Автор: Никитин В.А.
Теги: электротехника общая радиотехника радиотехника радиоэлектроника в помощь радиолюбителю
ISBN: 5-477-00059-7
Год: 2005
Текст
••••••••••
••••••
••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
•••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
••••••••••
•••••••••
••••••••
•••••••
••••••••••
•••••••••
^лектфони'ка своими реками
Составитель
Никитин В. А.
В помощь
РАДИОЛЮБИТЕЛЮ
Выпуск № 1
Информационный обзор
для радиолюбителей
NT Press
Москва, 2005
УДК 621.31
ББК 32.84
В11
Подписано в печать 14.01.2005. Формат 84x108/32. Гарнитура
NewBaskerville. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3.36. Тираж
5000 экз. Зак. № 5070.
В помощь радиолюбителю. Выпуск 1 : Информа-
В11 ционный обзор для радиолюбителей / сект. В .А. Ники-
тин. — М.: НТ Пресс, 2005. — 64 с.: ил. — (Электро-
ника своими руками).
ISBN 5-477-00059-7
Приведены краткие описания и принципиальные схемы
конструкций, ранее опубликованных в радиолюбительской
литературе, которых вполне достаточно для сборки и нала-
живания каждой схемы. Учтены интересы начинающих ра-
диолюбителей самого разного возраста.
Для широкого круга радиолюбителей.
УДК 621.31
ББК 32.84
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного
разрешения владельца авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, посколь-
ку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не мо-
жет гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений.
В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, свя-
занные с использованием книги.
©Никитин В. Л,
составление, 2005
©НТ Пресс, 2005
& a. « '< -* ч « л J* J» J* Л «Л «Л Л «Л Л.Л>Л»* J8».*
« ? ч;»»М8»1й»«ГВв«|ва88Ййв»1»М«»
СОДЕРЖАНИЕ
От редакции .......................................5
Предисловие ...................................... 5
Глава 1
Звуковые имитаторы.................................7
1.1. Имитатор звуков паровоза. Прокопцев Ю........7
1.2. Имитатор звуков стрельбы. Панкратьев Д.......9
1.3. Сирена. Шиповский С.........................10
Глава 2
Зарядные устройства...............................11
2.1. Универсальное зарядное устройство.
Никифоров В......................................11
2.2. Зарядное устройство-автомат. Гуреев С.......12
2.3. Простое зарядное устройство. Бирюков С......15
Глава 3
Кодовые замки.....................................17
3.1. Простой кодовый замок. Гусаров В............17
3.2. Кодовый замок. Жиздюк Р.....................18
3.3. Электронный кодовый замок. Вяльцев В........21
Глава 4
Металлоискатели...................................25
4.1. Простой металлоискатель. Мартынюк Н....... 25
4.2. Миноискатель. Васильев В....................26
4.3. Прибор для обнаружения металлических предметов.
Ильин Д..........................................27
4.4. Универсальный металлоискатель. Нечаев И.....29
Глава 5
Электронные звонки................................31
5.1. Электронный звонок. Шиповский С.............31
5.2. Простой квартирный звонок. Гришин А.........32
5.3. Трели вместо звонка. Кашкаров А.............32
5.4. Квартирный звонок - из музыкальной открытки.
Клабуков А.......................................33
4 Содержание
Глава 6
Электронные термометры..............................35
6.1. Медицинский электротермометр. Новиков Р......35
6.2. Термометр с линейной шкалой. Коноплев П.»
Мартынюк А........................................36
6.3. Электронный термометр. Пахомов Ю.............37
6.4. Простой термометр. Нечаев И..................39
Глава 7
Терморегуляторы и термостабилизаторы ...............41
7.1. Простой терморегулятор. Беляков А............41
7.2. Простой термостабилизатор. Маяцкий Ю.........42
7.3. Автоматический терморегулятор. Бартенев В....43
7.4. Экономичный термостабилизатор. Якушев В......46
Глава 8
Электронные реле ...................................47
8.1. Емкостное реле. Нечаев И.....................47
8.2. Емкостное реле. Табунщиков В.................49
8.3. Акустическое реле. Партин А..................51
8.4. Звуковое реле. Лазовик В.....................53
8.5. Акустический выключатель. Кашкаров А.........54
Приложение
Основные математические и физические
константы...........................................57
Число л.........................................57
Основание натуральных логарифмов е..............58
Биномиальные коэффициенты.......................58
Ускорение силы тяжести..........................59
Скорость света..................................59
Гравитационная постоянная.......................59
Постоянная Больцмана............................60
Литература .........................................61
J* «Л .Л «Л J® «** ж88 «Л J* «Л «Л «Л «Л «Л J* «Л «Л «Л «Л «Л «Л «Л «Л »Л «Л. Л «Л
» К £1 S3 Ж Ж S 88 $ 5S Ш ?S ST ® S Я < Ш $ « W Я ® • & SS Ж » В К К IS &
От редакции
Издательство «НТ Пресс» начинает выпуск обзоров публи-
каций для начинающих радиолюбителей, в которых будут
приводиться краткие описания и схемы самых различных
конструкций, опубликованных ранее в журналах «Радир»,
«Радиолюбитель», «Радиомир», в сборниках «Радиоежегод-
ник», «Радио - радиолюбителям» и другой радиолюбитель-
ской литературе.
В целях публикации возможно большего числа конструк-
ций составитель ограничился краткими описаниями с поясне-
ниями, которых вполне достаточно для сборки и налажива-
ния каждой схемы. Однако везде указан первоисточник, что
позволяет заказать копии полной статьи в Письменной кон-
сультации Центрального радиоклуба Российской Федерации.
Как правило, отобраны конструкции, не требующие для
повторения высокой квалификации радиолюбителя, нали-
чия сложных и дорогих приборов для налаживания. Пред-
почтение отдано таким изделиям, которые пригодятся в до-
машней обстановке или на дачном участке. В приложении
к каждому выпуску будут публиковаться справочные матери-
алы, полезные начинающим радиолюбителям.
Предисловие
В этом первом сборнике радиолюбителям предлагается
30 несложных конструкций, описания которых тематически
сгруппированы в восьми главах - по три-пять конструкций
в каждой. Среди них имеются металлоискатели и кодовые
g Предисловие_________________________________________
замки, источники питания для заряда аккумуляторов и элек-
тронные термометры, а также многие другие полезные уст-
ройства. Среди авторов схем такие известные конструкторы,
как С. Бирюков, И. Нечаев, А. Партин.
В справочном приложении приведены основные матема-
тические и физические константы, знание которых может
оказаться полезным при выполнении простейших расчетов.
Даются также интересные способы для их запоминания.
Некоторые описания снабжены не только принципиаль-
ными схемами, но и рисунками печатных плат с расположен-
ными на них элементами схем. В других описаниях рисунки
печатных плат отсутствуют. Это объясняется тем, что такие
рисунки не приводились авторами опубликованных статей.
Тем не менее радиолюбитель может самостоятельно разрабо-
тать печатную плату, ориентируясь на те конкретные детали,
которые имеются в его распоряжении. Эта работа отнюдь не
представляет непреодолимых трудностей, как это кажется
начинающим. С другой стороны, даже при наличии рисунка
печатной платы, предложенного автором конструкции,
очень часто приходится корректировать расположение пе-
чатных дорожек, так как габариты элементов схемы, имею-
щихся в распоряжении радиолюбителя, могут значительно
отличаться от авторских. Поэтому не рекомендуется начи-
нать повторение конструкции сразу с изготовления печат-
ной платы согласно приведенному рисунку. Необходимо сна-
чала подобрать все детали схемы и проверить возможность
их размещения на плате, а при необходимости откорректи-
ровать ее рисунок.
Следующий выпуск будет содержать описания 32 конструк-
ций, среди которых переключатели елочных гирлянд, устрой-
ства охранной сигнализации, автоматы световых эффектов,
простейшие электронные музыкальные инструменты и мно-
гие другие интересные схемы. В справочном приложении бу-
дет дан перевод некоторых старых русских и англо-американ-
ских мер в метрическую систему. Читатель узнает, почему
наша известная винтовка Сергея Мосина образца 1891/
1930 года называется трехлинейной, что такое вершок, золот-
ник или чарка, а также чему равен один баррель нефти.
Глава П
Звуковые имитаторы
1.1. Имитатор звуков паровоза.
