Генератор на одном транзисторе и реле схема: Генераторы импульсов

В помощь радиолюбителю. Выпуск 7 (fb2) | КулЛиб

Цвет фоначерныйсветло-черныйбежевыйбежевый 2персиковыйзеленыйсеро-зеленыйжелтыйсинийсерыйкрасныйбелыйЦвет шрифтабелыйзеленыйжелтыйсинийтемно-синийсерыйсветло-серыйтёмно-серыйкрасныйРазмер шрифта14px16px18px20px22px24pxШрифтArial, Helvetica, sans-serif»Arial Black», Gadget, sans-serif»Bookman Old Style», serif»Comic Sans MS», cursiveCourier, monospace»Courier New», Courier, monospaceGaramond, serifGeorgia, serifImpact, Charcoal, sans-serif»Lucida Console», Monaco, monospace»Lucida Sans Unicode», «Lucida Grande», sans-serif»MS Sans Serif», Geneva, sans-serif»MS Serif», «New York», sans-serif»Palatino Linotype», «Book Antiqua», Palatino, serifSymbol, sans-serifTahoma, Geneva, sans-serif»Times New Roman», Times, serif»Trebuchet MS», Helvetica, sans-serifVerdana, Geneva, sans-serifWebdings, sans-serifWingdings, «Zapf Dingbats», sans-serif

Насыщенность шрифтажирныйОбычный стилькурсивШирина текста400px500px600px700px800px900px1000px1100px1200pxПоказывать менюУбрать менюАбзац0px4px12px16px20px24px28px32px36px40pxМежстрочный интервал18px20px22px24px26px28px30px32px

Составитель:

Никитин Вильямс Адольфович «В помощь радиолюбителю» _{Выпуск 7} (Электроника своими руками)

Глава 1 ЗВУКОВЫЕ ИМИТАТОРЫ

1.1. Имитатор шума прибоя

Цыбульский В. [1]

Иногда может понадобиться вставить в какую-нибудь фонограмму звуки морского прибоя. Принципиальная схема такого имитатора представлена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема имитатора шума морского прибоя

В качестве источника шумового электрического сигнала использован стабилитрон V1 и усилитель на транзисторе V2, включенный по схеме с общим эмиттером. С его коллекторной нагрузки (резистор R2) усиленный шумовой сигнал поступает на вход эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе V3.

Далее с резистора R3 сигнал подается на амплитудный модулятор, который собран на транзисторах V4 и V5 и предназначен для периодического изменения уровня сигнала. Для этого сигнал подается на базу транзистора V4, а в цепь его эмиттера включен промежуток коллектор-эмиттер транзистора V5. Сопротивление этого промежутка периодически изменяется под воздействием поступающего на базу переменного напряжения, которое генерируется симметричным мультивибратором, собранным на транзисторах V6 и V7, и формируется фильтром нижних частот, состоящим из резисторов R8, R7 и конденсатора С4.

Мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы в форме меандра (длительность импульса равна длительности паузы), а фильтр формирует из них напряжение, приближающееся по форме к треугольному. Скорость нарастания и убывания напряжения можно изменять подбором сопротивлений резисторов и емкости конденсатора фильтра, а также сопротивлений резисторов R10 и R11. Выходной сигнал с гнезд X1 «Выход» можно подавать на вход магнитофона.

1.2. Канарейка

Белоусов В. [2]

Этот несложный имитатор голоса канарейки совершенно не нуждается в налаживании и сразу после сборки начинает работать. Принципиальная схема имитатора, показанная на рис. 2, представляет собой несимметричный мультивибратор, собранный на двух р-n-р транзисторах с дополнительной цепочкой R4, С3 между базами.

Рис. 2. Принципиальная схема имитатора голоса канарейки

В качестве звукоизлучателя можно использовать капсюль ДЭМ-4М или какой-либо другой с внутренним сопротивлением в пределах от 50 до 100 Ом. Питание производится от батареи GB1 напряжением 9 В. В схеме можно использовать также транзисторы структуры n-р-n, например КТ315 с любым буквенным индексом. В этом случае необходимо изменить на обратную полярность батареи питания и электролитических конденсаторов С1 и С3.

1.3. Имитатор звуков капели

Шиповский С. [3]

Принципиальная схема этого имитатора (рис. 3) очень проста и соответствует симметричному мультивибратору, собранному на

р-n-р транзисторах КТ814Б. Могут также использоваться транзисторы структуры n-р-n, например КТ815Б, для чего необходимо изменить на обратную полярность батареи питания и электролитических конденсаторов С1 и С2. Коллекторными нагрузками обоих плеч мультивибратора служат излучатели звука ВА1 и ВА2, в качестве которых используются динамические головки прямого излучения 0.5ГДШ-2-8.

Питание на схему имитатора подается с батареи GB1 напряжением 4,5 В, например типа 3336Л.

Устройство не нуждается в налаживании. С помощью переменного резистора R2 можно регулировать частоту «капели».

Рис. 3. Принципиальная схема имитатора звуков капели

1.4. Универсальный имитатор

Ерофеев М. [4]

Этот имитатор способен вырабатывать самые разные звуки: птичьих трелей, тревожной сирены, работы мотоцикла и т. п. Принципиальная схема имитатора приведена на рис. 4.

Рис. 4. Принципиальная схема универсального имитатора

Она содержит два симметричных мультивибратора. Первый, собранный на транзисторах VT1 и VT2, работает на сверхнизкой частоте, второй, собранный на транзисторах VT3 и VT4, — на звуковой частоте. Транзистор VT5 служит для усиления мощности генерируемого сигнала и нагружен на динамическую головку прямого излучения ВА1. Интегрирующая цепочка R5, С3 преобразует прямоугольные импульсы, вырабатываемые первым мультивибратором, придавая им треугольную форму.

Выбор того или иного звучания производится путем подбора емкостей конденсаторов и перестановкой перемычек или перепайкой проводников, присоединенных к верхним по схеме выводам резисторов R7 и R8. Если выбраны конденсаторы С1 = 10 мкФ, С2 = 20 мкФ, С3 = 200 мкФ, С4 = С5 = 0,01 мкФ, при показанных на схеме соединениях имитатор вырабатывает сигнал тревожной сирены.

Глава 2 МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ

2.1. Металлоискатель на микросхеме

Нечаев И. [5]

Работа металлоискателя основана на классическом принципе: используются два генератора — эталонный и поисковый. Частота эталонного генератора постоянна, а частота поискового генератора зависит от индуктивности поисковой катушки. Колебания генераторов поступают на смеситель, на выходе которого возникают колебания разностной частоты. Если на поисковую катушку не оказывают влияния местные металлические предметы, частоты колебаний обоих генераторов получаются равными, а разностная частота — нулевой. Если же в магнитном поле поисковой катушки оказывается металл, ее индуктивность изменяется, изменяется частота колебаний поискового генератора, и на выходе смесителя образуются биения разностной частоты, которые могут быть зарегистрированы. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рис. 5.

Рис. 5.

Принципиальная схема металлоискателя на микросхеме

Эталонный генератор собран на элементе DD1.1. Колебания прямоугольной формы, частота которых f_э определяется колебательным контуром L1, C1, С2, СЗ, поступают на один из входов элемента DD1.3, используемого в качестве смесителя. Поисковый генератор собран на элементе DD1.2. Частота генерируемых им колебаний f_n определяется колебательным контуром, состоящим из поисковой катушки L2 и конденсаторов С4, С5. Колебания поискового генератора подаются на второй вход смесителя DD1.3. На выходе смесителя (вывод 11) образуются колебания разных частот: частоты колебаний эталонного генератора f_э, частоты колебаний поискового генератора f_n, суммарной частоты f_э + f_n и разностной частоты ±(f_э — f_n). Кроме того, образуются колебания комбинационных частот типа mf_э ± n

f_э. Из всего этого спектра частот полезной является составляющая разностной частоты, которая через резистор R3 поступает на регулятор громкости R4, а оттуда — на соединитель XS1 для подключения головных телефонов. Остальные частотные составляющие отфильтровываются конденсатором С6.

Катушка L1 содержит 200 витков провода ПЭВ-2 (0,09 мм), намотанных на каркасе, помещенном в броневой сердечник диаметром 8,6 мм из феррита 600НН с подстроечником. Для катушки L2 в алюминиевую трубку диаметром около 6 мм и длиной 950 мм помещают 18 отрезков провода МГТФ-0,07, трубку сгибают, а витки соединяют последовательно. Индуктивность катушки — около 350 мкГн. Элементы схемы, за исключением батареи, соединителя и поисковой катушки, размещены на печатной плате, показанной на рис. 6.

Рис. 6. Чертеж печатной платы металлоискателя на микросхеме

Металлоискатель в собранном виде показан на рис. 7.

Рис. 7. Металлоискатель в собранном виде

Печатная плата помещена в алюминиевый корпус с прорезями под ручки управления. Батарея питания «Крона» размещается внутри рукоятки.

При использовании металлоискателя конденсатором С2 устанавливают частоту биений, после чего их тон при приближении к металлу изменяется вверх или вниз в зависимости от того, выше или ниже частота эталонного генератора частоты поискового, а также свойств металла: ферромагнетических или диамагнетических (черный или цветной металл).

Металлоискатель этой конструкции способен обнаруживать массивные металлические предметы на глубине до 1 м от поверхности земли.

2.2. Транзисторный металлоискатель [6]

С помощью этого металлоискателя можно обнаружить массивные металлические изделия на глубине до 60 см от поверхности земли, а небольшую монету — на глубине до 5 см.

Построение схемы соответствует классическому принципу — образование биений между колебаниями двух генераторов: эталонного и поискового, схема которого содержит поисковую катушку индуктивности. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рис. 8.

Рис. 8. Принципиальная схема транзисторного металлоискателя

Эталонный генератор собран на транзисторе Т1. Частота генерируемых им колебаний определяется колебательным контуром L1, С1. Положительная обратная связь создается конденсатором С3. Поисковый генератор собран на транзисторе Т2, в коллекторную цепь которого включена выносная головка с колебательным контуром, состоящим из поисковой катушки L2 и конденсаторов С5 и Сб. Колебания обоих генераторов с эмиттеров транзисторов Т1 и Т2 через развязывающие цепочки С4, R7 и С9, R8 поступают на диодный смеситель Д1. Высокочастотные комбинационные составляющие подавляются фильтром нижних частот R9, СЮ, а низкочастотные биения через разделительный конденсатор С11 подаются на вход двухкаскадного усилителя, собранного на транзисторах Т3 и Т4, который нагружен на пьезоэлектрические головные телефоны Тл.

Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 6 мм и содержит 115 витков провода ПЭЛ 0,3 мм с отводом от 15-го витка, считая от коллектора. Катушка L2 выполнена в виде рамки из 50 витков провода ПЭЛ 0,5 мм с отводом от 10-го витка, считая от конденсатора С7.

Витки катушки огибают четыре стойки, установленные на изоляционной пластине выносной головки (рис. 9), которая соединяется с основной схемой трехжильным кабелем длиной 1,5 м.

Вместо транзисторов ОС44 и ОС71 можно использовать КТ361Б. Диод ОА70 можно заменить диодом Д2Ж.

Рис. 9. Размещение деталей выносной головки

2.3. Искатель скрытой проводки

Борисов А. [7]

Этот простой миниатюрный прибор предназначен для определения места прохождения в стене скрытой электрической проводки, что необходимо во избежание ее повреждения и поражения электрическим током при сверлении в стенах отверстий. Принципиальная схема прибора помещена на рис. 10.

Рис. 10. Принципиальная схема искателя скрытой проводки

Она содержит всего три транзистора: на двух — VT1 и VT3 — собран мультивибратор с емкостными связями, третий — VT2 — представляет собой электронный ключ.

Как только замкнутся контакты выключателя SB1 и на схему будет подано питание, мультивибратор начнет работать, а транзисторы — поочередно отпираться, что приведет к частым вспышкам светодиода HL1. Транзистор VT2 при этом заперт. Стоит приблизить щуп WA1 к электрическому проводу, вокруг которого имеется электрическое поле, — как транзистор VT2 откроется и через низкоомный резистор R4 замкнет цепь базы VT3 на минус. В результате колебания мультивибратора будут сорваны, и светодиод погаснет. Питание на схему напряжением 9 В подается от батареи «Крона» или «Корунд».

Все детали искателя кроме щупа размещаются на печатной плате (рис. 11).

Рис. 11. Чертеж печатной платы (в масштабе 2:1) искателя скрытой проводки

Щуп состоит из пластмассового конического колпачка, внутри которого располагается металлический стержень.

Устройство помещается в пластмассовый корпус, показанный на рис. 12, который можно склеить из молочного оргстекла. Такая миниатюрная конструкция позволяет носить искатель в кармане.

