В ней пока-
зана зависимость выходного напряжения на разных сопротивлениях
нагрузки при заданной мощности.
Таблица 6.5. Напряжение в нагрузке в зависимости от мощности
Рвых, Вт Выходное напряжение U, В при значениях сопротивления нагрузки R, Ом
1 2 4 6 8 16 32 50 75
0,1 0,32 0,45 0,63 0,77 0,89 1,26 1,79 2,24 2,74
0,15 0,39 0,55 0,77 0,95 1,1 1,55 2,19 2,74 3,35
0,2 0,45 0,63 0,89 1,09 1,26 1,79 2,53 3,16 3,87
0,25 0,50 0,71 1,00 1,22 1,41 2,00 2,83 3,53 4,33
0,3 0,55 0,77 1,1 1,34 1,55 2,19 3,10 3,87 4,74
0,5 0,71 1,00 1,41 1,73 2,00 2,83 4,00 5,00 6,12
1 1,00 1,41 2,00 2,45 2,83 4,00 5,66 7,07 8,66
2 1,41 2,00 2,83 3,46 4,00 5,66 8,00 10,00 12,25
3 1,73 2,45 3,46 4,24 4,9 6,93 9,80 12,25 15,00
5 2,24 3,16 4,47 5,48 6,32 8,94 .12,65 15,81 19,36
10 3,16 4,47 6,32 7,74 8,94 12,65 17,89 22,36 27,39
15 3,87 5,48 7,75 9,49 10,95 15,49 21,91 27,39 33,54
20 4,47 6,32 8,94 10,95 12,65 17,89 25,30 31,62 38,73
25 5,00 7,07 10,00 12,25 14,14 20,00 28,28 35,35 43,30
30 5,48 7,75 10,95 13,42 15,49 21,91 30,98 38,73 47,43
35 5,92 8,37 11,83 14,49 16,73 23,66 33,47 41,83 51,23
50 7,07 10,14 14,14 17,32 20,00 28,28 40,00 50,00 61,24
75 8,66 12,25 17,32 21,21 24,29 34,64 48,99 61,24 75,00
100 10,00 14,14 20,00 24,49 28,28 40,00 56,57 70,71 86,60
6.3. Выбор провода для
трансформатора по току в нагрузке
В домашних условиях для питания собранной конструкции не-
редко требуется сетевой понижающий напряжение трансформатор.
Когда не удается найти подходящий по параметрам среди унифици-
Раздел 6
Таблица 6.6. Допустимый ток для обмоточных проводов
Номинальный диаметр (d) провода (по меди), мм Сечение медной жилы (Snp), мм кв. Максимальный диаметр провода с изоляцией, мм Допустимый ток, А при токовой нагрузке
ПЭВ-1 ПЭВ-2, ПЭТВ 2 А/мм кв 2,5 А/мм кв 3 А/мм кв
0,08 0,005 0,10 0,10 0,01 0,0125 0,015
0,09 0,0064 0,11 0,12 0,013 0,016 0,019
0,1 0,0079 0,12 0,13 0,016 0,020 0,024
0,11 0,0095 0,13 0,14 0,019 0,024 0,028
0,12 0,0113 0,14 0,15 0,023 0,028 0,034
0,13 0,0133 0,15 0,16 0,027 0,033 0,040
0,14 0,0154 0,17 0,18 0,031 0,038 0,046
0,15 0,0177 0,18 0,19 0,035 0,044 0,053
0,16 0,0201 0,19 0,20 0,040 . 0,050 0,060
0,17 0,0227 0,20 0,21 0,045 0,057 0,068
0,18 0,0255 0,21 0,22 0,051 0,064 0,076
0,19 0,0283 0,22 0,23 0,057 0,071 0,085
0,20 0,0314 0,23 0,24 0,063 0,078 0,094
0,23 0,0416 0,27 0,28 0,083 0,104 0,125
0,25 0,0491 0,28 0,30 0,098 0,123 0,147
0,27 0,0573 0,31 0,33 0,115 0,143 0,172
0,29 0,0661 0,33 0,35 0,132 0,165 0,198
0,31 0,0755 0,35 0,37 0,151 0,189 0,226
0,33 0,0855 0,37 0,39 0,171 0,214 0,256
0,35 0,0962 0,39 0,41 0,192 0,240 0,289
0,38 0,1134 0,42 0,44 0,227 0,283 0,340
0,41 0,1320 0,45 0,47 0,264 0,330 0,396
0,44 0,1521 0,48 0,50 0,304 0,380 0,456
0,47 0,1735 0,50 0,53 0,347 0,434 0,520
0,51 0,2043 0,56 0,58 0,409 0,511 0,613
0,53 0,2206 0,58 0,60 0,441 0,551 0,662
0,57 0,2552 0,62 0,64 0,510 0,638 0,766
214
Справочная информация
Номинальный диаметр (d) провода (по меди), мм Сечение медной жилы (Snp), мм кв. Максимальный диаметр провода с изоляцией, мм Допустимый ток, А при токовой нагрузке
ПЭВ-1 ПЭВ-2, ПЭТВ 2 А/мм кв 2,5 А/мм кв 3 А/мм кв
0,59 0,2734 0,64 0,66 0,547 0,683 0,820
0,62 0,3019 0,67 0,69 0,604 0,755 0,906
0,64 0,3217 0,70 0,72 0,643 0,804 0,965
0,67 0,3526 0,73 0,75 0,705 0,881 1,058