Прокопцев Ю. [1]
Имитатор звуков паровоза представляет собой генератор
инфранизкой частоты, источник «белого» шума и усили-
тель звуковой частоты. Принципиальная схема имитатора
приведена на рис. 1. Несимметричный мультивибратор гене-
ратора собран на транзисторах VT1 и VT2. Переменным ре-
зистором R1 и подбором емкости конденсатора С1 можно из-
менять частоту генерируемых им импульсов. С коллекторной
нагрузки транзистора VT2 импульсы генератора подаются на
базу транзистора VT3, у которого не подключен коллектор
для создания шумового сигнала. С его эмиттера сигнал посту-
пает на базу транзистора VT4, который вместе с транзисто-
рами VT5 и VT6 образует усилитель низкой частоты, нагру-
женный звукоизлучателем ВА1. Размещение деталей на
печатной плате показано на рис. 2.
Вместо транзисторов МП38А можно использовать
КТ315А, вместо МП41 и МП42А- КТ361 с любым буквенным
индексом. На роль «шумового» транзистора VT3 следует по-
пробовать несколько экземпляров МП42А и выбрать наибо-
лее шумящий. В качестве звукоизлучателя подойдет любая
динамическая головка. Для питания можно применить бата-
рею «Крона» или «Корунд».
8 Глава И 1 Звуковые имитаторы
Рис. 1. Принципиальная схема имитатора звуков паровоза
Рис. 2. Печатная плата и расположение деталей
Имитатор звуков стрельбы 9
1.2. Имитатор звуков стрельбы.
Панкратьев Д. [2]
Этим устройством можно оснастить детский игрушечный
автомат для создания световых вспышек и звуков стрельбы.
Схема (рис. 3) построена следующим образом.
R1 47 к
яг обол
К 6ыб!4 001,002, быб. 16003,004
m
ЯТ3156
оог.1 оог.г
CZ* 0,15 мл
41—
Рис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков стрельбы
ябышокоог.
ОыМ 003,004
Задающий генератор импульсов частотой около 7500 Гц,
образованный ячейками DD1.1 и DD1.2 микросхемы К164ЛП2,
модулирует цифровой генератор шума, собранный на микро-
схемах DD3 и DD4, а ячейками DD2.1 и DD2.2 микросхемы
К164ЛА7 образован генератор инфранизкой частоты око-
ло 10 Гц, которыми модулируются колебания звукового ге-
нератора DD2.3, DD2.4 частотой около 750 Гц. Эти сигналы
суммируются резисторами R4, R5 и подаются на базу транзи-
стора VT1, выполняющего функции усилителя звукового сиг-
нала, нагруженного на капсюль BF1, в качестве которого
можно использовать ДЭМШ-1 или ДЭМ-4м.
10 Глава И 1 Звуковые имитаторы
С выхода элемента DD2.4 сигнал поступает также на базу
транзистора VT2 - усилителя, управляющего вспышками све-
тодиода HL1, которые следуют в такт со звуками стрельбы.
1.3. Сирена. Шиповский С. [3]
Несимметричный мультивибратор на транзисторах VT1
и VT2 (рис. 4) представляет собой генератор звуковой часто-
ты, которая в установившемся режиме примерно стабильна.
Но после нажатия на кнопку возникает нестационарный ре-
жим заряда конденсатора С1 через резистор R1 с постоян-
ной времени, равной 1 с. Полностью конденсатор может за-
рядиться только за 3 с, и во время заряда схема генерирует
звуковой сигнал плавно изменяющегося тона. Если, не дожи-
даясь полного заряда конденсатора, кнопку SB1 отпустить,
заряд конденсатора прекратится, и он начнет разряжаться
через резисторы R2 и R3. При этом тон генерируемого звука
будет изменяться в обратную сторону. Периодические нажа-
тия и отпускания кнопки сопровождаются воспроизведени-
ем динамической головкой характерного звука сирены.
Питание устройства осуществляется от батареи «Крона»
или от сетевого выпрямителя. Можно использовать сетевой
адаптер питания с выходным напряжением 10-12 В.
Рис. 4. Принципиальная схема сирены
Зарядные устройства
2.1. Универсальное зарядное устройство.
Никифоров В. [4]
Это зарядное устройство (рис. 5) предназначено для за-
ряда малогабаритных аккумуляторов разного типа, а также
для восстановления сухих элементов 316, 332 и батарей 3336.
Оно является транзисторным стабилизатором тока, питание
на который поступает с мостового выпрямителя переменно-
го напряжения 12 В. Для этого необходим сетевой трансфор-
матор небольшой мощности.
Ток заряда в пределах от 2,5 до14 мА определяется сопро-
тивлением переменного резистора R5 и поддерживается ста-
бильным не только в течение заряда, но даже при коротком
замыкании зажимов ХТ1 и ХТ2. Светодиод HL1 сигнализи-
рует о наличии тока через выходные клеммы.
Размещение деталей устройства на печатной плате пока-
зано на рис. 6. Переменный резистор для регулировки тока
заряда устанавливается снаружи устройства.
12 Глава И 2 Зарядные устройства
HU А/П02Б Л
R2 2,1 к
♦ С>
=т= 50hk*Z5B
RI
5.6К
R4* 9!
пктмГЧ*5™
VTf KTJ156
мА
т -т
-О----1
Cl
Рис. 5. Принципиальная схема универсального зарядного устройства
Рис. 6. Печатная плата зарядного устройства
2.2. Зарядное устройство-автомат.
Гуреев С. [5]
Предлагаемое устройство рассчитано на заряд автомобиль-
ных аккумуляторов напряжением 12 В, а также на использова-
ние в других целях в качестве мощного источника питания.
Автомат можно использовать либо в автоматическом,
либо в ручном режиме. В свою очередь автоматический ре-
жим может состоять из подзарядки аккумуляторной батареи
Зарядное устройство-автомат “| 3
«АП» и контрольно-тренировочного цикла «КТЦ». Ручной
режим «Ручн.» позволяет заряжать батарею обычным спосо-
бом. Кроме того, есть возможность применения сетевого
трансформатора для питания вулканизатора, переносной
лампы и другого оборудования переменным напряжени-
ем 12 В.
Режим «АП» обеспечивает постоянную готовность акку-
мулятора, для чего производится автоматическая его подза-
рядка до напряжения 14,6-14,8 В с последующим отключени-
ем автомата. Если напряжение аккумулятора понизится до
12,8-13,0 В, вновь происходит подзарядка. При этом может
быть выбран заряд током 2 или 5 А.
В режиме «КТЦ» производится десульфатация пластин
аккумулятора. Для этого многократно чередуются режимы
заряда до напряжения 14,6-14,8 В и разряда до 10,6-10,8 В.
Принципиальная схема автомата показана на рис. 7.
Включение автомата производится двухполюсными тумбле-
рами SAI, SA2. Назначение других тумблеров: включением
SA3 зарядный ток увеличивается с 2 до 5 А; включением SA4
режим «АП» заменяется на «КТЦ». Стабилизация зарядного
тока осуществляется по принципу бареттера с использовани-
ем ламп накаливания HL1-HL3, которые включены после-
довательно с нагрузкой. В режимах «АП» и «КТЦ» коммута-
ция производится с помощью реле К1, которое управляется
компаратором, собранным на операционном усилителе DA1
через усилитель на транзисторах VT2, VT3. Гистерезис созда-
ется резистором положительной обратной связи R9. Каскад
на транзисторе VT1 обеспечивает автоматическое переклю-
чение с заряда на разряд в режиме «КТЦ». Две лампочки
накаливания HL4, HL5 сигнализируют о процессе заряда
и разряда.
Лампы HL1-HL3 - автомобильные 12 В, 40-50 Вт; HL4,
HL5 - маломощные на 13,5 и 24 В. Реле ПЭ-ЗОУЗ. Его обмотка
перемотана проводом ПЭВ-2 0,16 мм до заполнения каркаса.
Расположение деталей на печатной плате показано на
рис. 8.
14 Глава 2 Зарядные устройства
Рис. 7. Принципиальная схема зарядного устройства-автомата
Простое зарядное устройство “| 5
Рис. 8. Печатная плата зарядного устройства-автомата
2.3. Простое зарядное устройство.
Бирюков С. [6]
Простое зарядное устройство (рис. 9) отличается включе-
нием в цепь первичной обмотки силового трансформатора
гасящего конденсатора. Это приводит к тому, что во время
зарядки аккумулятора ток практически не изменяется и зави-
сит от емкости включенного конденсатора. Переключателем
SA1 либо выключают устройство, либо включают конденса-
тор С2, при котором ток заряда примерно равен 3,5 А, либо
параллельно к нему подключают конденсатор С1, что увели-
чивает ток заряда до 5 А.
При использовании унифицированного трансформато-
ра ТН58-127/220-50 напряжение на вторичных обмотках
16 Глава И 2 Зарядные устройства
составляет 16,3 В. Конденсаторы типа МБГЧ с рабочим на-
пряжением 250 В. Использование выпрямительного моста из
разных диодов позволяет применить всего два радиатора.