Рис. 12. Внешний вид корпуса искателя

2.4. Металлоискатель

Булгак Л., Степанов А. [8]

Металлоискатель этой конструкции, собранный на транзисторах и одной микросхеме К159НТ1Г, которая представляет собой набор из двух биполярных транзисторов, построен по классической схеме, содержащей два генератора и устройство, позволяющее распознавать изменения частоты биений. Основное отличие этого металлоискателя От других известных конструкций состоит в том, что генераторы собраны на транзисторах, сформированных на одном кристалле. Это обеспечивает высокую стабильность частоты генераторов, возможность использования частоты биений менее 10 Гц. Металлоискатель способен обнаруживать гвозди на глубине 15 см от поверхности земли, а крышки колодцев — на глубине 60 см. Потребление тока от батареи 3336Л напряжением 4,5 В не превышает 2 мА.

Принципиальная схема металлоискателя представлена на рис. 13.

Рис. 13. Принципиальная схема металлоискателя

Генераторы собраны по одинаковым схемам с общей базой и обратной связью с коллектора на эмиттер через конденсаторы С3 и С7.

Сигналы обоих генераторов смешиваются на резисторе R5 и детектируются диодами V4, V5, включенными по схеме удвоения напряжения. При детектировании образуются комбинационные частоты. Высокочастотные составляющие подавляются конденсатором С11, а разностная частота через конденсатор С12 поступает на вход усилителя звуковой частоты. Транзистор V6 работает в линейном режиме, a V7 и V9 — в ключевом, благодаря чему синусоидальный сигнал преобразуется в прямоугольный. Конденсатор С14 дифференцирует положительные перепады, а отрицательные подавляются диодом V8. Резистор R16 используется в качестве регулятора громкости.

Начальная настройка прибора на нулевые биения производится сердечником катушки L2. Подстрока частоты эталонного генератора в рабочем режиме выполняется стабилитроном V3, исполняющем функции варикапа, с помощью переменного резистора R7.

Поисковая катушка L1 наматывается внавал на оправке диаметром 160 мм и содержит 100 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,3 мм. После снятия с оправки катушка пропитывается эпоксидной смолой и экранируется — обматывается фольгой с наличием зазора на концах. Катушка L2 содержит 250 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм и помещается в броневой сердечник СБ-23-11a. Индуктивность катушки — 4 мГн. В качестве звукоизлучателя В1 используются высокоомные головные телефоны.

Глава 3 РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

3.1. Реле времени на одном транзисторе

Виноградов Е. [9]

Рассматриваемое реле времени срабатывает при кратковременном нажатии кнопки и отпускает после заданного промежутка времени. Принципиальная схема реле приведена на рис. 14.

Рис. 14. Принципиальная схема реле времени на одном транзисторе

В исходном состоянии транзистор Т1 заперт, электромагнитное реле Р обесточено, а конденсатор С1 разряжен. При нажатии кнопки Кн конденсатор С1 быстро заряжается от источника питания практически до напряжения этого источника. После отпускания кнопки появляется ток базы транзистора, достаточный для его отпирания, от коллекторного тока срабатывает реле, и начинается медленный разряд конденсатора. По мере разряда уменьшается напряжение на конденсаторе, вследствие чего падает ток базы транзистора и его коллектора. Когда коллекторный ток станет меньше тока удержания реле, оно отпустит.

Время выдержки определяется скоростью разряда конденсатора или постоянной времени разряда, которая равна произведению емкости конденсатора на сопротивление цепи разряда — параллельное соединение двух цепей: резисторы R3, R4, R5 и R1 с сопротивлением эмиттерного перехода транзистора. В верхнем по схеме положении движка переменного резистора R5 резистором R4 можно устанавливать выдержку в пределах от 1 до 10 с, резистором же R5 — более минуты.

В схеме можно использовать транзистор КТ361В и электромагнитное реле РЭС15, паспорт РС4.591.004. Если необходимо реле с двумя группами переключающих контактов, можно использовать РЭС52, паспорт РС4.555.020.

3.2. Реле времени на транзисторах

Суковатицин А. [10]

Это реле времени собрано на трех транзисторах, два из которых соединены по схеме мультивибратора. Благодаря этому исключается обычный недостаток нечеткого срабатывания, когда транзистор должен запереться при уменьшении тока базы. Принципиальная схема реле показана на рис. 15.

Рис. 15. Схема реле времени на транзисторах

В исходном состоянии, показанном на схеме, после подачи на схему питания начинается заряд конденсатора С1. Ток заряда течет от плюса источника питания через эмиттерный переход транзистора VT2, С1 (по схеме справа налево) и резистор R3 на минус питания. Транзистор VT2 отпирается, и срабатывает электромагнитное реле К1, что приводит к замыканию контактов К1.1. Это приводит к отпиранию до насыщения транзистора VT3. Низкий потенциал его коллектора приводит к тому, что потенциал базы транзистора VT1 также низкий, и он заперт. Конденсатор С1 заряжен до напряжения, почти равного напряжению питания. Это состояние является устойчивым.

Запуск реле времени осуществляется кратковременным нажатием кнопки Кн. При этом транзистор VT3 запирается, потенциал его коллектора резко возрастает, что приводит к отпиранию транзистора VT1 и опрокидыванию мультивибратора. Транзистор VT2 запирается, и реле обесточивается. Это приводит к размыканию контактов К1.1. Начинается перезаряд конденсатора. Ток протекает от плюса источника питания через открытый транзистор VT1, С1 (по схеме слева направо), резисторы R2, R1 на минус питания. Скорость перезаряда определяется сопротивлением указанных резисторов, то есть регулятором R1. По мере перезаряда положительный потенциал базы VT2 уменьшается и, наконец, становится отрицательным. В этот момент отпирается транзистор VT2 и мультивибратор вновь опрокидывается, срабатывает реле К1, замыкаются контакты К1.1 и отпирается транзистор VT3, что препятствует переходу мультивибратора в режим генерации. Конденсатор С1 быстро заряжается через резистор R3 и эмиттерный переход VT2. Схема вновь оказалась в устойчивом состоянии и готова к следующему запуску.

В схеме можно использовать электромагнитное реле РЭС9, паспорт РС4.529.029-09.

3.3. Реле времени

Дробница Н. [11]

Это реле времени отличается от рассмотренных выше. Его схема не содержит электромагнитного реле. Оно рассчитано на бесконтактную коммутацию нагрузки мощностью до 1000 Вт, но в режиме ожидания потребляемая мощность не превышает 1 Вт. Диапазон установки выдержки времени — от 0 до 30 мин. Принципиальная схема реле приведена на рис. 16.

Рис. 16. Принципиальная схема реле времени

Питание реле производится от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью диодного моста VD1-VD4. В одну диагональ моста подается напряжение сети последовательно с нагрузкой R_н, а ко второй диагонали подключен тиристор VS1. Поэтому, пока тиристор заперт, нагрузка обесточена. В исходном состоянии конденсатор С1 разряжен, транзисторы VT2-VT4 открыты, a VT1 и тиристор заперты.

После нажатия кнопки SB1 конденсатор С1 через резистор R5 и переходы транзисторов VT2, VT3 заряжается до напряжения стабилизации VD6. При отпускании кнопки на левой обкладке С1 появляется отрицательный потенциал. Транзисторы VT2-VT4 запираются положительным потенциалом на стоке VT2 и базе VT1. VT4 подает отпирающее напряжение на управляющий электрод тиристора. Конденсатор С1 разряжается через резистор R8, сопротивление которого определяет скорость разряда. Когда напряжение на С1 достигнет напряжения отсечки VT2, последний откроется скачком за счет положительной обратной связи через транзисторы VT3, VT4. Потенциал стока VT2 упадет, VT1 и VS1 запрутся, нагрузка обесточится, установится исходное состояние реле.

Глава 4 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

4.1. Электронный коммутатор

Иванов Б. [12]

Большинство электронных осциллографов являются однолучевыми и позволяют наблюдать на экране форму лишь одного колебания. Но часто возникает желание увидеть одновременно формы двух колебаний, например форму сигнала на входе и выходе какого-либо устройства. Для этого необходим двухлучевой осциллограф. Однако с помощью сравнительно простой приставки однолучевой осциллограф позволяет решить эту задачу. Такой приставкой является электронный коммутатор. Он поочередно подключает на вход усилителя вертикального отклонения каждый из исследуемых сигналов.

Принципиальная схема электронного коммутатора показана на рис. 17.

Рис. 17. Принципиальная схема электронного коммутатора

Исследуемые сигналы подаются на клеммы «Вх. 1» и «Вх. 2», а сигнал с клемм «Вых.» — на соединитель «Вход У» осциллографа. Переменные резисторы R1 и R10 служат регуляторами уровня входных сигналов, подаваемых на базы коммутирующих транзисторов VT1 и VT2, которые поочередно открываются и запираются импульсами, поступающими в цепи эмиттеров с симметричного мультивибратора. Транзисторы VT1 и VT2 работают на коллекторную нагрузку R6, с которой снимается результирующий сигнал на клеммы «Вых.».

Резисторы R2, R3 и R8, R9 служат для установки режимов коммутирующих транзисторов. Переменный резистор R5 предназначен для сдвига осциллограмм в вертикальном направлении. При симметричной схеме линии разверток обоих сигналов совпадают и их осциллограммы накладываются одна на другую. При вращении резистора R5 симметрия нарушается и одна осциллограмма сдвигается по вертикали вверх, а другая — вниз.

Элементы схемы электронного коммутатора размещаются на печатной плате, показанной на рис. 18. Вместо транзисторов П416Б можно использовать КТ3107Б. При применении КТ3102Б нужно изменить на обратную полярность включения батареи питания и электролитических конденсаторов.

Рис. 18. Чертеж печатной платы электронного коммутатора

4.2. Измеритель емкости на логической микросхеме [13]

Измерение емкости конденсатора С основано на методе перезаряда конденсатора и заключается в измерении среднего значения зарядного тока. Если конденсатор периодически заряжается до напряжения U и разряжается до нуля с частотой f зарядный (или разрядный) ток I равен количеству электричества Q, протекающего через конденсатор в секунду: I = Q·f = C·U·f тогда:

C = (1/U·f)·I

Итак, если проводить измерения при постоянных значениях напряжения и частоты, емкость будет численно равна среднему значению зарядного или разрядного тока. Принципиальная схема измерителя емкости приведена на рис. 19.

Рис. 19. Принципиальная схема измерителя емкости

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота их повторения определяется сопротивлением одного из резисторов R1-R4 и емкостью одного из конденсаторов С1-С4. Элементы DD1.3 и DD1.4 включены параллельно для получения достаточного зарядного тока. Когда на их выходах уровень равен лог. 1, измеряемый конденсатор заряжается через диод VD2 и стрелочный прибор до напряжения питания. При уровне лог. 0 конденсатор разряжается через диод VD1 до нуля. Конденсатор С5 сглаживает колебания стрелки. Прибор имеет четыре диапазона измерений: 50, 500, 5000 пФ и 0,05 мкФ, устанавливаемые переключателем SA1. При налаживании на каждом диапазоне к гнездам XS1, XS2 подключается конденсатор известной емкости, и стрелка прибора устанавливается на нужное деление шкалы. В качестве стрелочного прибора используется миллиамперметр на 1 мА с сопротивлением рамки 240 Ом.

4.3. Прибор для проверки кварцевых резонаторов

Агафонов Ю. [14]

Прибор (рис. 20) проверяет кварцевый резонатор в реальном режиме генерации высокой частоты (от 100 кГц до 10 МГц).

Рис. 20. Принципиальная схема прибора для проверки кварцевых резонаторов

Генератор собран на полевом транзисторе VT1. С его стока высокочастотные колебания подаются на базу транзистора VT2, включенного эмиттерным повторителем, и выпрямляются диодом VD1. Выпрямленное отрицательное напряжение с анода поступает на индикатор РА1 через резисторы R3 и R4. По отклонению стрелки можно судить об исправности кварцевого резонатора. Подключение дополнительного конденсатора С4 расширяет пределы частоты генерации.

4.4. Прибор для проверки тринисторов

Борисов А. [15]

Предлагаемый прибор позволяет проверять исправность тринисторов и симисторов. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 21.

Рис. 21. Схема прибора для проверки тринисторов

Прибор питается от сети переменного тока напряжением 220 В через сетевой трансформатор Т1. Переменное напряжение вторичной обмотки подается на зажим ХР2, предназначенный для подключения к аноду проверяемого прибора, и через резистор R4 — на зажим ХР4 для подключения к катоду. Зажим ХР3 подключается к управляющему электроду.

Если тринистор исправен, после включения питания тумблером Q1 светодиоды HL2 и HL3 гореть не должны, так как тринистор заперт. Если зажигается светодиод, тринистор пробит. Далее нужно нажать кнопку SB1. При этом на управляющий электрод тринистора подаются через диод VD1 положительные полуволны напряжения и должен загореться светодиод HL2 «П», сигнализирующий о прохождении прямого тока. Если же загорается и светодиод HL3, тринистор неисправен и пропускает обратный ток. Если HL2 не горит, тринистор оборван. При проверке исправности симистора нажатие кнопки SB1 сопровождается зажиганием обоих светодиодов. Сетевой трансформатор собирается на магнитопроводе Ш20×30. Первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, вторичная обмотка — 240 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,35 мм.

Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЗВОНКИ

5.1. Сенсорный звонок

Гончар А. [16]

В этой схеме используется обычный электрический звонок, питающийся от сети переменного тока напряжением 220 В. Но вместо звонковой кнопки используется сенсорная пластина. Принципиальная схема звонка показана на рис. 22.

Рис. 22. Схема сенсорного звонка

Устройство постоянно подключено к сети. Выпрямленное диодом VD3 и стабилизированное с помощью VD4 напряжение на конденсаторе С1 составляет примерно 20 В. Составной транзистор VT1, VT2 заперт. При касании сенсорной пластины наведенное напряжение выпрямляется диодом VD1 и отпирает составной транзистор. Срабатывает электромагнитное реле К1 и контактами К1.1 включает звонок. После разряда конденсатора С1 на обмотку реле оно отпускает, и звонок выключается. Теперь следует прекратить прикосновение к сенсору. Если же продолжать его касаться, реле не сработает, так как ток ограничивается большим сопротивлением резистора R5. Таким образом, длительность звучания звонка определяется скоростью разряда конденсатора. Диод VD2 защищает транзисторы от пробоя напряжением самоиндукции обмотки реле.

Выбор электромагнитного реле определяется следующим образом: начальный ток разряда конденсатора через обмотку реле в момент отпирания составного транзистора должен превышать ток срабатывания реле. Длительность звучания звонка (время разряда конденсатора от начального тока до тока отпускания реле) должна быть не менее половины секунды.

Ток разряда конденсатора выражается формулой:

где

i — мгновенное значение тока,

I_o — начальный ток разряда,

τ — постоянная времени цепи разряда, равная произведению емкости конденсатора на сопротивление обмотки реле.

Если известен ток отпускания реле I_к, можно найти время t, за которое ток разряда изменится от I₀ до I_к:

Используем электромагнитное реле РЭС10, паспорт РС4.529.031-03, контакты которого допускают коммутацию переменного напряжения 220 В. Его обмотка имеет сопротивление 630 Ом, ток срабатывания 22 мА, ток отпускания 3 мА. Если конденсатор заряжен до 20 В, начальный ток разряда составит 20/630 = 31,8 мА, что гарантирует срабатывание реле. Отношение I_к/I₀ окажется равным 0,0943 и натуральный логарифм этого отношения -2,36. Постоянная времени цепи разряда — 200 мкФ х 630 Ом — дает 0,126 с.

Тогда t = 0,126 х 2,36 = 0,3 с, чего совершенно недостаточно. Следует заметить, что выбор другого реле задачи не решает. Поэтому в схеме следует увеличить емкость конденсатора до 500 мкФ. Тогда пропорционально увеличится время звучания до 0,75 с.

5.2. Электронный звонок

Яковлев В. [17]

В этой схеме (рис. 23) на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1 собран блокинг-генератор, работающий в режиме прерывистой генерации за счет цепочки R1, С4. Вырабатываемые пачки коротких импульсов со вторичной обмотки трансформатора поступают на динамическую головку ВА1, которая воспроизводит звук, похожий на трели соловья. Тумблером SA1 можно изменить характер звучания. Включение питания от сети через трансформаторный выпрямитель осуществляется с помощью обычной звонковой кнопки SB1.

Рис. 23. Схема электронного звонка

Элементы схемы, за исключением сетевого трансформатора, динамической головки, держателя предохранителя и тумблеров SA1 и SB1 размещаются на печатной плате, показанной на рис. 24.

Рис. 24. Чертеж печатной платы электронного звонка

В качестве блокинг-трансформатора Т1 используется выходной трансформатор от приемника «Россия-303», «Альпинист-407» или др. Трансформатор Т2 собирается на магнитопроводе Ш20х20, первичная обмотка содержит 3000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,12 мм, вторичная — 165 витков ПЭВ-1 0,35 мм. Можно использовать готовый трансформатор кадровой развертки ТВК-110А, у которого применяется вторичная обмотка, намотанная толстым проводом.

Вместо транзистора ГТ402Г можно установить КТ505А или КТ603Б, но в этом случае придется изменить на обратную полярность выпрямителя и электролитических конденсаторов.

5.3. Электронный звонок на микросхемах

Глотов А. [18]

Этот звонок воспроизводит звук, похожий на сирену. Его принципиальная схема приведена на рис. 25.

Рис. 25. Принципиальная схема звонка на микросхемах

На элементах DD1.1-DD1.3 собран генератор инфранизкой частоты 0,5-20 Гц, а на элементах DD2.1-DD2.3 — генератор звуковой частоты. Элементы DD1.4 и DD2.4 являются буферными. Транзистор VT1 используется в качестве ключа: на базу поступают инфранизкочастотные колебания, а с эмиттера на генератор звуковой частоты подается питание, которое плавно нарастает и спадает благодаря наличию конденсатора С3. Изменения напряжения питания приводят к изменениям генерируемой звуковой частоты. Транзистор VT2 работает усилителем мощности, коллекторной нагрузкой которого является динамическая головка ВА1. Питание напряжением 4,5 В подается с батареи типа 3336Л или с трех малогабаритных аккумуляторов, соединенных последовательно.

Значительная часть элементов схемы размещена на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 26.

Рис. 26. Печатная плата электронного звонка на микросхемах

Примечание. В журнальной статье рекомендуется при отсутствии транзистора КТ345А заменять его транзистором КТ361. Однако этого делать нельзя: в цепи коллектора VT2 включены последовательно резистор R5 сопротивлением 22 Ом и динамическая головка 0.25ГД-19 сопротивлением 7 Ом. Суммарное сопротивление равно 29 Ом, что при питании напряжением 4,5 В приводит к току коллектора 155 мА.

Если предельный ток коллектора КТ345А составляет 200 мА, то у КТ361 — всего 50 мА. Увеличение же сопротивление резистора R5 до 82 Ом приведет к значительному уменьшению уровня громкости. Можно использовать КТ3108А.

5.4. Двухтональный электронный звонок

Зарубин А. [19]

Принципиальная схема этого звонка собрана всего на одной микросхеме К176ИЕ5, которая содержит генератор с двоичным счетчиком и считается «часовой», так как разработана для применения в электронных часах (рис. 27). В этом случае к ней подключается кварцевый резонатор на частоту 16384 или 32768 Гц, генератор вырабатывает импульсы этой частоты, которая уменьшается делителем. Однако эта микросхема способна генерировать импульсы и без кварцевого резонатора.

Рис. 27. Принципиальная схема двухтонального звонка

Основная частота повторения импульсов в схеме определяется сопротивлением резистора R3, емкостью конденсатора С1 и равна примерно 1500 Гц. Резистор R1 осуществляет частотную манипуляцию, так как подключен к выводу микросхемы, где частота импульсов в 256 раз меньше основной.

Выходной сигнал с микросхемы поступает на базу выходного усилительного транзистора VT1, нагрузкой которого является капсюль ТА-4. Питание поступает от сети переменного тока через гасящий резистор R4 и однополупериодный выпрямитель VD1, С2. Выпрямленное напряжение стабилизировано стабилитроном VD2.

Звонок включается нажатием кнопки SB1. При этом конденсатор разряжается на микросхему и выходной каскад. От длительности его разряда зависит время звучания звонка. После окончания звука кнопку нужно отпустить, тогда конденсатор С2 вновь зарядится от выпрямителя. Печатная плата с размещением элементов показана на рис. 28.

Рис. 28. Чертеж печатной платы двухтонального звонка

5.5. Звонок «Трель»

Дякевич С. [20]

Звуковой сигнал типа трели образуется поочередной коммутацией сигналов близких звуковых частот, в связи с этим принципиальная схема этого звонка (рис. 29) содержит коммутирующий генератор прямоугольных импульсов с частотой повторения около 5 Гц на элементах DD1.1, DD1.2 и два генератора звуковых частот на элементах DD1.3, DD1.4 и DD1.5, DD1.6. Таким образом, генераторы звуковых частот работают поочередно, так как выходы элементов DD1.1 и DD1.2 противофазны. Выходные сигналы генераторов суммируются на резисторах R5-R7 и поступают на усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT3 и нагруженный динамической головкой ВА1.

Питание на устройство подается от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью трансформаторного выпрямителя на интегральной сборке диодного моста КД906А и простейшего электронного стабилизатора напряжения на транзисторе VT4 и стабилитроне VD7. Сетевой трансформатор может быть любого типа с напряжением вторичной обмотки около 16 В, например унифицированный выходной трансформатор кадровой развертки ТВК-110А от черно-белых телевизоров. Он имеет две вторичные обмотки, но использовать нужно ту, которая намотана более тонким проводом и имеет сопротивление около 27 Ом (сопротивление другой — около 1 Ом).

Рис. 29. Принципиальная схема звонка «Трель»

Глава 6 СХЕМЫ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ

6.1. Индикатор напряжения аккумулятора автомобиля

Серебровский О. [21]

Различные неисправности системы электрооборудования автомобиля могут приводить к отклонениям напряжения бортовой сети за допустимые пределы. Как чрезмерное понижение, так и повышение напряжения чреваты выходом из строя отдельных агрегатов. Поэтому предлагаемый индикатор может предотвратить подобные отклонения напряжения бортовой сети.

Индикатор напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. 30, содержит двухпороговый компаратор, собранный на операционных усилителях микросхемы DA1.

Рис. 30. Принципиальная схема индикатора напряжения

Пороги срабатывания компараторов определяются стабилизированным напряжением на стабилитроне VD1 и делителем напряжения, образованным резисторами R2-R4. При напряжении бортовой сети менее 11,8 В на выходе компаратора DA1.1 появляется низкий уровень напряжения и зажигается светодиод HL1 красного цвета, сигнализируя о нештатном режиме. Его яркость свечения понижена из-за наличия резистора R5. Когда напряжение находится в пределах от 11,8 до 12,8 В, оба светодиода погашены, что указывает на нормальный режим. Если в процессе заряда аккумуляторной батареи напряжение лежит в пределах от 12,8 до 14,8 В, низкий уровень напряжения появляется на выходе компаратора DA1.2 и зажигается светодиод HL2 зеленого цвета, что подтверждает наличие заряда аккумулятора. Наконец, если напряжение бортовой сети превышает 14,8 В, кроме светодиода HL2 зажигается до полной яркости светодиод HL1, указывая на аварийный режим.

Все элементы схемы индикатора за исключением светодиодов, которые целесообразно вынести на приборный щиток, размещаются на печатной плате, показанной на рис. 31.

Рис. 31. Печатная плата индикатора напряжения бортовой сети

6.2. Реле указателя поворотов

Головин П. [22]

Автомобильный указатель поворота автоматически выключается после завершения этого маневра с помощью механизма, связанного с рулевым колесом. Но иногда этот механизм отказывает, и приходится выключать «мигалку» вручную.

У мотоциклов и мотороллеров такого механизма вообще нет. Поэтому использование предлагаемого электронного реле, автоматически выключающего указатель поворота, можно рекомендовать и на мотоциклах, и на автомобилях.

Принципиальная схема реле приведена на рис. 32. Оно содержит два одинаковых канала, в каждом из которых имеется генератор импульсов на двух элементах 2И-НЕ с частотой повторения около 1 Гц и электронный ключ на двух транзисторах, управляющий лампами указателя.

Рис. 32. Принципиальная схема реле указателя поворота

Управление реле осуществляется двумя кнопками — SB1 и SB2. При нажатии кнопки SB1 через резистор R1 и контакты SB1.1 быстро заряжается конденсатор С1, и высокий уровень напряжения поступает на вход элемента DD1.1. Генератор начинает работать, периодически поступает высокий уровень на базу транзистора VT1, отпирая его падением напряжения на резисторе R5, которое создается импульсами коллекторного тока VT1, отпирается транзистор VT2, и зажигаются лампы HL1 и HL2. После того как кнопка отпущена, конденсатор С1 начинает медленно разряжаться через сопротивление резистора. Примерно через 20 с генератор прекращает работу, и лампы перестают зажигаться.

Аналогично работает второй канал. Каждая кнопка имеет вторую группу контактов, которыми разряжается конденсатор другого канала.

Почти все элементы схемы размещены на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 33.

Рис. 33. Печатная плата реле указателя поворотов

6.3. Регулятор работы стеклоочистителя

Гарасымив И. [23]

Регулятор рассчитан на установку в автомобилях ВАЗ, при которой, если переключатель рода работ стеклоочистителя установлен в среднее положение, на контакт 1 разъема поступает напряжение +12 В, контакт 2 соединяется с электродвигателем, а контакт 3 — с массой автомобиля (рис. 34).