0,69 0,3739 0,74 0,77 0,748 0,935 1,122
0,72 0,4072 0,77 0,80 0,814 1,018 1,222
0,74 0,4301 0,80 0,83 0,860 1,075 1,290
0,77 0,4657 0,83 0,86 0,931 1,164 1,397
0,8 0,5027 0,86 0,89 1,005 1,257 1,508
0,85 0,5658 0,91 0,94 1,132 1,414 1,697
0,9 _ 0,6362 0,96 0,99 1,272 1,590 1,909
1,0 0,7854 1,07 1,09 1,571 1,963 2,356
1,25 1,227 1,32 1,35 2,453 3,067 3,681
1,3 1,327 1,38 1,41 2,654 3,317 3,981
1,4 1,539 1,48 1,51 3,078 3,847 4,617
1,5 1,767 1,58 1,61 3,534 4,417 5,301
1,56 1,911 1,64 1,67 3,822 4,777 5,733
1,62 2,061 1,70 1,73 4,122 5,152 6,183
1,68 2,217 1,76 1,79 4,434 5,542 6,651
1,74 2,378 1,81 1,85 4,756 5,945 7,134
1,81 2,573 1,89 1,93 5,146 6,432 7,719
1,9 2,827 1,99 2,02 5,654 7,067 8,481
2,0 3,132 2,09 2,12 6,264 7,83 9,396
2,24 3,929 2,34 2,37 7,858 9,82 11,787
2,44 4,676 2,54 2,57 9,352 11,69 14,028
2,63 4,895 2,60 2,63 9,79 12,237 14,685
01 Z
Раздел 6
рованных стандартных, его приходится изготавливать самостоятель-
но. В книге [Л20, стр. 167] приводится достаточно точная методика
расчета нужного трансформатора. При этом в зависимости от типа
используемого магнитопровода и его мощности обычно принимают
одно из значений плотности тока (J) в проводах 2; 2,5 или 3 А/мм кв.
Сечение (Snp) и диаметр (d) провода определяются из соот-
ношений:
Snp=l/J
и
d = 1,1 Зл/Snp .
Для намотки трансформатора часто приходится использовать
медные обмоточные провода марки ПЭВ-1, ПЭВ-2 и ПЭТВ с эмале-
вой изоляцией. Промышленность по ГОСТ 7262-78 выпускает боль-
шой перечень диаметров проводов. Из них наиболее часто
применяются размеры, указанные в табл. 6.6. Воспользовавшись
этой таблицей, можно сразу выбрать нужный провод по известному
току через обмотку. Таблица рассчитана для трех фиксированных
значений токовой нагрузки (плотности тока): 2, 2,5 и 3 А/мм кв.
6.4. Защитные терморезисторы
из серии ТР и NTC
Во всем мире широко используются мощные терморезисторы
с отрицательным температурным коэффициентом. Свойство такого
резистора при нагревании от протекающего через него тока значи-
тельно уменьшать свое сопротивление позволяет выполнить защиту
элементов электрической схемы от перегрузок в момент включе-
ния, уменьшая пусковые токи в лампах накаливания, кинескопах,
электромоторах, трансформаторах, импульсных источниках пита-
ния. Это снижает импульсную перегрузку и позволяет увеличить
срок службы устройств, например ламп накаливания в 5...10 раз,
кинескопов в 3...5 раз.
Такие терморезисторы также применяются в качестве датчи-
ков для измерения или поддержания температуры, а также темпера-
турной компенсации элементов в цепях постоянного и переменных
токов частотой до 1000 Гц.
216
Справочная информация
В рабочем состоянии терморезисторы могут нагреваються до
температуры 150...200°С. При использовании терморезистора для ог-
раничения пусковых токов его включают последовательно с нагруз-
кой и Нагревание выполняется за счет проходящего в цепи тока.
В продаже можно найти терморезисторы из серий TP-10, ТР-15,
выпускаемые отечественной промышленностью, а также аналогич-
ные импортные элементы типа NTC.
Справочная информация по элементам из серии ТР-10 опуб-
ликована в литературе [Л28]. Поэтому рассмотрим более подробно
только особенности конструкции и применения терморезисторов
типа ТР-15.