я огг
Рис. 9. Принципиальная схема простого зарядного устройства
Глава
3
Кодовые замки
3.1. Простой кодовый замок.
Гусаров В. [7]
Предлагаемый кодовый замок рассчитан на код, содержащий
четыре из восьми разных цифр. При нажатии неверной
кнопки сбрасывается вся ранее набранная комбинация. На-
жатие кнопок правильной комбинации, но в неверном по-
рядке, устройством не воспринимается.
Восемь нормально разомкнутых кодовых кнопок и кноп-
ка звонка для вызова располагаются снаружи охраняемо-
го объекта (рис. 10). Провода от кодовых кнопок оканчи-
ваются двухполюсными вилками. Четыре вилки из восьми
(Х16-Х86) подключаются к кодовой панели (Х1а-Х4а) в том
порядке, который соответствует цифровой кодовой комби-
нации. Так, если выбран код 7461, вилку Х7б подключают
к Xia, Х4б - к Х2а, Хбб - к ХЗа, Х1б - к Х4а. Остальные вилки
подключают к сбросовой панели (Х5а-Х8а). Смена кода осу-
ществляется перестановкой вилок согласно новому коду. Для
этого вилки нумеруют в соответствии с номерами кнопок,
к которым они подключены.
При правильном наборе первой цифры кода (в приве-
денном примере - при нажатии кнопки «7») замыкаются кон-
такты Х1а и происходит заряд конденсатора С1. Нажатие
следующих кнопок согласно коду «4», «6», «1» приводит к по-
очередному заряду конденсаторов: С2 от Cl, СЗ от С2 и С4
18 Глава И 3 Кодовые замки
Рис. 10. Принципиальная схема простого кодового замка
Кодовый замок 19
от СЗ. В результате открывается составной транзистор
VT1-VT2 и срабатывает реле К1, которое контактами К1.1
включает электромагнит ЭМС, механически связанный с ри-
гелем замка. Реле остается на самопитании через контакты
SA, так как тока через резистор R2 хватает для удержания, но
недостаточно для срабатывания реле. При открывании две-
ри переключаются контакты SA, реле и электромагнит от-
пускают, пружина замка переводит ригель в исходное со-
стояние, дверь захлопывается и контакты SA возвращаются
в положение, показанное на схеме. Конденсаторы С1-СЗ бы-
стро разряжаются через контакты SA и диоды VD1-VD3,
а С4 - через эмиттерные переходы составного транзистора.
Питание устройства производится от сети переменного
тока через выпрямитель, вторичная обмотка трансформато-
ра которого должна иметь напряжение не менее 27 В при
токе 1 А.
3.2. Кодовый замок. Жиздюк Р. [8]
Кодовый замок рассчитан на четырехзначный код разными
цифрами от 0 до 9, который набирается кнопками SB1-SB10
(рис. 11). Установка кода производится распайкой перемы-
чек между соответствующими кнопками и четырьмя входа-
ми декодирующего устройства. В качестве примера на схеме
показан установленный код 3649. Кнопки, не соответствую-
щие коду, заземляются.
Питание устройства осуществляется от сети переменного
тока через трансформаторный выпрямитель на диодном мосте
VD3 и сглаживающем конденсаторе СЗ с стабилитроном VD2.
После подачи питания заряжается конденсатор С1, на что
требуется около 5 с, и элементы DD1.1 и DD1.6. переходят
в единичное состояние, что соответствует готовности систе-
мы. После нажатия первой кнопки кода высокий уровень по-
дается на вход элемента DD1.2 и т.д. Нажатие последней кноп-
ки приводит к высокому уровню на выходе элемента DD1.5,
которым открывается транзистор VT1 и включается реле К1,
приводя контактами К 1.1 в действие электромагнит замка.
При нажатии кнопок, соответствующих коду, и в правиль-
ной последовательности, на выходах элементов DD1.2. DD1.3
20 Глава И 3 Кодовые замки
+108
ООН
/U Юл
ни-
с/ ।—। ш
О.Ипл KASUh
m-von кдзггб
. н а ________
вон
, АЛ
0013
ВВП
I йЛ
В.17мл \„т}н__
8 8ыОК16 001
Яч 36 л ------------
FU1 0.15А
581
582
YD2
А61Ч8
т£ь
2205
06
Я8
Я5’я8 0.2*
С*'С6 0.22*л
001.6
П
о ~1*6
85*68001
583
..J"________
56* |_-4|.
565
.6’
581
566
цнях л,
168 П1
У #7
11
100 мях
588
5810
ЯЭ J.J /г
03
'ООО***
*258
81
-и
VI3
810155
УОЗ
8ЦЧ050
001 К116053
VII
818156
Я103.3*
2011
-к}
т 81315Г
Ю
Рис. 11. Принципиальная схема кодового замка
и DD1.4 создаются высокие уровни. Если же нажимается
кнопка, не соответствующая коду, или в нарушение правиль-
ной очередности, конденсатор С1 быстро разряжается либо
черёз кнопку непосредственно на землю, либо через кнопку
и один из диодов VD4, VD6, VD8 на элемент с низким уров-
нем на выходе.
Параметры RC-ячеек на входах элементов DD1.2-DD1.4
подобраны так, что для нажатия очередной кнопки отведе-
но время не более 2 с, в противном случае соответствующий
конденсатор успевает разрядиться на параллельный резис-
тор, и на выходе этого элемента устанавливается низкий уро-
вень, что препятствует должному эффекту ее нажатия.
Разряд С1 при нажатии неверной кнопки приводит к образо-
ванию на выходе элемента DD1.6 низкого уровня. В результате
Электронный кодовый замок 21
запирается транзистор VT2, отпирается VT3 и срабатывает
реле К2, включая своими контактами К2.1 тревожную сигна-
лизацию.
В качестве реле в устройстве используются РЭС6, паспорт
РФ0.452.103. Напряжение вторичной обмотки трансформа-
тора 12-15 В при токе до 100 мА.
Рисунок печатной платы и расположение деталей показа-
ны на рис. 12а,б.
3.3. Электронный кодовый замок.
Вяльцев В. [9]
Принципиальная схема замка, изображенная на рис. 13, рас-
считана на четырехзначный код, набор которого осущест-
вляется кнопками S1-S4. Нажатие любой из остальных кнопок
S5-S10 приводит к сбросу. В схеме использованы две микро-
схемы К561ТМ2, на входы С и D которых поступает низкий
уровень, благодаря чему микросхемы работают в режиме
RS-триггеров.
Перед тем как набрать код, нажимают и отпускают кноп-
ку S11 «Код». При этом конденсатор С1 разряжается и начи-
нает заряжаться через резистор R2. Постоянная времени за-
ряда составляет 10,3 с, за это время напряжение на С1 не
успевает увеличиться до уровня «1», и на входе S триггера
DD1.1 удерживается уровень «0», разрешающий его работу.
Нажатие кнопки S1 переключает триггер, и на его выводе 1
уровень «1» изменяется на «0», разрешая работу триггера
DD1.2. Нажатие кнопки S2 переключает DD1.2 и на его выво-
де 12 появляется уровень «0». Далее нажимают кнопки S3
и S4, срабатывает последний триггер DD2.2 и низкий уро-
вень его вывода 12 включает исполнительное устройство.
Набор кода ограничен временем заряда конденсатора С1.
Если за это время не набран полный код или нажата хотя бы
одна неправильная кнопка (S5-S10), все триггеры обнуля-
ются.
22 Глава И 3 Кодовые замки
НИНИН
€9
Рис. 12a. Печатная плата
Электронный кодовый замок 23
К SB1-SB10 к обмотке II Т1 (^14 В)
OL8SX &9SN 99S)I WSM Z9S>I
Рис. 126. Расположение деталей
24 Глава 3 Кодовые замки
Рис. 13. Принципиальная схема электронного кодового замка
Глава Q
Металлоискатели
4.1. Простой металлоискатель.
Мартынюк Н. [10]
Принципиальная схема металлоискателя (рис. 14) содержит
генератор колебаний УКВ диапазона на транзисторе VT3 и
модулирующий их мультивибратор на транзисторах VT1 и
VT2. Генератор нагружен на виток телевизионного кабеля.
Индикатором служит УКВ приемник, который настраивают
так, чтобы частота генератора находилась на краю полосы
пропускания. При приближении к витку металла частота ге-
нератора изменяется, и в приемнике сигнал исчезает.
Рис. 14. Принципиальная схема металлоискателя.
26 Глава И 4 Металлоискатели
4.2. Миноискатель. Васильев В. [11]
Принципиальная схема миноискателя приведена на рис. 15.