Рис. 34. Схема регулятора работы стеклоочистителя

Потенциал вывода 3 таймера DA1 равен нулю, вследствие чего отпираются транзистор VT1 и тиристор VS1, который включает электродвигатель. При его вращении контакты кулачка замыкают тиристор, и он запирается. Через некоторое время после подачи напряжения, определяемого элементами R2, С1, уровень вывода 3 таймера оказывается равен +12 В, что приводит к запиранию транзистора VT1. Длительность этого состояния можно регулировать переменным резистором R1.

Вместо транзистора МП40А можно использовать КТ3107А

6.4. Прибор автолюбителя

Затуловский М. [24]

Прибор рассчитан на работу с четырехцилиндровым карбюраторным двигателем и 12-вольтовой аккумуляторной батареей. Он позволяет измерять постоянное напряжение до 16 В, частоту вращения коленвала на двух пределах измерения — 1200 и 6000 об/мин, угол замкнутого состояния контактов прерывателя — до 90°. Прибор позволяет оценить падение напряжения на замкнутых контактах прерывателя до 1 В (при допустимом значении 0,2 В). Принципиальная схема прибора приведена на рис. 35.

Рис. 35. Принципиальная схема прибора автолюбителя

При нажатой кнопке S2 и отжатой S1 последовательно с микроамперметром Р1 включены добавочные резисторы R1 и R2. Предел измерения 16 В устанавливают по образцовому прибору переменным резистором R2. При этом пользуются шкалой на 16 В (рис. 36).

Рис. 36. Чертеж шкалы прибора автолюбителя

Для измерения падения напряжения на контактах прерывателя прибор подключают к ним, включают зажигание и заводной ручкой проворачивают коленвал до броска стрелки прибора влево. Тогда нажимают кнопку S1. Зачерненный участок шкалы указывает допустимое положение стрелки, а выход за пределы этого участка сигнализирует о необходимости зачистки контактов прерывателя.

Далее измеряют частоту вращения коленвала двигателя. Для этого возвращают кнопку S1 в разомкнутое состояние, подключают прибор к выводам прерывателя и нажимают кнопку S3 или S4. При этом прибор становится конденсаторным частотомером с подключенным конденсатором С1 или С2. При каждом размыкании контактов прерывателя конденсатор заряжается через диод V3 и микроамперметр, а при замыкании разряжается через диод V2. Показания прибора пропорциональны частоте вращения коленвала.

Отсчет N по одной или другой шкале умножается на 100. При нажатой кнопке S5 измеряется угол замкнутого состояния контактов. Коэффициент заполнения импульсов, ограниченных по амплитуде стабилитроном V1, и средний ток через микроамперметр зависят от угла замкнутого состояния контактов прерывателя. Рабочий участок на шкале — от 30 до 60° — оцифрован.

Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 6 мм и расстоянием между щечками 26 мм внавал. Она содержит 9400 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,08 мм. Стрелочный прибор Р1 — микроамперметр типа М906 с током полного отклонения стрелки 100 мкА и сопротивлением рамки около 750 Ом.

Глава 7 СВЕТОАВТОМАТЫ

7.1. Автомат защиты ламп от перегорания

Банников В. [25]

Общеизвестно, что осветительные лампы чаще всего перегорают в момент подачи на них питания. Это связано с тем, что сопротивление нити накала лампы сильно зависит от ее температуры, причем в холодном состоянии оно минимально. Так, обычная лампочка мощностью 75 Вт, рассчитанная на номинальное напряжение 220 В, при комнатной температуре имеет сопротивление около 65 Ом. Но после разогрева в горячем состоянии ее сопротивление можно найти, исходя из номинальных значений напряжения и мощности:

P = U²/R, откуда R = U²/P = 220²/75 = 645 Ом

Видно, что «пусковой» ток ламп накаливания почти в 10 раз больше номинального. Остается лишь удивляться, почему не перегорают все электрические лампочки при первом же включении.

В предлагаемом устройстве после включения выключателя SA1 через лампу проходят лишь отрицательные полупериоды напряжения сети благодаря диоду VD2. Положительные же полупериоды протекают через лампу, резистор R1 и диод VD1, заряжая конденсатор С1. Этот ток благодаря наличию резистора R1 мал и не влияет на сопротивление нити накала. Через несколько секунд напряжение на конденсаторе (и на управляющем электроде тиристора) возрастает, и тиристор отпирается. Таким образом, сначала лампа немного прогревается однополупериодным током, после чего автоматически ее переводят в рабочий режим. Схема автомата приведена на рис. 37.

Рис. 37. Принципиальная схема автомата защиты лампы от перегорания

7.2. Автомат-эконом электроэнергии

Нечаев И. [26]

При использовании этого автомата экономится электроэнергия за счет того, что некоторые, обычно постоянно включенные лампы (в коридорах, на лестничных клетках и т. д.) горят вполнакала и лишь при необходимости могут вручную переключаться в нормальный режим. Принципиальная схема автомата показана на рис 38.

Рис. 38. Принципиальная схема автомата-эконома энергии

Лампы EL1 (их суммарная мощность не должна превышать 220 Вт) с нормально замкнутыми контактами выключателя SB2 включены в одну диагональ диодного моста VD3.

Ко второй диагонали подключен тиристор VS1. Выпрямленное мостом пульсирующее напряжение стабилизируется элементами R5, VD2 и через резисторы R3, R2 заряжает конденсатор С1. Когда напряжение на нем достигнет порога отпирания транзистора VT2, он откроется и С1 разрядится на цепь управляющего электрода тиристора. В результате зажгутся лампы. Чем меньше зарядный ток С2, который регулируется переменным резистором R3, тем позже откроется тиристор и тем меньше яркость ламп.

Если кратковременно нажать кнопку SB1, через R1 и VD1 зарядится конденсатор С2, откроется транзистор VT1 и зашунтирует R3. Резко увеличится ток заряда С1, а транзистор VT2 станет открываться в начале каждой полуволны. Несколько десятков секунд яркость лампы будет максимальной, пока не разрядится С2, и схема вернется в дежурный режим.

Детали автомата размещаются в стенной коробке вместо стандартного выключателя на печатной плате, показанной на рис. 39.

Рис. 39. Чертеж печатной платы автомата-эконома энергии

7.3. Автоматический выключатель.

Зонов О. [27]

Это устройство (рис. 40) собрано на трех электромагнитных реле и управляется дверным контактом, который замыкается при открывании двери. При этом срабатывает реле К1 и его контакты К1.1 переключаются в правое по схеме положение. Теперь замыкается цепь питания реле К2: вывод «плюс» конденсатора С1, резистор R1, контакты К1.1, контакты К3.1. Реле К2 срабатывает и самоблокируется контактами К2.1. Если теперь закрыть дверь, дверной контакт разомкнется и реле К1 отпустит. Контакт К1.1 вернется в левое положение, но реле К2 останется в сработавшем состоянии, так как ток в обмотке обеспечивается замкнутыми контактами К2.1, контактами К1.1 в левом положении и открытым диодом VD1. Через диод VD2 пойдет ток в обмотку реле К3. Оно сработает, контакты К3.1 переключатся в правое положение и реле К3 встанет на самопитание. Такое состояние может длиться неограниченно долго. После открывания и последующего закрывания двери реле К2 и К3 срабатывают и остаются в этом состоянии.

Рис. 40. Схема автоматического выключателя

Если парой дополнительных контактов одного из этих реле зажигать освещение в помещении, то при входе в него и закрывании за собой двери будет автоматически включаться освещение.

Если теперь выйти из помещения, открыв дверь, вновь замкнется дверной контакт и сработает реле К1. Контакты К1.1 займут правое положение, реле К2 отпустит и контакты К2.1 разомкнутся. Но реле К3 останется в сработавшем состоянии, так как через его обмотку течет ток через контакты К1.1 и К3.1, находящиеся в правом положении. Наконец, закроем дверь. Реле К1 отпустит, контакты К1.1 вернутся в левое положение и отпустит реле К3. Схема вернулась в исходное состояние.

7.4. Автомат управления освещением

Нечаев И. [28]

Устройство предназначено для автоматического включения освещения при наступлении сумерек и выключение его с рассветом. Принципиальная схема автомата приведена на рис. 41.

Рис. 41. Принципиальная схема автомата управления освещением

Чувствительным элементом автомата является фоторезистор R1, управляющим элементом — тиристор VS1. Осветительные лампы подключаются к соединителю XS1. Автомат питается от сети переменного тока напряжением 220 В через выпрямительный мост на диодах VD4-VD7. Выпрямленное напряжение стабилизировано элементами R7, VD3, С4.

Днем сопротивление фоторезистора мало, потенциал эмиттера VT2 мал, он заперт и заперт также тиристор — освещение выключено. Конденсатор С2 заряжен до напряжения на конденсаторе С3. Когда начинает темнеть, сопротивление R1 увеличивается, потенциал эмиттера VT2 растет, и он начинает отпираться. Конденсатор С3 разряжается на резистор R6 и управляющий электрод тиристора, который отпирается, зажигая осветительные лампы.

Для устранения неустойчивого режима из-за снижения напряжения на эмиттере VT2 благодаря разряду С3 вводится гистерезис, использующий транзистор VT1. Импульсы, возникающие на резисторе R6 при отпирании транзистора VT2, через конденсатор С3 подаются на выпрямитель VD1, VD2, С1, собранный по схеме удвоения. На затворе транзистора VT1 образуется отрицательное относительно истока напряжение, и открытый до сих пор VT1 запирается. Потенциал его стока увеличивается и также увеличивается потенциал эмиттера VT2.

При следующем рассвете сопротивление фоторезистора падает, транзистор VT2 и тиристор запираются, и осветительные лампы гаснут.

Элементы схемы размещаются на печатной плате, показанной на рис. 42. Фоторезистор устанавливается таким образом, чтобы он освещался наружным светом, но чтобы на него не падал свет от ламп, управляемых автоматом.

Рис. 42. Чертеж печатной платы автомата управления освещением

Примечание. В статье автор рекомендует применение тиристора КУ202К, а также и других. Однако этот тиристор и многие другие из числа рекомендованных рассчитаны на предельное прямое напряжение в закрытом состоянии не более 300 В. Амплитуда же номинального напряжения сети достигает 311 В, а предельного — 327 В. Поэтому в схеме автомата допустимо использовать из числа упомянутых автором лишь КУ202М или КУ202Н. Мощность ламп ограничена используемыми выпрямительными диодами: Д226Б допускают максимальный прямой ток 300 мА. Отсюда максимальная мощность ламп составляет 132 Вт.

7.5. Автоматический выключатель освещения

Лазовик В. [29]

В разделе 7.3 был рассмотрен автоматический выключатель О. Зонова, в схеме которого использовались электромагнитные реле. Однако по сравнению с электронными компонентами электромагнитные реле менее надежны. В этой схеме основным запоминающим элементом переключения является D-триггер К176ТМ2. Принципиальная схема автомата приведена на рис. 43

Рис. 43. Принципиальная схема автоматического выключателя освещения

На дверной коробке установлен герконовый контакт SF1. Он замыкается при запирании двери. В исходном состоянии на прямом выходе триггера DD1 — уровень лог. 0, транзистор VT1 и тиристор VS1 заперты, осветительная лампа HL1 не горит. На инверсном выходе триггера — уровень лог. 1. При открывании двери контакты SF1 размыкаются, но это не приводит к изменениям в схеме. При закрывании двери положительный перепад поступает на вход С триггера и он опрокидывается. На прямом выходе устанавливается уровень лог. 1 (как на входе D), на инверсном — уровень лог. 0. Отпираются транзистор и тиристор, зажигается лампа.

Когда выходят из помещения и открывают дверь, размыкание контакта SF1 и отрицательный перепад не влияют на состояние автомата. Но при втором закрывании двери положительный перепад на входе С триггера переключает его, на прямом выходе появляется уровень лог. 0 (как на входе D), транзистор и тиристор запираются, лампа гаснет, а на инверсном выходе триггера устанавливается уровень лог. 1. Схема возвращается в исходное состояние. К тиристору в закрытом состоянии приложены положительные полуволны синусоидального напряжения сети с максимальной амплитудой 327 В. Поэтому использование в схеме тиристора КУ202Л с предельным напряжением в закрытом состоянии 300 В чревато пробоем. Вместо него следует применить КУ202М или КУ202Н.

Эффективное напряжение, приложенное к резисторам R4-R6, составляет 210 В. На них рассеивается всего 1,34 Вт. Вместо двухваттных резисторов достаточно установить полуваттные или один двухваттный сопротивлением 33 кОм.

Глава 8 ЭЛЕКТРОННЫЕ ИГРЫ

8.1. «Кто быстрее» — на двух транзисторах

Сальников Е. [30]

В этой игре в распоряжении каждого из двух играющих имеется кнопка. По команде судьи играющие нажимают и удерживают нажатыми свои кнопки. Выигрывает тот, чья лампочка загорится. Принципиальная схема игры представлена на рис. 44.