Конструктивно терморезисторы серии ТР-15 имеют малые га-
бариты, что обеспечивает их небольшую тепловую инерцию и воз-
можность монтажа даже в труднодоступных местах.
Общий вид терморезисторов ТР-15 показан на рис. 6.1. Они вы-
пускаются пяти типоразмеров в соответствии с табл. 6.7.
Рис. 6.1. Внешний вид терморезисторов серии ТР-15
Пример полного условного обозначения таких элементов в до-
кументации: терморезистор ТР-15-2200 Ом — 1,2 Вт — ТУ11-97
АДПК.434.121.012ТУ
Где указаны: тип, номинальное сопротивление, мощность рас-
сеяния при 25°С, технические условия разработчика.
Основные параметры терморезисторов приведены в табл. 6.8.
Раздел 6
Таблица 6.7. Конструкция терморезисторов ТР-15
Типоразмер Вариант конструкции Размеры, мм Масса, г, не более
D В d А
1 а 7 6 0,4 2,5+1 0,7
1 б 7 ' 6 0,6 2,5+1 0,7
2 а 11 6 0,5 7,5+1 1,7
2 б 11 6 0,8 7,5+1 1,7
3 — 15 6 0,8 7,5+1 3,6
4 а 20 8 0,8 10+1 5,5
4 б 20 8 1,0 10+1 5,5
5 — 22 8 1,0 12,5+1 6,9
Таблица 6.8. Параметры терморезисторов ТР-15
Диапазон номинальных сопротивлений, Ом Максимальная мощность, Вт Типо- размер Вариант конс- трукции тер- морезистора
10...2200 0,5 1 а
10...2200 1,2 1 б
4,7...1000 0,8 2 а
4,7...1000 1,6 2 б
2,2...470 2,2 3 —
1,5...330 2,5 4 а
1,5...330 3,0 4 б
1,0...220 4,0 5 —
Промежуточные значения номинальных сопротивлений тер-
морезисторов соответствуют ряду Е6 (ГОСТ 28884-90), т.е. могут
иметь значения: 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 (числовые коэффициенты
умножаются на числа: 10, 100, 1000). Допустимое отклонение сопро-
тивления ±20%.
При нагреве до максимальной температуры сопротивление
терморезисторов уменьшается более чем в 100 раз. Для некоторых
номиналов в качестве примера в табл. 6.9 приведены значения со-
противлений в нагретом состоянии при максимальной мощности
рассеивания.
Рабочий температурный диапазон для терморезисторов
-6О...+155°С. Допустимая мощность рассеяния при температурах вы-
ше 25°С снижается по линейному закону до значения 0,25Рмах при
максимальной рабочей температуре.
218
Справочная информация
Таблица 6.9. Изменение сопротивления при максимальном нагреве
Номинальное сопротивление при 25°С, Ом Максимальная мощность рассеяния, Вт Сопротивление при максимальной мощности рассеяния Ом, не более
1,0 4,0 0,030
1,5 3,0 0,045
10 4,0 0,17
10 3,0 0,17
100 4,0 0,9
100 3,0 0,9
220 4,0 2,0
220 3,0 2,0
680 1,6 6,3
680 0,5 6,3
1000 1,6 9,2
1000 0,8 9,2
2200 1,2 20,3
2200 0,5 20,3
Разработчики рекомендуют при монтаже терморезисторов в
аппаратуру применять припой ПОС-61 (ГОСТ21930-76). При пайке
температура припоя должна быть 260±5°С, а время пайки не более 4 с
(допускается выполнять на расстоянии не ближе 10 мм от корпуса).
Аналогичного назначения терморезисторы импортного произ-
водства из серии NTC (Negative Temperature Coefficient) имеют боль-
шее разнообразие конструктивного исполнения. Вид корпуса у них
зависит от назначения и области применения. Например, некоторые
виды конструкции корпуса терморезисторов имеют элементы креп-
ления. Это позволяет упростить задачу конструктора изделия.
Широкий перечень таких элементов, изготовленных фирмой
SIEMENS MATSUSHITA, предлагают ряд специализирующихся на
торговле радиодеталями магазинов.
В табл. 6.10 приведены параметры резисторов, специально
предназначенных для ограничения пусковых токов.
Диапазон рабочих температур для них -55...+170°С. Внешний
вид элементов показан на рис. 6.2.
Более подробную информацию по NTC резисторам, в том чис-
ле используемым в качестве датчиков температуры можно получить
по адресу: www.epcos.com.