Она содержит генератор высокой частоты на транзисторе
VI и приемник, состоящий из гетеродина и детектора, на
транзисторе V2. И генератор, и гетеродин приемника собра-
ны по схеме емкостной трехточки. Катушка индуктивности
генератора L1, выполненная в виде поисковой рамки, опре-
деляет его частоту, которая выбирается порядка 465 кГц. Ча-
стоту гетеродина приемника устанавливают подстроечным
сердечником катушки L2, на 500 Гц больше частоты генера-
тора. Поэтому в телефонах приемника будет слышен звук
частотой 500 Гц.
Рис. 15. Принципиальная схема миноискателя
Если поблизости от рамки окажется металлический пред-
мет, индуктивность катушки L1 и частота генератора изме-
нятся. В результате изменится тональность звукового сигна-
ла. Миноискатель реагирует на металлические предметы,
удаленные от него на расстояние около нескольких десятков
сантиметров.
Катушка L1 выполнена в виде прямоугольной рамки раз-
мерами 175x230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35 мм. Кон-
струкция катушки L2 показана на рис. 16. В две бумажные
гильзы помещены отрезки ферритового стержня марки
400НН или 600НН диаметром 7 мм, один неподвижный дли-
ной 20 мм, а другой подвижный - длиной 35 мм. Гильзы обер-
нуты бумажной лентой, а поверх нее намотана катушка -
55 витков провода ПЭЛШО 0,2 мм.
Прибор для обнаружения металлических предметов 27
Транзисторы П422 можно заменить транзисторами
КТ3616. Для питания используется батарея 3336 или три эле-
мента типа «АА» по 1,5 В.
Печатная плата с расположением деталей показана на
рис. 17.
Рис. 16. Конструкция катушки L2
ОЬ
Рис. 17. Печатная плата
4.3. Прибор для обнаружения
металлических предметов. Ильин Д. [12]
Прибор собран по классической схеме на двух генераторах
с индикацией биений. Он позволяет обнаружить чугунную
крышку люка на глубине до 0,8 м. Принципиальная схема при-
бора изображена на рис. 18. Он содержит два LC-генератора
на транзисторах VT1 (поисковый) и VT2 (эталонный), а так-
же смеситель, собранный на транзисторе VT3. Питание осу-
ществляется от батареи для карманного фонаря напряжени-
ем 4,5 В.
28 Глава И 4 Металлоискатели
Рис. 18. Принципиальная схема прибора
Работа прибора основана на
изменении частоты колебаний
поискового генератора при при-
ближении его катушки индуктив-
ности к металлическому предме-
ту. В результате биения между
частотами поискового и эталон-
ного генераторов, которые вы-
деляются на выходе смесителя,
изменяют свой тон.
Оба генератора собраны по
схеме с индуктивной обратной
связью. Колебательные конту-
ры включены В коллекторные Рис. 19. Внешний вид прибора
цепи, а катушки связи L2 и L5 -
в цепи баз транзисторов. Контурная катушка поискового ге-
нератора L1 выполнена в вйде рамки, перемещением кото-
рой ищут место расположения металлического предмета.
Эталонный генератор с контурной катушкой L4 служит ис-
точником опорной частоты, с помощью которой определяет-
ся изменение частоты поискового генератора. Переменные
напряжения обоих генераторов с обмоток L3 и L6 поступа-
ют на транзистор смесителя VT3. В цепи его коллектора по-
мимо токов с частотой первого и второго генераторов воз-
никают токи суммарной и разностной частот. Напряжение
разностной частоты, называемое биениями, прослушивается
головными телефонами.
Универсальный металлоискатель 29
В авторском варианте схема собрана на транзисторах П6.
Можно использовать транзисторы КТ361 с любым буквен-
ным индексом, желательно, чтобы VT1 и VT2 были одинако-
выми.
При поиске частота эталонного генератора подстраивает-
ся для получения биений низкого тона, который становится
выше при обнаружении металла.
Рамка - прямоугольной формы размерами 300x400 мм
и содержит катушки LI, L2 и L3. Катушки L4, L5 и L6 поме-
щают в сердечнике СБ-4. Намоточные данные всех катушек
приводятся в табл. 1.
Внешний вид прибора показан на рис. 19.
Таблица 1. Намоточные данные катушек прибора
Обозначение по схеме Число витков Марка провода Диаметр провода, мм
L1 15+15 пэлшо 0,6
L2 10 пэлшо 0,25
L3 2 пэлшо 0,25
L4 60+200 ПЭЛ 0,2
L5 40 ПЭЛ 0,2
L6 2 ПЭЛ 0,2
4.4. Универсальный металлоискатель.
Нечаев И. [13]
Универсальный металлоискатель, принципиальная схема
которого приведена на рис. 20, способен обнаружить как
крупные, так и мелкие металлические предметы. Он содер-
жит сменные катушки диаметром от 25 до 250 мм, что позво-
ляет обнаружить мелкие предметы на расстоянии несколь-
ких сантиметров, а крупные - на расстоянии долей метра.
Работа металлоискателя основана на традиционном прин-
ципе. Он содержит эталонный генератор на элементах
DD1.1 и DD1.3 с частотой генерации около 100 кГц и поис-
ковый генератор на элементе DD1.2 с одной из выносных
30 Глава И 4 Металлоискатели
Рис. 20. Принципиальная схема универсального металлоискателя
катушек индуктивности, подключаемых к генератору соеди-
нителем XS1. Сигналы генераторов подаются на смеситель,
собранный на элементе DD1.4, с выхода которого биения
через срезающий высшие частоты фильтр R4, С4 поступают
на головные телефоны (узел А2).
Пока вблизи выносной катушки нет металла, биения име-
ют определенную частоту, установленную переменным рези-
стором R2, а звук в телефонах - какую-то тональность. При
приближении катушки к металлу тональность изменится.
Напряжение питания подается на микросхему через кон-
такты 2, 4 соединителя XS1 при подключении сменной ка-
тушки. Батарея GB1 содержит четыре последовательно со-
единенных аккумулятора Д-ОД.
Катушка диаметром 25 мм содержит 150 витков провода
ПЭВ-1 0,1; диаметром 75 мм - 80 витков ПЭВ-1 0,18; диамет-
ром 200 мм - 50 витков ПЭВ-1 0,3. Индуктивность каждой
катушки составляет примерно 1,25 мГн.
Электронные звонки
5.1. Электронный звонок.
Шиповский С. [14]
Электронный звонок можно собрать из мультивибратора
с усилительным каскадом на транзисторе VT3 (рис. 21). При-
менение динамической головки прямого излучения ВА1
обеспечивает вполне достаточную громкость.
Для питания используется батарея «Крона», динамичес-
кая головка - 0,5ГДШ-2-8.
Рис. 21. Принципиальная схема электронного звонка
32 Глава 5 Электронные звонки
5.2. Простой квартирный звонок.
Гришин А. [15]
При использовании в электронных звонках микросхем теле-
фонных вызывных устройств достигаются простота, малые
габариты и потребление энергии, возможность регулирова-
ния уровня громкости. Принципиальная схема квартирного
звонка на одной из таких микросхем показана на рис. 22.
Рис. 22. Принципиальная схема звонка
Потребляемый звонком ток от сети переменного тока
напряжением 220 В не превышает 7 мА. В качестве звукоиз-
лучателя BQ1 можно применить пьезокерамический преоб-
разователь, обеспечивающий громкое звучание, или устано-
вить плату в корпусе абонентского громкоговорителя.
Из-за бестрансформаторного питания нужно принять ме-
ры безопасности при налаживании и эксплуатации звонка.
5.3. Трели вместо звонка.
Кашкаров А. [16]
В телефонном аппарате отключается электромагнитный зво-
нок и вместо него устанавливается предлагаемое устройство
(см. рис. 23), которое по звучанию напоминает соловьиную
трель. Благодаря наличию конденсаторов СЗ, С4 от линии
поступает только сигнал вызова, при котором напряжение
на выходе моста составляет около 14 В. Тон трели определя-
ется параметрами цепи Cl, R1. Излучателем ВА может слу-
жить телефонный капсюль.
Квартирный звонок - из музыкальной открытки 33
Рис. 23. Принципиальная схема устройства
Транзистор МП37 можно заменить на КТ315, а МП42 - на
КТ361 (оба - с любым буквенным индексом)
5.4. Квартирный звонок - из музыкальной
Открытки. Клабуков А. [17]
С помощью схемы, приведенной на рис. 24, музыкальную
открытку можно превратить в музыкальный звонок.