Рис. 44. Принципиальная схема игры «Кто быстрее»

При обеих нажатых кнопках схема представляет собой простейший триггер, который имеет только одно устойчивое состояние: либо открыт транзистор VT1, тогда VT2 должен быть заперт, либо открыт VT2, тогда заперт VT1. В каком состоянии окажется триггер после нажатия обеих кнопок, определяется тем, какая из них нажата первой. Так, при нажатии кнопки SB1 открывается транзистор VT1, поскольку от источника питания GB1 через лампу HL2, резистор R2 и замкнутую кнопку SB1 начинает течь ток базы, достаточный для отпирания транзистора. В результате отпирания транзистора VT1 загорается лампа HL1. Лампа HL2 не горит, так как ток базы транзистора недостаточен.

Общеизвестно, что не рекомендуется использовать транзисторы с отключенными от схемы базами. Поэтому в схеме между базой и эмиттером каждого транзистора нужно включить резистор сопротивлением 2–3 кОм.

Примечание. В статье рекомендуется напряжение батареи питания около 3 В (два элемента АА или ААА) и лампочки, рассчитанные на напряжение 2,5 В и ток 68 мА (тип МН2,5–0,068). Поэтому рекомендация применения транзисторов КТ315 с любым буквенным индексом не верна: транзисторы КТ315Ж и КТ315И непригодны.

8.2. Электронная игра «Чет-нечет»

Прокопцев Ю. [31]

Предлагаемая электронная игра, принципиальная схема которой приведена на рис. 45, рассчитана на двух играющих и предусматривает выигрыш одного партнера, если сумма чисел, выбранных обоими игроками, оказывается четной, и выигрыш другого — если нечетной. Каждый играющий располагает двумя кнопками: один — SB1 «2» и SB3 «1», другой — SB2 «1» и SB4 «2».

Рис. 45. Принципиальная схема игры «Чет-нечет»

Распознавание четности или нечетности суммы и соответствующее отображение лампочками накаливания осуществляется диодным коммутатором VD1-VD10 и транзисторами VT1, VT2 в блоке «Нечет» и VT3, VT4 в блоке «Чет».

При отжатых кнопках управления потенциалы баз транзисторов благодаря делителям R5 и R3, R4 в блоке «Нечет», а также R11 и R9, R10 в блоке «Чет» составляют -0,2 В. При этом транзисторы заперты, и лампочки не горят. Если нажать кнопку SB1, соответствующую цифре 2, ток от источника питания потечет через диод VD4 и резисторы делителя R2, R4, которые делят напряжение пополам. На аноде диода VD6 окажется отрицательное напряжение — 2,35 В, он запрется, и потенциал баз VT1,VT2 станет равным -0,4 В. Чтобы отпереть транзисторы, этого также недостаточно. Нужно дополнительно запереть диод VD5 с помощью второй кнопки. Так, нажатие кнопки SB2, соответствующей цифре 1, приводит через диод VD1 и делитель из резисторов R1, R3 к запиранию диода VD5. Тогда шунтирующее действие эмиттерных переходов резисторами R3, R4 прекращается, ток каждой базы VT1, VT2 становится равным 7,5 мА, транзисторы отпираются, и зажигается лампа HL1 «Нечет». Действительно, сумма 2 + 1 = 3. Если же нажаты кнопки SB1 и SB4, запираются диоды VD11 и VD12, что приводит к отпиранию транзисторов VT3, VT4 и зажиганию лампы HL2 «Чет». Действительно, сумма 2 + 2 = 4.

Автор рекомендовал использовать лампочки накаливания, рассчитанные на напряжение 4,5 или 3,5 В при токе не более 200 мА. В этом случае подойдут лампочки типа МНЗ,5–0,14, рассчитанные на ток 140 мА.

При отсутствии транзисторов МП25 можно установить транзисторы КТ3108А. Их максимальный ток коллектора составляет 200 мА. Еще лучше установить коммутаторные лампочки КМ6-60, рассчитанные на номинальное напряжение 6 В и ток 60 мА. При напряжении питания 4,5 В ток такой лампочки окажется равным 45 мА В этом случае в каждом блоке достаточно использовать один транзистор вместо двух.

Чтобы предотвратить последствия нажатия игроками сразу двух предоставленных им кнопок, SB3 и SB4 выполнены двухполюсными. При их нажатии размыкаются цепи кнопок SB1 и SB2.

8.3. Белорусская рулетка

Лагута С. [32]

В обычной рулетке шарик бросают в кольцевую канавку вращающегося диска. Шарик, вращаясь по кольцу канавки, совершает множество оборотов, а после снижения скорости падает в одну из пронумерованных ячеек. Выигрывают игроки, которые загадали номер этой ячейки. В предлагаемой электронной рулетке количество «ячеек» значительно меньше, чем в настоящей: всего 10. Порядок игры также другой. Каждый игрок вслух объявляет выбранную им цифру. Затем «запускается рулетка» — нажимается кнопка пуска схемы. Через некоторое время методом случайной выборки устройство отображает одну из цифр. Выигрывают угадавшие.

Принципиальная схема устройства показана на рис. 46.

Рис. 46. Принципиальная схема белорусской рулетки

Процесс вращения шарика имитирует генератор импульсов, собранный на микросхеме DV555N. Постепенное замедление шарика и его остановку имитирует постепенное уменьшение частоты повторения импульсов. Счетчик DD2 подсчитывает число поступивших импульсов по модулю 10, но переполнение не учитывается. Номера ячеек имитируют десять светодиодов. После остановки генератора останавливается и счетчик с зажиганием светодиода, соответствующего последней цифре числа прошедших импульсов. Случайность процесса обусловливается неопределенностью длительности нажатия на кнопку пуска, во время которой частота повторения импульсов не уменьшается, а счетчик их считает.

Микросхема DV555N представляет собой интегральный таймер, который содержит два компаратора, триггер и выходные каскады. Назначение выводов таймера следующее. Входы компараторов — выводы 2 и 6, сброс триггера — 4, выходы — 3 и 7, управляющее напряжение — 5, питание — 8, общий — 1. Вывод 4 служит для блокировки таймера: при подаче на него низкого уровня таймер не работает и на обоих выходах устанавливается низкий потенциал. Поэтому вывод 4 соединен с источником питания. Триггер таймера переключается, когда на обоих входах одновременно действует высокий уровень. Поэтому выводы 2 и 6 соединены и подключены к времязадающей цепочке R2, С2, на которую поступает питание с конденсатора С1. Заряд конденсатора С2 происходит через резистор R2, а разряд — через выходной транзистор с открытым коллектором (вывод 7).

Внутри микросхемы таймера резисторный делитель образует два пороговых напряжения. При питании напряжением 3 В эти пороги равны 2 В и 1 В. При нажатии кнопки пуска SB1 конденсатор С1 быстро заряжается от источника питания до 3 В, а конденсатор С2 начинает заряжаться через резистор R2 от нуля до 2 В. Напряжение на выходе таймера в это время равно напряжению питания. В тот момент, когда напряжение на С2 достигнет 2 В, срабатывает компаратор, триггер таймера опрокидывается и выходные напряжения падают до нуля. Начинается разряд С2 через транзистор с открытым коллектором (вывод 7). Когда напряжение на С2 спадет до 1 В, сработает второй компаратор, вновь переключится триггер, выходные напряжения сравняются с напряжением питания, транзистор с открытым коллектором запрется и вновь начнется заряд С2 с 1 В до 2 В. Таким образом таймер вырабатывает импульсы, период повторения которых определяется временем заряда С2 от 1 В до 2 В (временем разряда через вывод 7 можно пренебречь). Хотя постоянная времени заряда, равная произведению R2xС2, не изменяется, но после отпускания кнопки через R1 начинает разряжаться конденсатор С1 и напряжение на нем уменьшается. Понятно, что чем ниже напряжение на С1, тем больше требуется времени для заряда С2 от 1 В до 2 В. Так плавно увеличивается период повторения импульсов, и, когда С1 разрядится до 2 В, конденсатор С2 зарядиться до 2 В уже не сможет, триггер остановится.

Счетчик DD2 также остановится и окажется горящим один светодиод. При следующем нажатии пусковой кнопки произведению R2xС2, не изменяется, но после отпускания кнопки через R1 начинает разряжаться конденсатор С1 и напряжение на нем уменьшается. Понятно, что чем ниже напряжение на С1, тем больше требуется времени для заряда С2 от 1 В до 2 В. Так плавно увеличивается период повторения импульсов, и, когда С1 разрядится до 2 В, конденсатор С2 зарядиться до 2 В уже не сможет, триггер остановится. Счетчик DD2 также остановится и окажется горящим один светодиод. При следующем нажатии пусковой кнопки процесс повторяется.

Приложение ЧТО ТАКОЕ ДЕЦИБЕЛЫ И ЗАЧЕМ ОНИ НУЖНЫ

Многие величины, например коэффициенты усиления, уровни громкости или шумов, коэффициенты частотных искажений и др., определяются отношениями напряжений, токов или мощностей. Так коэффициент усиления по напряжению выражается отношением напряжения сигнала на выходе усилителя к напряжению на его входе. Уровень громкости находят как отношение мощности звукового давления сигнала к заданному «начальному» уровню мощности, соответствующему порогу слышимости человеческого уха. Коэффициент частотных искажений усилителя звуковой частоты определяется отношением коэффициента усиления сигнала средней частоты к коэффициенту усиления сигнала нижней или верхней частоты диапазона, на который рассчитан усилитель. Во всех этих случаях важно отношение указанных величин, а не они сами. Поэтому в электротехнике, радиотехнике, акустике и других областях физики такие отношения величин принято выражать не в абсолютных значениях, а в логарифмических.

Основной твердо установившейся международной единицей подобных отношений принят децибел (дБ). Определение параметров в децибелах производится по следующим формулам:

для отношения напряжений

для отношения мощностей

Наоборот, если известны параметры, выраженные в децибелах, можно вычислить соответствующие им отношения напряжений или мощностей:

для отношения напряжений

для отношения мощностей

Использование отношений одноименных физических величин в логарифмической форме очень удобно. Так, достаточно указать значение параметра в децибелах, не оговаривая, идет ли речь об отношении напряжений, — а также токов — или же об отношении мощностей, так как в обоих случаях число децибел оказывается одинаковым. Кроме того, если речь идет, например, о многокаскадном усилителе, сквозной коэффициент усиления которого равен произведению коэффициентов усиления каждого каскада, сквозной коэффициент усиления, выраженный в децибелах, равен сумме коэффициентов усиления каждого каскада, также выраженных в децибелах, а суммировать всегда проще, чем перемножать.

Часто под руками нет таблицы десятичных логарифмов и таблицы степеней числа 10, что исключает возможность самостоятельно вычислить те или другие параметры, выраженные в децибелах, или преобразовать их в абсолютные значения отношений. С помощью приведенной ниже таблицы можно определить параметр в децибелах, если известно отношение напряжений, токов или мощностей, и наоборот, если известно значение параметра, выраженное в децибелах, можно определить отношение напряжений, токов или мощностей. Когда отношение абсолютных величин меньше 1 (что соответствует ослаблению), его значение в децибелах должно быть взято с отрицательным знаком. Аналогично, если параметр выражен в децибелах и он является отрицательным, значит, отношение соответствует ослаблению.

Если отношение конкретных напряжений (токов) более 10 или отношение мощностей более 100, для пересчета в децибелы его разбивают на сомножители, затем находят по таблице значение децибел для каждого сомножителя, после чего их складывают.

Так, например, если U₁/U₂ = 28, разбиваем это число на сомножители: 28 = 2,8 х 10. Затем преобразуем каждый сомножитель в децибелы: 2,8 — > 9 дБ, 10 — > 20 дБ и складываем их (U₁/U₂)_дБ = (9 + 20) дБ = 29,0 дБ.

Если же отношение, выраженное в децибелах, превышает 20 дБ и нужно найти абсолютное значение, сначала его разбивают на слагаемые, находят по таблице отношение для каждого слагаемого и затем их перемножают.

Так, например, если (Р₁/Р₂)_дБ = 30 дБ, разбиваем это число на слагаемые: 30 дБ = (10 + 20) дБ; затем преобразуем каждое слагаемое в отношение мощностей 10 дБ — >10, 20 дБ —> 100 и перемножаем их Р₁/Р₂ = 10 х 100 = 1000.

Литература

1. Цыбульский В. Имитатор шума прибоя // Радио. — 1978. — № 8. — С. 53.

2. Белоусов В. Канарейка. // Радиолюбитель — 1991. — № 6. — С. 47.

3. Шиповский С. Имитатор звуков капели // Радио. — 2000. -№ 11. -С. 60.

4. Ерофеев М. Универсальный имитатор // Радио. — 2000.-№ 12. — С. 49–50.

5. Нечаев И. Металлоискатель на микросхеме // Радио. — 1987. — № 1. — С. 49.

6. Транзисторный металлоискатель // Радио. — 1967. — № 6. — С. 59.