Раздел 6
Таблица 6.10. NTC термисторы для ограничения пусковых токов
Тип резис- тора Сопротив- ление Rn при 25°С, Ом Точность AR/Rn Макси- мальная мощность, Вт Макси- мальный ток (О...65°С), А Г абаритные размеры, мм
D В А
В57153 (S153) 4,7; 10; 15; 33 ±20% 1,4 3; 2; 1,8; 1,3 8,5 6 5
В57235 (S235) 5; 6; 8; 10 ±20% 1,8 4,2; 4; 3,5; 3 9,5 6 5
В57236 (S236) 2,5...80 ±20% 2,1 5,5...1,6 11,5 6 5
В57237 (S237) 1...33 ±20% 3,1 9...2,5 15 7 7,5
В57238 (S238) 1...25 ±20% 3,9 11,5...3,4 16 7 7,5
В57364 (S364) 1; 2; 2,5; 4; 5; 10 ±20% 5,1 16; 12; 11; 9,5; 8,5; 7,5 21 7 7,5
В57464 (S464) 1,0 ±20% 6,7 20 26 7 7,5
Рис. 6.2. Внешний вид NTC резисторов указанных в табл. 6.10
Пример полного обозначения элементов:
NTC термистор
B57153-S330-
Тип
VI
Точность AR/Rn (±20%)
Кодовое обозначение сопротивления,
где последняя цифра в обозначении
указывает число нулей,
т.е. 330 соответствует 33 Ом
220
Список литературы
1. Шелестов И. П. Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 2. — М.,
СОЛОН, 1998.
2. Зеленин А. Полуавтомат защиты радиоаппаратуры от “перепадов”
напряжения сети. — Радио, 1998, N 10, стр. 73.
3. Флавицкий А. Электронный предохранитель. — Радио, 1994, N 7,
стр. 35.
4. Нечаев И. Регулятор яркости светильника с плавным включени-
ем. — Радио, 1995, N 11, стр. 33.
5. Балинский Р. “Замедлитель” включения лампы накаливания. — Ра-
дио, 1998, N 6, стр. 44.
6. Мансуров Н. Н., Попов В. С., Теоретическая электротехника. — М.,
издание 10-е, “Энергия", 1968 — стр. 488.
7. Борзов В. Испытатель гальванических элементов. — Радио, 1998,
N 8, стр. 59.
8. Базилевский К. Покупая проверяйте! — Радио, 1996, N 5, стр. 39.
9. Купреев Н. Устройство ограничения доступа к телевизору. — Ра-
диолюбитель, 1997, N 11, стр. 3.
10. Бирюков С. Устройства на микросхемах: цифровые измеритель-
ные приборы, источники питания, любительские конструкции. — М.,
“Символ-Р”, 1998, стр. 57.
11. Цибин В. Цифровой термометр. — Радио, 1996, N 10, стр. 41.
12. Евсеев А. Способы измерения электрических величин в цифро-
вых приборах. — В сб.: В помощь радиолюбителю. М.: ДОСААФ,
вып.85, с. 30-32.
13. Дрик А., Балахничев И. Приставка-селектор для телефона. — Ра-
диолюбитель, 1997, N б, стр. 14.
14. Кизлюк А. И. Справочник по устройству и ремонту телефонных
аппаратов зарубежного и отечественного производства. — М., изда-
ние 3-е, БИБЛИОН, 1997.
15. Абутков Д. Устройство удержания телефонной линии. — Радио,
1998, N 10, стр. 68.
16. Прокопцев Ю. Две приставки к телефонному аппарату. — Радио,
1997, N 4, стр. 36.
Список литературы
17. На микросхемах УМС... — Радио, 1995, N 12, стр. 40.
18. Музыкальные синтезаторы серии УМС. — Радио, 1998, N 10, стр. 85.
19. Интегральные микросхемы: Микросхемы для линейных источни-
ков питания и их применение. — М., ДОДЭКА, 1996.
20. Шелестов И. П. Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 1. — М.,
СОЛОН, 1998.
21. Кравацкий Ю., Рамендик М. Выбор, сборка, апгрейд качественно-
го компьютера. — М., СОЛОН, 1998.
22. Вебер Р. Конфигурирование ПК на процессорах Pentium, MMX,
AMD. Пер. с нем. — М., Мир, 1998.
23. Степаненко В. Компьютер — своими руками. — Радиохобби,
1999, N 2 и 3.
24. Виноградов Ю. А. Радиолюбителю конструктору: Си-Би связь, до-
зиметрия, ИК-техника, электронные приборы, средства связи. — М.:
“ДМК”, 1999.
25. Варламов Р. Зарубежные элементы и батареи.МЦ системы. —
Радио, 1996, N 3, стр. 59.
26. Варламов Р. Г. Современные источники питания: Справочник. —
М.: ДМК, 1998.
27. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. — М.: Мир, 1993, т. 2.
28. Справочный листок. Мощные терморезисторы с отрицательным
ТКС. — Радио, 1996, N 1, стр. 61.
29. Балахничев И. Н. и др. Экспериментальная электроника. Вып. 1 —
Минск: ОМО “Наш город”, 1999.
222