Музыкальная открытка представляет собой генератор мело-
дии в микросхемном исполнении. Два ее вывода предназна-
чены для подачи питания, другие два - выход звукового сиг-
нала. При замыкании звонковой кнопки SB1 выпрямленное
напряжение через параметрический стабилизатор Rl, VD1
подается на генератор открытки (узел Al). С выхода генера-
тора сигнал мелодии через резистор R4 поступает на усили-
тель звуковой частоты, собранный на транзисторах VT3-VT5
с излучателем ВА1. Начинает звучать мелодия.
Рис. 24. Принципиальная схема звонка из музыкальной открытки
34 Глава 5 Электронные звонки
Выпрямленное напряжение также поступает на реле вре-
мени. Быстро заряжается конденсатор СЗ, отпираются тран-
зисторы VT1, VT2 и срабатывает реле К1. Контактами К1.1
оно блокирует кнопку SB1, а контактами К 1.2 снимает пита-
ние с конденсатора СЗ, который начинает разряжаться через
резистор R2 и эмиттерные переходы транзисторов. После
разряда конденсатора транзисторы запираются, реле отпус-
кает, звучание мелодии прекращается, силовой трансформа-
тор отключается от сети, а контакты К1.2 замыкаются. Схе-
ма вернулась в исходное состояние.
Понижающий трансформатор Т1 и динамическая голов-
ка ВА1 использованы от трехпрограммного громкоговорите-
ля ПТ209. Реле РЭС48, паспорт РС4.590.202.
Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 25.
К R5 и ВА1
Рис. 25. Печатная плата и расположение деталей
Глава
6
Электронные термометры
6.1. Медицинский электротермометр.
Новиков Р. [18]
С помощью предлагаемого электрического термометра мож-
но измерить температуру в любой точке тела с погрешно-
стью ±0,1 °C. В качестве чувствительного элемента выбран
термистор КМТ-14, включенный в одно из плеч моста по-
стоянного тока (см. рис. 26). К диагонали моста подклю-
чен микроамперметр М-130 с током полного отклонения
-5...0...+5 мкА. Для Измерении температуры переменным ре-
зистором R7, который снабжен шкалой, устанавливают ба-
ланс моста, и по шкале производят отсчет. Время измерения
не превышает 5 с. Термистор подключают к прибору свитой
парой проводов. Питание моста осуществляется двумя бата-
реями 3336, соединенными последовательно.
При градуировке термометра сначала переменными рези-
сторами R. и Rg устанавливают пределы измерения от 34,5 до
42 °C для крайних положений потенциометра R?, после чего
наносят деления шкалы. При этом пользуются лаборатор-
ным термометром с пределами измерения 0-50 °C и ценой
деления 0,1 °C.
36 Глава И 6 Электронные термометры
Рис. 26. Принципиальная схема медицинского термометра
6.2. Термометр с линейной шкалой.
Коноплев П., Мартынюк А. [19]
Электронные термометры, использующие термисторные
датчики, обычно обладают нелинейной шкалой, градуиров-
ка которой весьма трудоемка. Линейную шкалу термометра
можно получить, используя в качестве датчика полупровод-
никовый диод.
Схема такого термометра показана на рис. 27. Пределы
измерения температуры прибора от 0 до +50 °C с погрешно-
стью не более ±0,3 °C.
Прямой ток диода VD1 задается резистором R1. Падение
напряжения на диоде подается на один вход электронного
вольтметра, собранного на микросхеме А1 по балансной схе-
ме. Полевым транзистором VT1 образован генератор ста-
бильного тока. Этим током на резисторах R5 и R6 создается
образцовое напряжение около 0,5 В, которое поступает на
другой вход вольтметра. Напряжение разбаланса измеряется
стрелочным индикатором Р1 типа М265М (микроамперметр
на 50 мкА). Питание на схему термометра подается от акку-
муляторной батареи 7Д-0,1 с дополнительной параметричес-
кой стабилизацией.
В градуировке шкалы термометр не нуждается. Необхо-
димо лишь переменным резистором R7 установить термо-
стабильную точку транзистора VT1 и откалибровать при-
бор по двум точкам шкалы. Для этого с помощью резистора
R5 устанавливают стрелку на нуль при погружении датчика
Электронный термометр 37
в тающий снег, а резистором R3 - на деление 36,6 °C при из-
мерении температуры тела здорового человека.
Рис. 27. Принципиальная схема термометра с линейной шкалой
Назначение выводов микросхемы К101КТ1А: 2 - база ле-
вого транзистора, 3 - эмиттер левого транзистора, 5 - кол-
лекторы, 7 - эмиттер правого транзистора, 8 - база правого
транзистора.
6.3. Электронный термометр.
Пахомов Ю. [20]
Принципиальная схема электронного термометра приведе-
на на рис. 28. Он рассчитан на измерения температуры в пре-
делах от 0 до 100 °C, от 0 до 50 °C или от -50 до +50 °C -
в зависимости от используемого в приборе стрелочного ин-
дикатора РА1. При этом независимо от диапазона остальные
детали схемы термометра остаются неизменными.
В качестве термочувствительного датчика в схеме исполь-
зуется диод VD1, подключенный к клеммам ХТ1, ХТ2. Пря-
мой ток диода задается резисторами Rl 1 и R3. Падение на-
пряжения на диоде подается на базу транзистора VT2.
Смещение на базе транзистораУП задается резисторами
R1-R3. Транзисторы VT1 и VT2 образуют дифференциаль-
ный усилитель, который можно балансировать переменным
резистором R2. При изменении температуры, окружающей
38 Глова 6 Электронные термометры_________________
диодный датчик, происходит разбаланс дифференциального
каскада. Напряжение разбаланса измеряется стрелочным
прибором РА1, который включен между коллекторными на-
грузками транзисторов R4 и R10.
Стабильное напряжение питания дифференциального
усилителя создается благодаря наличию в цепи батареи GB1
параметрического стабилизатора, состоящего из резистора
R12 и стабилитрона VD2. Из-за значительного потребляемо-
го термометром тока питание включается кнопкой SB1 толь-
ко на время измерения температуры.
В качестве РА1 используется стрелочный прибор типа
М24, М52 или другой с током полного отклонения стрелки
100 мкА, 50 мкА или -50...0...+50 мкА. GB1 - батарея «Крона»
или две последовательно соединенные 3336.
При налаживании сначала проверяют работу термомет-
ра, устанавливая при комнатной температуре резистором R2
стрелку индикатора на отметку 20 мкА. Затем, зажав в руке
датчик, проверяют, увеличиваются ли показания прибора.
Если они уменьшаются, изменяют полярность микроампер-
метра.
Наконец, следует калибровка термометра. Диодный дат-
чик опускают в сосуд с водой и льдом. Резистором R2 балан-
сируют прибор, устанавливая стрелку на нуль шкалы. Вынув
датчик из воды и дождавшись увеличения показаний, опус-
кают датчик в кипящую воду. Резистором R9 устанавливают
стрелку на деление 100. Эти операции повторяют несколько
раз, пока не добьются точных показаний прибора.
VD2
1ЛКС156А~
СВ! 9В
Ш 150
„ИЗ*”
SB!
Рис. 28. Принципиальная схема электронного термометра
Простой термометр 39
6.4. Простои термометр. Нечаев И. [21]
Термометр предназначен для дистанционного измерения
температуры воздуха.
Эксперименты показали, что в качестве термодатчиков
наиболее подходящими являются однопереходные транзис-
торы КТ 117, обеспечивающие получение практически ли-
нейной шкалы термометра.
Схема термометра (рис. 29) представляет собой мост,
образованный резисторами R2-R5, и транзистором VT1.
В диагональ моста включен микроамперметр РА1 с нулем по-
середине шкалы. Точность показаний термометра обеспечи-
вается стабилизацией питающего напряжения с помощью
параметрического стабилизатора на полевом транзисторе
VT2 и стабилитроне VD1. Обычно термометр включают
лишь на время контроля температуры, поэтому его допусти-
мо питать от батареи «Корунд» или аккумулятора 7Д-0,1, ис-
пользуя кнопочный выключатель.
Рис. 29. Принципиальная схема простого термометра
Стрелочный индикатор прибора - микроамперметр на
ток 50 мкА с нулем посередине шкалы. Датчик помещен
в металлическую трубку, герметизированную с обоих концов.
Провод, соединяющий датчик с измерительным мостом, дол-
жен быть экранированным. Остальные детали термометра
смонтированы на печатной плате, чертеж которой приведен
на рис. 30.
При налаживании термометра помещают датчик в таю-
щий лед и измеряют сопротивление датчика. Устанавливают
40 Глава И 6 Электронные термометры
в мост резистор R3 сопротивлением примерно на 1 кОм
меньше сопротивления датчика. Затем подключают питание
и резистором R2 устанавливают стрелку микроамперметра
на нуль посредине шкалы. Затем помещают датчик в духовку
плиты с температурой 45-50 °C и резистором R3 устанавли-
вают стрелку прибора на соответствующее деление шкалы.