7. Борисов А. Искатель скрытой проводки // Радио. — 1991. — № 8. — С. 76–78.

8. Булгак Л., Степанов А. Металлоискатель // Радио. — 1984. — № 1. — С. 49–50.

9. Виноградов Е. Реле времени на одном транзисторе // Радио. — 1963. — № 12. — С. 16.

10. Суковатицин А. Реле времени на транзисторах // В помощь радиолюбителю. — Вып. 25. — С. 84–91.

11. Дробница Н. Реле времени // В помощь радиолюбителю. — Вып. 98. — С. 20–21.

12. Иванов Б. Электронный коммутатор // Радио. — 1989. — № 1. — С. 60–62.

13. Измеритель емкости на логической микросхеме // Радио. — 1989. — № 4. — С. 77.

14. Агафонов Ю. Прибор для проверки кварцевых резонаторов // Радио. — 1989. — № 4. — С. 64.

15. Борисов А. Как проверить тринистор? // Радио. — 1991. — № 8. — С. 76.

16. Гончар А. Квартирный звонок // Радиолюбитель. — 1998. — № 4. — С. 21.

17. Яковлев В. Электронный звонок на одном транзисторе // Радио. — 1991. — № 2. — С. 81, 1992. — № 1. — С. 74.

18. Глотов А. Электронный звонок на микросхемах // Радио. — 1989. — № 4. — С. 60.

19. Зарубин А. Двухтональный электронный звонок // Радио. — 1991. — № 6. — С. 74–75.

20. Дякевич С. Звонок «Трель» // Радиолюбитель. — 1993. — № 8. — С. 21.

21. Серебровский О. Индикатор напряжения аккумуляторной батареи автомобиля // Радио. — 1991. — № 12. — С. 64.

22. Головин П. Реле указателя поворотов на КМОП микросхеме // Радио. — 1991. — № 6. — С. 30–31.

23. Гарасымив И. Регулятор работы стеклоочистителя // Радио. — 1989. — № 11. — С. 92.

24. Затуловский М. Прибор автолюбителя // Радио. — 1981. — № 2. — С. 21–22.

25. Банников В. Автомат защиты ламп от перегорания // Радио. — 1996.-№ 12. — С. 35.

26. Нечаев И. Автомат-эконом электроэнергии // Радио. — 1995. — № 12. — С. 46.

27. Зонов О. Автоматический выключатель // Радиолюбитель. — 1994. — № 1. — С. 32.

28. Нечаев И. Автомат управления освещением // Радио. — 1989. — № 2; — С. 62–63.

29. Лазовик В. Автоматический выключатель освещения // Радиолюбитель. — 1999. — № 6. — С. 33.

30. Сальников Е. Кто быстрее // Радио. — 1998. — № 9. — С. 39.

31. Прокопцев Ю. Электронная игра «Чет-нечет» // Радио. — 1994. — № 9. — С. 24–25.

32. Лагута С. Белорусская рулетка // Радиолюбитель. — 1999. — № 8. — С. 9.

Сторожевое устройство на одном транзисторе

Сторожевое устройство на одном транзисторе – самая простая схема, которую сможет собрать даже дошкольник.

В ваши владения часто вторгаются без спроса, а вы при этом занимаетесь важным делом?)

Пора забыть эти проблемы! Представляю вашему вниманию схему сторожевого устройства всего-то на ОДНОМ транзисторе! Благодаря этой схеме, вы сможете обезопасить свой дом и вовремя принять все необходимые меры по устранению возникших проблем!

Схема и принцип работы

А вот и схемка

Цоколевка (расположение выводов) транзистора КТ815Б выглядит вот так:

Принцип действия очень простой. При обрыве охранного провода, зуммер начинает пищать. Тонкий охранный провод можно натянуть через дверной проем.

Если точнее описать работу схемы, то это будет выглядеть так:

нарисуем схемку по ГОСТу для удобства восприятия

Пока у нас охранный провод цел, то в цепи плюс батарейки—-резистор 100 К—-охранный провод будет течь ток. Весь ток будет течь именно через охранный провод, так как его сопротивление очень мало. Так как весь ток будет течь через провод, этого не хватит, чтобы открыть транзистор. Транзистор открывается только тогда, когда его напряжение между базой и эмиттером будет 0,5-0,7 Вольт.

Но… как только охранный провод обрывается, на базе сразу же резко возрастает напряжение, то есть оно стает более, чем 0,5-0,7 Вольт и начинает течь ток через базу-эмиттер. Так как ток течет через базу-эмиттер, то следовательно, транзистор открывается. А раз он открывается, значит через цепь плюс батарейки—–зуммер—коллектор—-эмиттер начинает течь ток. Пока через зуммер течет ток, он орет, как ошпаренный.

Сборка и работа на практике

Схема состоит из транзистора КТ815 с любой буквой. Я взял вот такой:

Что за странная маркировка на транзисторе? Раньше именно так обозначали советские транзисторы. Бывалые радиолюбители сразу определят, что это транзистор КТ815Б. Для новичков советую скачать программку Транзистор v1.0 , которая позволит без труда определить советские транзисторы даже с цветовой маркировкой.

Вот пример транзистора, который я использую в схеме:

В схеме также есть зуммер:

Зуммер – это звукоизлучатель. При подаче на него постоянного напряжения, он начинает пищать высокочастотным неприятным монотонным звуком. Брал я его на Алиэкспрессе за 0,7 бакса по этой ссылке.

Часто путают зуммеры с пьезоизлучателями (ниже на фото):

Если разобрать зуммер, то мы увидим на платке нехитрую схему генератора частоты, выполненного в SMD исполнении, а также сам пьезоизлучатель, подпаянный медными проводами к этой платке.

Так что если будете брать в радиомагазине зуммер, смотрите, чтобы продавец вам не подсунул обыкновенный пьезоизлучатель.

Вместо зуммера можно взять маломощную лампочку или какое-нибудь исполнительное устройство, которое будет включаться через реле. В этом случае не забудьте защитить транзистор, включив параллельно катушке реле защитный диод:

Схема мультивибратора на 12 вольт на реле. Генератор ВВ

Совершенство достигнуто не тогда, когда нечего добавить,
а тогда, когда нечего убрать.
Антуан де Сент–Экзюпери

Многие радиолюбители, конечно же, сталкивались с технологией поверхностного монтажа печатных плат SMT (Surface mount technology), встречали элементы SMD (Surface mount device), монтируемые на поверхность и слышали о преимуществах поверхностного монтажа, который по праву называют четвертой революцией в электронной технике после изобретения лампы, транзистора и интегральной схемы.

Некоторые считают поверхностный монтаж трудно реализуемым в домашних условиях в силу малых размеров SMD элементов и… отсутствия отверстий под выводы деталей.
Отчасти так оно и есть, но при внимательном рассмотрении выясняется, что малые размеры элементов требуют просто аккуратности при монтаже, конечно при условии, что разговор идет о простых SMD компонентах, не требующих для установки специального оборудования. Отсутствие опорных точек, коими являются отверстия под выводы деталей, лишь создают иллюзию трудности выполнения рисунка печатной платы.

Нужна практика в создании простых конструкций на SMD элементах, чтобы приобрести навыки, уверенность в своих силах, убедиться в перспективности поверхностного монтажа для себя лично. Ведь процесс изготовления печатной платы упрощается (не нужно сверлить отверстия, формовать выводы деталей), а получаемый выигрыш в плотности монтажа заметен невооруженным глазом.

Основой наших конструкций является схема несимметричного мультивибратора на транзисторах различной структуры.

Соберем «мигалку» на светодиоде, которая будет служить талисманом, а также создадим задел для будущих конструкций, изготовив прототип популярной у радиолюбителей, но не совсем доступной микросхемы .

Несимметричный мультивибратор на транзисторах разной структуры

(рис. 1) является настоящим «бестселлером» в радиолюбительской литературе .

Рис. 1. Схема несимметричного мультивибратора

Подключая в схему те или иные внешние цепи, можно собрать не один десяток конструкций. Например, звуковой пробник, генератор для изучения азбуки Морзе, прибор для отпугивания москитов, основа одноголосого музыкального инструмента. А применение внешних датчиков или устройств управления в цепи базы транзистора VT1 позволяет получить сторожевое устройство, индикатор влажности, освещённости, температуры и многие другие конструкции.

—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Список источников

1. Мосягин В.В. Секреты радиолюбительского мастерства. – М.: СОЛОН-Пресс. – 2005, 216 с. (с. 47 – 64).
2. Шустов М.А. Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. – М.: Альтекс-А, 2001. – 352 с.
3. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Контроль и защита источников питания. Книга 4. – М.: Альтекс-А, 2002. – 176 с.
4. Низковольтная «мигалка». (За рубежом) // Радио, 1998, №6, с. 64.
5.
6.
7.
8. Шумейкер Ч. Любительские схемы контроля и сигнализации на ИС. – М:.Мир, 1989 (схема 46. Простой индикатор разряда батареи, с. 104; схема 47. Маркер фалиня (мигающий), с. 105).
9. Генератор на LM3909 // Радиосхема, 2008, №2.Специальность по диплому — радиоинженер, к.т.н.

Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.

Читательское голосование

Статью одобрили 66 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Мультивибратор на транзисторах – это генератор прямоугольных сигналов. Ниже на фото одна из осциллограмм симметричного мультивибратора.

Симметричный мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы со скважностью два. Подробнее про скважность можно прочитать в статье генератор частоты . Принцип действия симметричного мультивибратора мы будем использовать для поочередного включения светодиодов.

Схема состоит из:

– двух КТ315Б (можно с любой другой буквой)

– двух конденсаторов емкостью по 10 микроФарад

– четырех , два по 300 Ом и два по 27 КилоОм

– двух китайских светодиодов на 3 Вольта

Вот так устройство выглядит на макетной плате :

А вот так он работает:

Для изменения длительности моргания светодиодов можно поменять значения конденсаторов С1 и С2, или резисторов R2 и R3.

Существуют также другие разновидности мультивибраторов. Подробнее о них можно прочитать . Также там описан принцип работы симметричного мультивибратора.

Кому лень собирать такое устройство, можно приобрести готовое;-) На Алике я даже находил готовое устройство. Его можете глянуть по этой ссылке.

Вот видео, где подробно описывается, как работает мультивибратор:

Если разобраться, вся электроника состоит из большого числа отдельных кирпичиков. Это транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, индуктивные элементы. А уже из этих кирпичиков можно сложить всё, что угодно.

От безобидной детской игрушки издающей, например, звук «мяу», до системы наведения баллистической ракеты с разделяющейся головной частью на восемь мегатонных зарядов.

Одной из очень известных и часто применяющихся в электронике схем, является симметричный мультивибратор, который представляет собой электронное устройство вырабатывающее (генерирующее) колебания по форме, приближающиеся к прямоугольной.

Мультивибратор собирается на двух транзисторах или логических схемах с дополнительными элементами. По сути это двухкаскадный усилитель с цепью положительной обратной связи (ПОС). Это значит, что выход второго каскада соединён через конденсатор со входом первого каскада. В результате усилитель за счёт положительной обратной связи превращается в генератор.

Для того чтобы мультивибратор начал генерировать импульсы достаточно подключить напряжение питания. Мультивибраторы могут быть симметричными и несимметричными .

На рисунке представлена схема симметричного мультивибратора.

В симметричном мультивибраторе номиналы элементов каждого из двух плеч абсолютно одинаковы: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Если посмотреть на осциллограмму выходного сигнала симметричного мультивибратора, то легко заметить, что прямоугольные импульсы и паузы между ними одинаковы по времени. t импульса (t и ) = t паузы (t п ). Резисторы в коллекторных цепях транзисторов не влияют на параметры импульсов, и их номинал подбирается в зависимости от типа применяемого транзистора.

Частота следования импульсов такого мультивибратора легко высчитывается по несложной формуле:

Где f — частота в герцах (Гц), С — ёмкость в микрофарадах (мкФ) и R — сопротивление в килоомах (кОм). Например: С = 0,02 мкФ, R = 39 кОм. Подставляем в формулу, выполняем действия и получаем частоту в звуковом диапазоне приблизительно равную 1000 Гц, а точнее 897,4 Гц.

Сам по себе такой мультивибратор неинтересен, так как он выдаёт один немодулированный «писк», но если элементами подобрать частоту 440 Гц, а это нота Ля первой октавы, то мы получим миниатюрный камертон, с помощью которого можно, например, настроить гитару в походе. Единственно, что нужно сделать, это добавить каскад усилителя на одном транзисторе и миниатюрный динамик.

Основными характеристиками импульсного сигнала принято считать следующие параметры:

Частота . Единица измерения (Гц) Герц. 1 Гц – одно колебание в секунду. Частоты, воспринимаемые человеческим ухом, находятся в диапазоне 20 Гц – 20 кГц.

Длительность импульса . Измеряется в долях секунды: мили, микро, нано, пико и так далее.