Глава Q
Терморегуляторы
и термостабилизаторы
7.1. Простой терморегулятор.
Беляков А. [22]
Терморегулятор (см. рис. 31) предназначен для поддержания
температуры в помещении в пределах 2-4 °C при отрицатель-
ной температуре наружного воздуха.
Измерительный мост образован источником образцового
напряжения (R3, VD1, VD2, С1) и делителем напряжения
(Rl, R2, RK1). В диагональ моста включен транзистор VT1,
который при низком сопротивлении терморезистора RK1
заперт. При увеличении этого сопротивления транзистор
VT1 сначала начинает открываться лишь около максимума
напряжения сети, а затем все раньше, ближе к началу полу-
периода.
Током открытого транзистора VT1 отпирается транзис-
тор VT2, и в течение каждого полупериода конденсатор С2
разряжается через резистор R6 на управляющий электрод
тринистора VS1. Мощность, выделяемая в нагрузке - элект-
ронагревателе, - при этом соответственно увеличивается от
50 до 95% от номинальной (равной 1,5 кВт).
С помощью подстроечного резистора R2 стабилизируе-
мую температуру можно изменять от 0 до 25 °C. Индикато-
ром включения нагревателя служит неоновая лампа HL1.
42 Глова И 7 Терморегуляторы и термостабилизаторы
Рис. 31. Принципиальная схема простого терморегулятора
7.2. Простой термостабилизатор.
Матргки Ю. [23]
Предлагаемый термостабилизатор предназначен для поддер-
жания температуры в пределах от 10 до 50 °C с точностью
±0,5 °C. Мощность нагревательного устройства, управляемо-
го терморегулятором, не должна превышать 2 кВт.
Принципиальная схема термостабилизатора показа-
на на рис. 32. Устройство состоит из четырех функцио-
нальных узлов: триггера Шмитта, мультивибратора, транс-
форматора и тринисторного ключа. Состояние триггера
Шмитта, собранного на транзисторах VT1, VT2, соответ-
ствует сопротивлению терморезистора RK1, который слу-
жит датчиком температуры. Когда, уменьшаясь, сопротив-
ление терморезистора переходит нижний порог, триггер
Шмитта переключается и своим выходным напряжением
затормаживает мультивибратор, собранный на транзисто-
рах VT3, VT4. В результате тринисторный ключ (VS1, VS2)
не пропускает ток в цепь обогревателя. Увеличение сопро-
тивления терморезистора выше верхнего порога приво-
дит к переключению триггера Шмитта в первоначальное
положение, чем разрешается работа мультивибратора,
импульсами которого открываются ключевые тринисто-
ры. Поэтому через нагревательный элемент начинает про-
текать электрический ток. Процесс повторяется с часто-
той, которая определяется мощностью обогревателя,
разностью температур объекта и окружающей среды, теп-
ловой инерцией объекта и шириной петли гистерезиса
триггера Шмитта.
Автоматический терморегулятор ДЗ
FU1 10 А
VS1
220 В
С5
0,33 пк
SZ VD2
VS2 ^/150 9А
VD1
1^КД509А
VT2 КТ 315 Б
VD3
2.Ьк\
„нре-
0,01мк
V
VS2 КУ202Н ;
КС156А ;
VS1,
VD3
VDP , VD5 К ДЮЗА ;
VT1
RK1
КМТ-9 1к"С2 0.1 пк
-----. R5
L____|Л7 220 2Ц *
_Г „Температура”
dW'l—1| с5
0,01мк
VT1
\\Rg
V05 Щ 20
R10VAR12
62
К нагре-
вателю
С1
ЮОмк*
•16 В
ни s,
АЛ1028®
\AR1i
И 510
& 06"
VT3 0.01 мк
КТ608Б
VTk
КТ 608Б
9 5
Рис. 32. Принципиальная схема простого термостабилизатора
Для сужения петли гистерезиса в эмиттерную цепь тран-
зисторов включены диоды VD4, VD5. Пределы регулирова-
ния температуры устанавливают резистором R2, а значение
температуры - резистором R1. При мощности нагревателя
более 200 Вт тринисторы нужно снабдить радиаторами.
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце марки
2000НМ размерами 18x12x4 мм. Его одинаковые обмотки со-
держат по 50 витков провода ПЭЛШО 0,17. Печатная плата
с расположением деталей показана на рис. 33.
7.3. Автоматический терморегулятор.
Бартенев В. [24]
Назначение терморегулятора - в автоматическом поддержании
заданной температуры в помещениях. При указанных на схе-
ме (рис. 34) параметрах резисторов R1-R4 он поддерживает
44 Глава И 7 Терморегуляторы и термостабилизаторы
Рис. 33. Печатная плата и расположение деталей
температуру, заданную потенциометром R2, в пределах от
+30 до +40 °C с точностью до ±0,1 °C. Подбирая сопротивле-
ния указанных резисторов, можно изменять диапазон темпе-
ратур и сдвигать его в сторону более высоких и низких тем-
ператур.
Датчиком температуры VD1 служит германиевый диод
Д2Д, который в обратном включении обладает более вы-
соким температурным коэффициентом: при изменении
Автоматический терморегулятор 45
температуры на 10 °C обратное сопротивление изменяется
примерно вдвое.
Пока потенциал входа 3 опера-
ционного усилителя DA1, кото-
рый включен компаратором, ни-
же, чем входа 2, на выходе 6 -
логический 0. Транзистор VT1 за-
перт, реле К1 отпущено, контак-
ты К1.1 замкнуты, тринистор VS1
открыт, диодный мост VD4 прово-
дит ток и нагреватель ЕК вклю-
чен. При повышении темпера-
туры обратное сопротивление
диода VD1 уменьшается и потен-
циал входа 2 компаратора пони-
жается. Когда он станет ниже,
чем входа 3, на выходе 6 появит-
ся уровень логической 1. Транзис-
тор VT1 откроется, сработает ре-
ле К1 и разомкнет контакты К1.1.
Тринистор запрется, и нагрева-
тель выключится. Температура
в помещении начнет падать, по-
тенциал входа 2 компаратора воз-
растать и превысит потенциал
входа 3, нагреватель вновь вклю-
чится.
Силовым трансформатором
выбран выходной трансформа-
тор кадров ТВК телевизора «Ру-
бин». Реле К1 - РЭС9, паспорт
РС4.524.200.
Терморегулятор может ком-
мутировать токи до 10 А и управ-
лять нагревателем мощностью
до 2 кВт.
Рис. 34. Принципиальная схема
автоматического
терморегулятора
HL 1 HI 4 • оОшомобильные лОмпы но 12 В (20 шт )
46 Глава И 7 Терморегуляторы и термостабилизаторы
7.4. Экономичный термостабилизатор.
Якушев В. [25]
Схема термостабилизатора (рис. 35) содержит измеритель-
ный мост на резисторах R1-R4 и терморезисторе Rt
и компаратор напряжения на операционном усилителе DA1.
Установка температуры производится переменным резисто-
ром R3. При изменениях температуры на выходе компарато-
ра образуются уровни «О» или «1».
Экономичность достигнута следующим способом. Если
компаратор выдает сигнал на включение нагрузки, то при
положительной полуволне напряжения сети транзистор VT1
открывается и в цепь управления тиристора VS1 посылает
отпирающий ток. Открывающийся тиристор замыкает цепь
питания транзистора VT1, и управляющий ток тиристора
прекращается. Таким образом, отпирание тиристора проис-
ходит импульсным током минимальной длительности. При
отрицательной полуволне напряжения сети ток транзистора
VT1 отсутствует.
Рис. 35. Принципиальная схема термостабилизатора
Глава
8
Электронные реле
8.1. Емкостное реле. Нечаев И. [26]
Емкостным реле называют устройство, реагирующее на из-
менение емкости датчика. Приближение человека к датчику
изменяет его емкость, и электронная часть устройства реа-
гирует выработкой соответствующего сигнала.
Принцип действия описываемого емкостного реле (рис. 36)
основан на изменении частоты LC-генератора при внешнем
воздействии на его элементы. Генератор данного реле содер-
жит катушку L1, емкость датчика Е1, конденсаторы Cl, С2,
полевой транзистор VT1 и ёмкость монтажа. При неизмен-
ной емкости датчика частота генератора стабильна и равна
примерно 100 кГц. Но стоит приблизиться к датчику, его ем-
кость увеличится, а частота генератора уменьшится.