Амплитуда . В рассматриваемом мультивибраторе регулировка амплитуды не предусмотрена. В профессиональных приборах используется и ступенчатая и плавная регулировка амплитуды.

Скважность . Отношение периода (Т) к длительности импульса (t ). Если длина импульса равна 0,5 периода, то скважность равна двум.

Исходя из вышеприведенной формулы, легко рассчитать мультивибратор практически на любую частоту за исключением высоких и сверхвысоких частот. Там действуют несколько другие физические принципы.

Для того чтобы мультивибратор выдавал несколько дискретных частот достаточно поставить двухсекционный переключатель и пять шесть конденсаторов разной ёмкости, естественно одинаковые в каждом плече и с помощью переключателя выбирать необходимую частоту. Резисторы R2, R3 так же влияют на частоту и скважность и их можно сделать переменными. Вот ещё одна схема мультивибратора с подстройкой частоты переключения.

Уменьшение сопротивления резисторов R2 и R4 меньше определённой величины зависящей от типа применяемых транзисторов может вызвать срыв генерации и мультивибратор работать не будет, поэтому последовательно с резисторами R2 и R4 можно подключить переменный резистор R3, которым можно подобрат частоту переключений мультивибратора.

Практическое применение симметричного мультивибратора очень обширно. Импульсная вычислительная техника, радиоизмерительная аппаратура при производстве бытовой техники. Очень много уникальной медицинской техники построено на схемах, в основе которых лежит тот самый мультивибратор.

Благодаря исключительной простоте и невысокой стоимости мультивибратор нашёл широкое применение в детских игрушках. Вот пример обычной мигалки на светодиодах .

При указанных на схеме величинах электролитических конденсаторов С1, С2 и резисторов R2, R3 частота импульсов будет 2,5 Гц, а значит, светодиоды будут вспыхивать примерно два раза в секунду. Можно использовать схему, предложенную выше и включить переменный резистор совместно с резисторами R2, R3. Благодаря этому можно будет посмотреть, как будет изменяться частота вспышек светодиодов при изменении сопротивления переменного резистора. Можно поставить конденсаторы разных номиналов и наблюдать за результатом.

Будучи ещё школьником, я собирал на мультивибраторе переключатель ёлочных гирлянд. Всё получилось, но вот когда подключил гирлянды, то мой приборчик стал переключать их с очень высокой частотой. Из-за этого в соседней комнате телевизор стал показывать с дикими помехами, а электромагнитное реле в схеме трещало, как из пулемёта. Было и радостно (работает же!) и немного страшновато. Родители переполошились ненашутку.

Такая досадная промашка со слишком частым переключением не давала мне покоя. И схему проверял, и конденсаторы по номиналу были те, что надо. Не учёл я лишь одного.

Электролитические конденсаторы были очень старые и высохли. Ёмкость их была небольшая и совсем не соответствовала той, что была указана на их корпусе. Из-за низкой ёмкости мультивибратор и работал на более высокой частоте и слишком часто переключал гирлянды.

Приборов, которыми можно было бы измерить ёмкость конденсаторов в то время у меня не было. Да и тестером пользовался стрелочным, а не современным цифровым мультиметром .

Поэтому, если ваш мультивибратор выдаёт завышенную частоту, то первым делом проверяйте электролитические конденсаторы. Благо, сейчас можно за небольшие деньги купить универсальный тестер радиокомпонентов , которым можно измерить ёмкость конденсатора.

Здравствуйте дорогие друзья и все читатели моего блога сайт. Сегодняшний пост будет о простом но интересном устройстве. Сегодня мы рассмотрим, изучим и соберем светодиодную мигалку, в основе которой лежит простой генератор прямоугольных импульсов — мультивибратор.

Заходя на свой бложик, мне всегда хочется сделать что-нибудь эдакое, что-то такое, что сделает сайт запоминающимся. Так что представляю вашему вниманию новую «секретную страницу» на блоге.

Эта страница отныне носит название — «Это интересно».

Вы наверное спросите: «Как же ее найти?» А очень просто!

Вы наверное заметили, что на блоге появился некий отслаивающийся уголок с надписью «Скорей сюда».

Причем стоит только подвести курсор мыши к этой надписи, как уголок начинает еще больше отслаиваться, обнажая надпись — ссылку «Это интересно».

Ведет на секретную страницу, где вас ждет небольшой, но приятный сюрприз — подготовленный мной подарок. Более того, в дальнейшем на этой странице будут размещаться полезные материалы, радиолюбительский софт и что-нибудь еще — пока еще не придумал. Так что, периодически заглядывайте за уголок — вдруг я что-то там припрятал.

Ладно, немножко отвлекся, теперь продолжим…

Вообще схем мультивибраторов существует много, но наиболее популярная и обсуждаемая это схема нестабильного симметричного мультивибратора. Обычно ее изображают таким образом.

Вот к примеру эту мультивибраторную мигалку я спаял гдето год назад из подручных деталек и как видите — мигает. Мигает несмотря на корявый монтаж, выполненный на макетной плате.

Эта схема рабочая и неприхотливая. Нужно лишь определиться как же она работает?

Принцип работы мультивибратора

Если собрать эту схемку на макетной плате и замерить напряжение мультиметром между эмиттером и коллектором, то что мы увидим? Мы увидим, что напряжение на транзисторе то поднимается почти до напряжения источника питания, то падает до нуля. Это говорит о том, что транзисторы в этой схеме работают в ключевом режиме. Замечу, что когда один транзистор открыт, второй обязательно закрыт.

Переключение транзисторов происходит следующим образом.

Когда один транзистор открыт, допустим VT1, происходит разрядка конденсатора C1. Конденсатор С2 — напротив спокойно заряжается базовым током через R4.

Конденсатор C1 в процессе разрядки держит базу транзистора VT2 под отрицательным напряжением — запирает его. Дальнейшая разрядка доводит конденсатор C1 до нуля и далее заряжает его в другую сторону.

Теперь напряжение на базе VT2 возрастает открывая его.Теперь уже конденсатор C2, некогда заряженный, подвергается разрядке. Транзистор VT1 оказывается запертым отрицательным напряжением на базе.

И вся эта свистопляска продолжается по в режиме нон стоп, пока питание не вырубишь.

Мультивибратор в своем исполнении

Сделав однажды мультивибраторную мигалку на макетке, мне захотелось ее немножко облагородить — сделать нормальную печатную плату для мультивибратора и заодно сделать платку для светодиодной индикации. Разрабатывал я их в программе Eagle CAD, которая не намного сложнее Sprintlayout но зато имеет жесткую привязку к схеме.

Печатная плата мультивибратора слева. Схема электрическая справа.

Печатная плата. Схема электрическая.

Рисунки печатной платы с помощью лазерного принтера я распечатал на фотобумаге. Затем в полном соответствии с народной вытравил платки. В итоге после напайки деталей получились вот такие платки.

Честно говоря, после полного монтажа и подключения питания случился небольшой баг. Набранный из светодиодов знак плюса не перемигивал. Он просто и ровно горел будто мультивибратора и нет вовсе.

Пришлось изрядно понервничать. Замена четырехконечного индикатора на два светодиода исправляло ситуацию, но стоило вернуть все на свои места — мигалка не мигала.

Оказалось, что два светодиодных плеча сомкнуты перемычкой, видимо когда залуживал платку немного переборщил с припоем. В итоге светодиодные «плечики» горели не по переменке а синхронно. Ну ничего, несколько движений паяльником исправили ситуацию.

Результат того, что получилось я запечатлел на видео:

По моему получилось не плохо. 🙂 Кстати оставляю ссылки на схемы и платы — пользуйтесь на здоровье.

Плата и схема мультивибратора.

Плата и схема индикатора «Плюс».

Вообще применение мультивибраторов разнообразно. Они годятся не только для простеньких светодиодных мигалок. Поигравшись с номиналами резисторов и конденсаторов, можно выводить на динамик сигналы звуковой частоты. Везде где может понадобиться простой генератор импульсов мультивибратор подойдет однозначно.

Вроде все что планировал я рассказал. Если чтото упустил то пишите в комментариях — добавлю что нужно, а что не нужно — исправлю. Комментариям я всегда рад!

Новые статьи я пишу спонтанно и не по расписанию и поэтому предлагаю подписаться на обновления по или по E-mail. Тогда новые статьи будут приходить прямо на ваш почтовый ящик или прямиком в RSS-ридер.

На этом у меня все. Желаю всем успехов и хорошего весеннего настроения!

С уважением, Владимир Васильев.

Также дорогие друзья вы можете подписаться на обновления сайта и получать новые материалы и подарки прямо себе в почтовый ящик. Для этого достаточно заполнить форму ниже.

Сегодня мы с вами соберем простую конструкцию прерывателя на основе электромагнитного реле. Эта конструкция имеет широкую область применения. В основном данное реле применяется в автомобильной технике (прерыватель указателей поворота). По сути, эта схема отличается максимальной простотой сборки, повторить ее может любой новичок.

Основа работы схожа с работой низкочастотного мультивибратора. Состоит схема из электромагнитного реле и электролитического конденсатора.

От емкости конденсатора зависит частота работы схемы. При подаче напряжения на реле заряжается конденсатор, затем его емкость разряжается на обмотку реле, от емкости конденсатора зависит время заряда конденсатора, чем больше емкость, тем больше времени уходит на зарядку, следовательно, устройство будет работать в качестве низкочастотного прерывателя.

По такой простой схеме можно реализовать ряд интересных и образовательных конструкций. Если подключить к соответствующим выводам реле лампочку, то последняя будет периодически мигать, частота этих миганий зависит от емкости выбранного конденсатора, о чем было упомянуто выше. По идее, мы получаем простой прерыватель указателей поворота — моргатель, который можно применить в транспортных средствах, в частности в легковых автомобилях.

Выбор электролитического конденсатора не критичен, можно использовать конденсаторы с напряжением от 16 до 100 Вольт, емкость от 100 до 4700 мкФ (смотря какая частота работы нужна).

В моем случае использовалось электромагнитное реле от сетевого стабилизатора напряжения с током 10-15 А, но мощность реле зависит от мощности подключенной нагрузки.

Эта схема отличается особой точностью работы, время нахождения в разомкнутом состоянии ровно времени нахождения в замкнутом состоянии.

Устройство можно использовать для управления большими нагрузками и не только низковольтных. Оптимальное напряжение питания составляет 12 Вольт, хотя обмотка реле рассчитана на гораздо большее напряжение.

Устройства на однопереходных транзисторах Справочники Любительская Радиоэлектроника

Устройства на однопереходных транзисторах

Однопереходные транзисторы (двухбазовые диоды) широко применяются в различных устройствах автоматики, импульсной и измерительной техники — генераторах, пороговых устройствах, делителях частоты, реле времени и т. д.

Одним из основных типов устройств на однопереходных транзисторах является релаксационный генератор, схема которого показана на рис. 1а. При включении питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Как только напряжение на конденсаторе становится равным напряжению включения однопереходного транзистора Т1, его эмиттерный переход открывается и конденсатор быстро разряжается. По мере разряда конденсатора эмиттерный ток уменьшается и при достижении величины, равной току выключения, транзистор закрывается, после чего процесс повторяется снова. В результате на базах Б1 и Б2 возникают короткие разно-полярные импульсы, которые и являются выходными сигналами генератора.

Рис. 1. Устройства на однопереходном транзисторе. Релаксационный генератор (a), устройство сравнения напряжений (b)

При включении питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Как только напряжение на конденсаторе становится равным напряжению включения однопереходного транзистора Т1, его эмиттерный переход открывается и конденсатор быстро разряжается. По мере разряда конденсатора эмиттерный ток уменьшается и при достижении величины, равной току выключения, транзистор закрывается, после чего процесс повторяется снова. В результате на базах Б1 и Б2 возникают короткие разно-полярные импульсы, которые и являются выходными сигналами генератора.

Частоту колебаний f генератора можно рассчитать по приближенной формуле:

где: R — сопротивление резистора R1, Ом; С—емкость конденсатора С1, Ф; — коэффициент передачи однопереходного транзистора.

При заданной частоте колебаний емкость конденсатора следует выбрать возможно большей с тем, чтобы получить на нагрузке (R2 или R3) сигнал с нужной амплитудой. Важным достоинством генератора на однопереходном транзисторе является то, что частота его колебаний незначительно зависит от величины питающего напряжения. Практически изменение напряжения от 10 до 20 В приводит к изменению частоты всего на 0,5%.

Если вместо резистора R1 в зарядную цепь включить фотодиод, фоторезистор, терморезистор или другой элемент, изменяющий свое сопротивление под действием внешних факторов (света, температуры, давления и т. д.), то генератор превращается в аналоговый преобразователь соответствующего физического параметра в частоту следования импульсов.

Несколько изменив схему, как показано на рис. 1b, этот же генератор можно превратить в устройство сравнения напряжений. В этом случае базовые цепи транзистора подключают к источнику эталонного напряжения, а зарядную цепь — к исследуемому источнику. Когда напряжение последнего превысит напряжение включения, устройство начнет генерировать импульсы положительной полярности.