Измерительный контур образован элементами L2, С4
и слабо связан с генератором резистором R1. Используется
зависимость напряжения на резонансном контуре от часто-
ты колебаний поступающего сигнала. Выделенное контуром
напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтрует-
ся конденсатором С5 и подается на инвертирующий вход
(вывод 2) операционного усилителя(ОУ) DA1, выполняюще-
го функцию компаратора.
48 Глава И 8 Электронные реле
Конденсатором С4 измерительный контур настраивают
на частоту генератора. При этом на инвертирующем входе
ОУ действует максимальное постоянное напряжение U
Резисторами R3 и R2 устанавливают на неинвертирующем
входе (вывод 3) пороговое напряжение Unop несколько мень-
шее, чем UBxMaicc. В этом случае напряжение на выходе ОУ
мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограни-
чительный резистор R5, не горит.
Рис. 36. Принципиальная схема емкостного реле
Если изменение частоты генератора будет таким, что на-
пряжение UBx станет меньше Unop, компаратор сработает
и включит светодиод. Но стоит удалиться от датчика ~ и час-
тота генератора станет исходной, напряжение Ubx увеличит-
ся, компаратор переключится в первоначальное состояние
и светодиод погаснет.
Все детали такого емкостного реле, кроме датчика, мож-
но смонтировать на печатной плате из фольгированного ма-
териала (см. рис. 37). Для повышения стабильности устрой-
ства катушки L1 и L2 идентичны по конструкции, намотаны
на кольцах из феррита 2000НМ с внешним диаметром 20 мм
и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,2. Намотка - ви-
ток к витку в один слой. Отвод катушки L1 сделан от 20-го
витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом,
L2 - от середины.
Емкостное реле 49
После сборки проводят регу-
лировку реле (R5 и HL1 пока не
подключают). Для датчика можно
использовать два параллельных
провода диаметром 1 мм длиной
по 1м, на расстоянии 15-20 см
один от другого. К конденсатору
С5 подключают вольтметр по-
стоянного тока с входным сопро-
тивлением не менее 10 кОм/В
и конденсатором С4 добиваются
максимального показания вольт-
метра 2,5-5 В. Если оно меньше,
подбирают сопротивление резис-
тора R1, но не менее 500 кОм.
После каждой замены резистора
подстройку повторяют.
Затем к выходу DA1 подключа-
ют резистор R5 и светодиод HL1.
Движок резистора R3 устанавли-
вают в нижнее по схеме положе-
ние, а резистора R2 - в среднее.
При этом светодиод должен го-
реть. Медленно перемещая дви-
жок резистора R3, добиваются по-
гасания светодиода. Если теперь к
датчику, соединенному с конденса-
тором С1, поднести руку, светоди-
од должен загореться. На этом
регулировка емкостного реле за-
канчивается.
Рис. 37. Печатная плата
емкостного реле
8.2. Емкостное реле. Табунщиков В. [27]
Принципиальная схема емкостного реле приведена на
рис. 38. На полевом транзисторе VT1 собран генератор
50 Глово И 8 Электронные реле
высокой частоты по схеме индуктивной трехточки. В про-
цессе генерации на истоке полевого транзистора образуется
положительное напряжение, и транзистор VT2 оказывается
заперт. При воздействии на датчик увеличивается емкость
затвора на землю, что приводит к срыву колебаний генера-
тора. Теперь за счет дополнительного тока через L1 и про-
межуток затвор-исток увеличивается ток базы VT2, он отпи-
рается и срабатывает реле К1, включая контактами К1.1
исполнительный механизм.
Рис. 38. Принципиальная схема емкостного реле
Катушка L1 наматывается на каркас от ФПЧ транзистор-
ных приемников и содержит 500 витков провода ПЭЛ,
0,12 мм с отводом от середины.
Датчиком является квадрат из провода со сторонами от 15
до 100 см. Реле - типа РЭС10, паспорт РС4.524.312.
При настройке конденсатор С1 устанавливается в поло-
жение минимальной емкости, при этом сработает реле. За-
тем медленно увеличивают емкость до выключения реле.
Чем меньше емкость конденсатора С1, тем чувствительнее
емкостное реле. Максимальное расстояние до объекта, на
который реагирует реле, составляет 50 см.
Изображение печатной платы показано на рис. 39, а кон-
струкция катушки с размещением ее и датчика на плате - на
рис. 40.
Акустическое реле 51
Рис. 39. Печатная плата и расположение деталей
8.3. Акустическое реле. Партин А. [28]
Акустическим называется реле, срабатывающее под воздей-
ствием входного звукового сигнала и включающее какой-
либо исполнительный механизм.
Принципиальная схема акустического реле приведена на
рис. 41.
Звуковой сигнал - громкий голос, хлопок и т. п. - воспри-
нимается микрофоном ВМ1, поступает на чувствительный
52 Глава И 8 Электронные реле
Рис. 40. Конструкция катушки индуктивности
Рис. 41. Принципиальная схема акустического реле
усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT3, детектиру-
ется диодом VD1 и подается на базу транзистора VT4. В ре-
зультате он отпирается, и срабатывает электромагнитное
реле К1, включая контактами К1.1 световой сигнализатор -
светодиод HL1. После окончания звука реле будет удержи-
ваться током заряда конденсатора С4, после чего отпустит,
и светодиод погаснет.
Звуковое реле 53
Режим работы усилителя устанавливается переменным
резистором R4. В качестве микрофона ВМ1 используется
капсюль от головных телефонов ТОН-2. Реле К1 - герконо-
вое типа РЭС55А, паспорт РС4.569.600-10.
При налаживании устройства переменным резистором
R4 добиваются наилучшей чувствительности - срабатывания
реле при возможно большем расстоянии от источника звука
до микрофона.
8.4. Звуковое реле. Лазовик В. [29]
Принципиальная схема звукового реле представлена на
рис. 42 и работает следующим образом. Звуковой сигнал вос-
принимается электретным микрофоном ВМ1 и поступает на
вход усилителя низкой частоты, собранного на микросхеме
DA1. Усиленный сигнал подается для формирования прямо-
угольных импульсов на усилитель-ограничитель из двух эле-
ментов 2И-НЕ микросхемы DD1, откуда - на базу транзистора
VT1, который разряжает времязадающий конденсатор СЗ
триггера Шмитта, образованного остальными двумя элемен-
тами DD1. При этом на выходе 11 DD1.4 появляется логичес-
кий 0, разрешающий работу мультивибратора, выполненного
на двух элементах 2ИЛИ-НЕ микросхемы DD2. С выхода муль-
тивибратора импульсы поступают на усилитель (VT2, VT3),
откуда через разделительный конденсатор С7 - на управляю-
щий электрод симистора VS1. Симистор открывается и вклю-
чает нагрузку. Когда конденсатор СЗ зарядится до уровня ло-
гической 1, триггер Шмитта переключается, на выходе DD1.4
появляется логическая 1, мультивибратор выключается, за-
крывается симистор, и нагрузка отключается от сети. Время
выдержки подбирается в зависимости от конкретного при-
менения схемы. При емкости СЗ, указанной на схеме, время
включенного состояния нагрузки составляет 4 минуты.
Питание схемы производится от сети переменного тока
с помощью однополупериодного выпрямителя на диоде VD3
и конденсаторе С5 с гасящим конденсатором С6. Вся схема
находится под напряжением сети. Поэтому необходимо при
налаживании и эксплуатации соблюдать осторожность.
54 Глава И 8 Электронные реле
Рис. 42. Принципиальная схема звукового реле
8.5. Акустический выключатель.
Кашкаров А. [30]
Принципиальная схема акустического выключателя приве-
дена на рис. 43.
Звуковой сигнал воспринимается угольным микрофоном
ВМ1 и проходит через фильтр R4, С1, который пропускает
Акустический выключатель 55
Рис. 43. Принципиальная схема акустического выключателя
56 Глава 8 Электронные реле
только сигнал высших частот, соответствующих хлопку в ла-
доши. Далее он усиливается транзистором VT1, с коллектор-
ной нагрузки которого R3 поступает на вход триггера, со-
бранного на транзисторах VT2 и VT3. Положительная
обратная связь осуществляется через резистор R6. С коллек-
тора транзистора VT3 напряжение высокого уровня через
диод VD3 и ограничительный резистор R13 включает око-
нечный каскад на транзисторе VT4 с электромагнитным реле
К1 в цепи коллектора, которое контактами К1.1 коммутиру-
ет исполнительное устройство (лампу HL1).
Микрофон взят от телефонного аппарата. Реле - типа
РЭС9, паспорт РС4.524.204.
Приложение
Основные математические
и физические константы
Число 7Г
К наиболее часто применяемым математическим констан-
там (постоянным числам, используемым в процессе различ-
ных расчетов) относится число л (пи), которое представля-
ет собой отношение длины окружности к ее диаметру.
Число л относится к иррациональным числам и его точное
значение не может быть выражено ни конечным числом
цифр, ни какой-либо элементарной функцией. Эту задачу,
называемую квадратурой круга, математики пытались ре-
шить тысячелетиями, но только в XIX веке была доказана
невозможность ее решения. Поэтому всегда используется
приближенное значение числа л, хотя существует способ
его вычисления с любым количеством знаков. Самым гру-
бым и наиболее известным приближением (еще из школь-
ного курса геометрии) является значение л = 3,14. Если тре-
буется более точное значение, можно предложить такое:
л = 3,1416. Его легко воспроизвести, если запомнить не-
сложное предложение: «Что я знаю о цифрах». Количество
букв в каждом слове соответствует цифрам числа л. Наконец,
для любителей поразить окружающих достаточно выучить
такой стишок: «Кто и шутя, и скоро пожелаеть пи узнать,
число ужъ знаеть», откуда л = 3,1415926536. Так как стишок
придуман еще до 1918 года, в конце слов, оканчивающихся
58 Приложение
на согласную, стоит твердый знак. В справочниках же мож-
но найти еще более точное значение:
я = 3,141592653589793...
Основание натуральных логарифмов е
Другой важной и часто встречающейся в радиотехнике кон-
стантой является основание натуральных логарифмов е,
которое также относится к иррациональным числам. В спра-
вочниках приводится следующее значение числа е с 15 знака-
ми после запятой:
0=2,718281828459045...
Если читатель помнит год рождения Льва Николаевича
Толстого, можно легко воспроизвести число е с девятью зна-
ками после запятой, запомнив такую шутку: «0равно 2,7 плюс
дважды Лев Толстой».
Биномиальные коэффициенты
Когда необходимо какой-либо двучлен возвести в степень,
например:
(х + у)4 = у? + 4л?у + 6хУ + 4лу* + /,
нужно знать биномиальные коэффициенты, которые вычис-
ляются с помощью сочетаний. Но значительно проще для их
определения пользоваться «Арифметическим треугольни-
ком», предложенным Блезом Паскалем еще в 1665 году.
1 Биномиальные коэффициенты
1 1
12 1 для возведения в квадрат
13 3 1 для возведения в куб
1 4 6 4 1 для возведения в 4-ю степень
1 5 1010 5 1 для возведения в 5-ю степень
ит. д.
В треугольнике крайними числами каждой строки явля-
ются единицы, а другие представляют собой сумму двух чи-
сел верхней строки.
Основные математические и физические константы 59
Ускорение силы тяжести
Из физических констант в первую очередь необходимо отме-
тить ускорение силы тяжести g- ускорение свободно падаю-
щего тела на поверхность Земли с небольшой высоты и при
отсутствии сопротивления воздуха. Ускорение свободного
падения зависит от широты точки наблюдения и высоты ее
над уровнем моря. Приближенно
g= 9,78049(1 + 0,005288 sin2cp - 0,000006 sin22cp) -
- 0,0003086Н м/с2,
где ф - широта, а Н- высота над уровнем моря.
На широте Москвы на уровне моря
g= 9,8156 м/с2. -
Скорость света
Одной из фундаментальных констант, особенно в радиотех-
нике, является скорость распространения электромагнит-
ных волн, или скорость света - С. Согласно теории относи-
тельности Альберта Эйнштейна скорость света является
предельной скоростью распространения любых физических
воздействий. Впервые практическое измерение скорости
света осуществил в 1849 г. Арман Ипполит Луи Физо. Впо-
следствии физики неоднократно экспериментально уточня-
ли полученное им значение, и в настоящее время скорость
света в вакууме принята равной:
с =299792458 м/с.
При практических расчетах обычно достаточно брать
приближенное значение скорости света равным 300 тысячам
километров в секунду’ - ЗЛО8 м/с.
Гравитационная постоянная
При расчетах орбит искусственных спутников Земли, через
которые осуществляется ныне трансляция телевидения и си-
стемы глобальной связи, используется гравитационная по-
стоянная G, определяющая силы тяготения. Численное
значение гравитационной постоянной:
G= 6,673.1011 м3/кгс2.
gO Приложение________________________________________
Постоянная Больцмана
В радиотехнике часто приходится определять уровень соб-
ственных шумов приемников и усилителей радиосигнала,
поскольку для хорошего качества звука или изображения уро-
вень сигнала в определенное число раз должен превышать
уровень шумов, который находится по формуле, содержащей
постоянную Больцмана k:
&= 1,38/1023 Дж/Кл.
Литература
1. Прокопцев Ю. Имитатор звуков паровоза // Радио. -
1995. - № 7. - С. 30.
2. Панкратьев Д. Имитатор звуков стрельбы // Радио. -
1999. -№ 6. - С. 54; Радио. - 2000. - № 7. - С. 50.
3. Шиповский С. Сирена // Радио. - 2000. - № 10. - С. 53.
4. Никифоров. В. Универсальное зарядное устройство //
Радио. - 1991. - № 1. - С. 69-70.
5. Гуреев С. Зарядное устройство-автомат // Радио. -
1992.-№ 12. - С. 11-12.
6. Бирюков С. Простое зарядное устройство // Радио. -
1997. ~№3. - С. 50.
7. Гусаров В. Простой кодовый замок // Радиолюби-
тель. - 1995. - № 1. - С. 21-22.
8. Жиздюк Р. Кодовый замок // Радио. - 1999. - № 6. -
С. 31; Радио. - 2000. - № 6. - С. 49.
9. Вяльцев В. Электронный кодовый замок // Радиолю-
битель. - 1994. - № 5. - С. 31.
10. Мартынюк Н. Простой металлоискатель // Радиолю-
битель. - 1997. - № 8. - С. 30.
11. Васильев В. Миноискатель // Радио. - 1978. - № 7. -
С. 53-54.
12. Ильин Д. Прибор для обнаружения металлических
предметов // Радио. - 1960. - № 8. - С. 22-23.
13. Нечаев И. Универсальный металлоискатель // Радио. -
1990.-№12.-С. 73-75.
14. Шиповский С. Электронный звонок // Радио. - 2000. -
№11.-С. 60.
62 Литература
15. Гришин А. Простой квартирный звонок // Радио. -
2001. - № 3. - С. 32-33.
16. Кашкаров А. Трели вместо звонка // Радиолюбитель. -
1999. -№ 12. -С. 11.
17. Клабуков А. Квартирный звонок - из музыкальной от-
крытки // Радио. - 2001. - № 9. - С. 56; Радио. - 2002. -
№ 4. - С. 46.
18. Новиков Р. Медицинский электротермометр // Радио. -
1967.- №7. -С. 31.
19. Коноплев П., Мартынюк А. Термометр с линейной
шкалой // Радио. - 1982. - № 7. - С. 37.
20. Пахомов Ю. Электронный термометр // Радио. - 1990. -
№12.-С. 70-71.
21. Нечаев И. Простой термометр: каким он может
быть? // Радио. - 1992. - № 8. - С. 17-18.
22. Беляков А. Простой терморегулятор // Радио. - 1989. -
№ 3. - С. 32.
23. Маяцкий Ю. Простой термостабилизатор // Радио. -
1991.-№7.-С. 32-34.
24. Бартенев В. Автоматический терморегулятор // Ра-
диолюбитель. - 1995. - № 1. - С. 25.
25. Якушев В. Экономичный термостабилизатор // Радио-
любитель. - 1997. - № 2. - С. 21.
26. Нечаев И. Емкостное реле // Радио. - 1992. - № 9. -
С.48-51.
27. Табунщиков В. Емкостное реле // Радиолюбитель. -
1993. - № 5. - С. 26.
28. Партин А. Акустическое реле // Радио. - 2000. - № 9. -
С. 54-55.
29. Лазовик В. Звуковое реле // Радиолюбитель. - 1999. -
№ 4. - С. 32.
30. Кашкаров А. Акустический выключатель // Радиолю-
битель. - 1999. - № 12. - С. 11.
Составитель
Никитин Вильямс Адольфович
В ПОМОЩЬ РАДИОЛЮБИТЕЛЮ
Выпуск 1
Главный редактор Захаров И. М,
editor-in-chief@ntpress.ru
Ответственный редактор Захарова И, И,
Верстка Кабанов В. В.
Графика Салимонов Р. В.
Дизайн обложки Клубничкин Д. Е.
Издательство «НТ Пресс», 129085, Москва,
Звездный б-р, д. 21, стр. 1.
Издание осуществлено при техническом участии
ООО «Издательство АСТ»
Отпечатано с готовых диапозитивов
в ООО “Типография ИПО профсоюзов Профиздат”
109044, Москва, Крутицкий вал, 18