В устройстве, схема которого показана на рис. 2, конденсатор заряжается через резистор R4 и сопротивление участка эмиттер — коллектор биполярного транзистора Т1. В остальном работа этого генератора не отличается от описанного ранее. Зарядный ток, а, следовательно, и частоту пилообразного напряжения, снимаемого в этом случае с эмиттера однопереходного транзистора Т2, регулируют изменением напряжения смещения на базе транзистора Т1 с помощью подстроечного резистора R2. Отклонение линейности формы колебаний, вырабатываемых таким устройством, не превышает 1%

Рис. 2. Устройства на однопереходном транзисторе. Генератор пилообразного напряжения

Моментом включения однопереходного транзистора можно управлять, подавая импульс положительной полярности в цепь эмиттера или отрицательной полярности в цепь базы Б2. На этом принципе основана работа ждущего мультивибратора, схема которого приведена на рис. 3а.

Для получения нужного режима работы максимальное напряжение на конденсаторе С1, зависящее от соотношения сопротивлений резисторов делителя R1R2, устанавливают меньшим напряжения включения транзистора. Разность этих напряжений выбирают с учетом возможных помех в цепи запуска, которые могут привести к ложным срабатываниям устройства. При подаче импульса отрицательной полярности в цепь базы Б2 межбазовое напряжение U_Б1Б2 уменьшается (модулируется), в результате транзистор Т1 открывается и на базе Б1 возникает импульс положительной полярности.

Рис. 3. Устройства на однопереходном транзисторе. Ждущий мультивибратор (а), Генератор пилообразного напряжения (б)

Однопереходные транзисторы применяют и в генераторах напряжения ступенчатой формы. На вход такого устройства (см. рис. 3б) подают сигнал симметричной (синусоидальной, прямоугольной и т, д.) формы. При положительной полуволне сигнала конденсатор С1 заряжается через резистор R2 и сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора Т1 до некоторого напряжения, значительно меньшего напряжения включения однопереходного транзистора Т2. За время действия следующей положительной полуволны напряжение на конденсаторе ступенчато возрастает на такую же величину и так до тех пор, пока не станет равным напряжению включения транзистора Т2.Напряжение ступенчатой формы снимается с его эмиттера.

На использовании этого принципа основана работа делителей частоты. Один каскад на однопереходном транзисторе способен обеспечить коэффициент деления до 5. Объединив в единое целое несколько таких устройств, можно получить делитель с гораздо большим коэффициентом деления. Для примера на рис.4 приведена схема делителя частоты на 100. Первый каскад устройства делит частоту поступающих на его вход импульсов положительной полярности на 4, два других — на 5.

Рис. 4. Устройства на однопереходном транзисторе. Делитель частоты на 100

Как видно из схемы, каскады делителя частоты отличаются друг от друга только сопротивлениями резисторов в цепях заряда конденсаторов С1—СЗ. Постоянная времени заряда конденсатора С1 определяется резисторами Rl, R2. R4 и R6; С2 — резисторами R3. R4 и R6; C3—R5 и R6. При включении питания конденсаторы С1—СЗ начинают заряжаться. Импульсы напряжения положительной полярности, поступающие на вход устройства, складываются с напряжением на конденсаторе С1 и как только их сумма достигает величины, равной напряжению включения, однопереходный транзистор открывается и конденсатор разряжается через его эмиттерный переход. В результате скачком увеличивается падение напряжения на резисторах R4 и R6, а это приводит к уменьшению межбазовых напряжений транзисторов Т2 и ТЗ. Однако транзистор Т2 откроется только тогда, когда напряжение на конденсаторе С2 станет достаточным для его включения при пониженном межбазовом напряжении. Аналогично работает и третий каскад делителя.

Рис. 5. Устройства на однопереходном транзисторе. Реле времени

Схема реле времени, отличающегося очень высокой экономичностью, приведена на рис. 5. В исходном состоянии тиристор Д3 закрыт, поэтому устройство практически не потребляет энергии (токи утечки невелики и ими можно пренебречь). При подаче на управляющий электрод запускающего импульса положительной полярности тиристор открывается. В результате срабатывает реле Р1 и своими контактами (на схеме условно не показаны) включает исполнительное устройство. Одновременно через резисторы R1 и R2 начинают заряжаться конденсаторы С1 и С2. Поскольку сопротивление первого из этих резисторов во много раз больше второго, то первым зарядится конденсатор С2, а когда напряжение на конденсаторе С1 достигнет величины напряжения включения, однопереходный транзистор откроется и конденсатор С1 разрядится через его эмиттерный переход. Возникший при этом на резисторе R2 импульс положительной полярности сложится с напряжением на конденсаторе С2, в результате чего тиристор Д3 закроется и обесточит реле Р1 до прихода следующего запускающего импульса.

Рис. 6. Устройства на однопереходном транзисторе. Аналоговый преобразователь напряжения в частоту

Устройство, схема которого приведена на рис. 6, предназначено для аналогового преобразования напряжения в частоту. Здесь транзистор Т2 использован в релаксационном генераторе, Т1 вместе с резисторами R1 и R2 включен в зарядную цепь конденсатора С1. При изменении напряжения на базе транзистора Т1 изменяется сопротивление его участка эмиттер—коллектор, а следовательно, в зависимости от величины входного напряжения однопереходный транзистор Т2 открывается с большей или меньшей частотой. По частоте следования импульсов, снимаемых с нагрузочного резистора R3 в цепи базы Б1 можно судить о напряжении на входе устройства.

В. КОНЯЕВ, В. РЕПИН

ИAB>G=8: материла: htt://radvs.boom.ru. 54. 12.09 В.Ф. Гайнутдинов

охранные устройства

ПРОСТЫЕ ОХРАННЫЕ УСТРОЙСТВА

Предлагаемые вашему вниманию охранные устройства можно применить для охраны небольшой территории (например — садового участка) от проникновения нежелательных лиц.

В качестве контрольного шлейфа используется петля из тонкой обмоточной проволоки. Петлю надо проложить по периметру охраняемой территории на высоте 25-35 см.

Первое устройство очень простое. Пока петля целая, база транзистора соединена с отрицательной шиной и транзистор закрыт. При попытке проникновения на охраняемую территорию, злоумышленник, не заметив проволоки, обрывает ее. В результате, на базу транзистора поступает положительное смещение и транзистор открывается, что приводит к срабатыванию электромагнитного реле. Реле своими контактами подает напряжение питания на сигнальное устройство. В качестве сигнального устройства может быть применена, например, громкая сирена, либо небольшой сигнальный радиопередатчик.

Транзистор в этой схеме может быть любым из серии КТ315, КТ3102, КТ503. Реле можно использовать типа РЭС-9, РЭС-15 на напряжение срабатывания не более 8 В. Диод VD1 служит для предотвращения пробоя транзистора при переходных процессах во время выключения реле (так как обмотка реле имеет высокую индуктивность, при выключении реле на ней образуется значительная ЭДС самоиндукции отрицательной полярности, которую можно погасить при помощи диода). Тип диода может быть любым, например Д9, Д220, Д311, Д226…

Сопротивление шлейфа может достигать 1 Ком (длина провода при диаметре 0,1мм — около 120-150 метров). В качестве провода шлейфа удобно применять тонкий обмоточный провод в лаковой изоляции (например — типа ПЭВ, ПЭЛ, диаметром около 0,1мм). Для подключения к клеммам прибора нужно при помощи мелкой наждачной бумаги снять изоляцию с концов провода.

Правильно собранное устройство в налаживании не нуждается. Можно попытаться изменить сопротивление резистора R1 для получения более четкого срабатывания реле. Если у вас не окажется реле, нагрузку можно подключить непосредственно между коллектором транзистора и плюсовой шиной. Диод VD1 нужно исключить. В этом случае нужно следить, чтобы ток, потребляемый нагрузкой, не превышал 50 Ма. В противном случае транзистор выйдет из строя от перегрузки! Для увеличения нагрузочной способности (при работе без реле) можно применить более мощный транзистор (например КТ972, а при перемене полярности источника питания — КТ973).

Устройство при работе в дежурном режиме (шлейф — целый) потребляет ток около 170 микроампер (можете сами рассчитать, пользуясь законом Ома).

Второе, более сложное устройство, собрано на трех транзисторах. Основное отличие его от первого состоит в том, что оно остаётся включенным даже после устранения обрыва шлейфа. Вместо датчика здесь можно применить, например, кнопку, или геркон (герметичный контакт, управляемый при помощи постоянного магнита), установленную на входной двери в помещение. Если даже на короткое время разомкнуть цепь, схема на транзисторах VT1, VT2 переходит в открытое состояние и подает напряжение смещения на базу транзистора VT3. Переключения схемы после устранения размыкания шлейфа (или кнопки) в закрытое положение не происходит. Для того, чтобы выключить тревожный сигнал, нужно кратковременно снять напряжение питания со всей схемы.

О деталях : транзистор VT1 может быть любым кремниевым маломощным, структуры N-P-N, например КТ315 и т.д. Транзистор VT2 может быть типа КТ361, КТ502… Транзистор VT3 нужно применить повышенной мощности, например типа КТ814. Вместо реле, как и в первой схеме, можно включить исполнительное устройство в цепь коллектора транзистора VT3. Так как транзистор здесь применён средней мощности, ток нагрузки можно увеличить до 500 Ма.

Настройка устройства производится при помощи подбора резистора R1. Если резистор подобран правильно — схема срабатывает при обрыве шлейфа, а при восстановлении шлейфа остается во включенном состоянии.

Для охраны объекта, расположенного на небольшом (до 500 метров) расстоянии, можно собрать простой передатчик:

Контрольным устройством здесь также является шлейф из тонкого провода, проложенный по периметру охраняемого участка. На транзисторе VT1 собрано контрольное устройство. Пока шлейф целый - транзистор закрыт, мультивибратор, собранный на транзисторах VT2,VT3 обесточен, следовательно, на базе транзистора VT4 смещение отсутствует и передатчик не работает. Когда шлейф оборван, транзистор VT1 открывается и подает напряжение питания на мультивибратор, который открывает транзистор высокочастотного генератора VT4. Передатчик начинает излучать в эфир высокочастотные колебания, промодулированные частотой мультивибратора. В громкоговорителе приёмника мы слышим низкочастотный сигнал тревоги.

О деталях: все транзисторы в схеме могут быть типа КТ315 с любым буквенным индексом. Катушка высокочастотного генератора и высокочастотный трансформатор намотаны на кольцах из карбонильного железа, либо из феррита с начальной магнитной проницаемостью не более 100. Катушка L1 содержит 45+3+2 витка, провода ПЭВ-0,15мм. Начало катушки должно подключаться к конденсаторам С3,С4. Обмотка 1 трансформатора содержит 10 витков, а обмотка 2 — 70 витков, провода ПЭВ-0,15мм. Катушки рассчитаны на коротковолновый диапазон в пределах 31…41 метр (частота генерации 4…9 мегагерц).

Для намотки катушек можно использовать и броневые сердечники из карбонильного железа (ферритовые сердечники здесь использовать нельзя!). Количество витков остается без изменения. В качестве антенны используется отрезок изолированного провода, длиной около 2 метров. Для питания можно использовать батарею из 4 элементов типа 286 (ААА) или 316 (АА).

Схема в дежурном режиме потребляет ток около 60 микроампер.

Настройка: настройка, при правильном монтаже из исправных деталей, сводится к установке рабочей частоты передатчика при помощи подстроечного конденсатора С4. Предварительно, при помощи радиоприемника находим участок, свободный от радиостанций. Далее устанавливаем рабочую частоту передатчика, равную частоте приемника (шлейф при этом должен быть отключен!).

Несколько упростив схему можно собрать подобное устройство с применением SMD компонентов. схема питается от одного литиевого аккумулятора. Потребляемый в дежурном режиме ток - порядка 30-40 микроампер.

Чертеж печатной платки (в произвольном масштабе!)

Транзисторы, примененные в конструкции типа BC846B или аналогичные. Пассивные элементы — в исполнении 1206. Если немножко «поколодовать» над рисунком — можно еще уменьшить размеры платки (у меня такой цели не было, так как я планирую использовать для питания аккумулятор типа 10440 - размеры корпуса которого равны размерам элемента 286 (ААА,R3)… Чертежик платы в формате Layout4 лежит тут.

Существуют и так называемые «пассивные» методы защиты от непрошенных гостей.

Один из таких способов — установка на двери имитатора охранной сигнализации. Как показала практика — такое устройство обладает высокой эффективностью. Уже само по себе «моргание» светодиода на объекте приводит жулика в замешательство (а вдруг это не обманка?). Большинство предпочитают не испытывать судьбу и оставляют «охраняемый» объект в покое.

Схема одного из таких «моргасиков» приведена ниже:

Схема представляет собой несимметричный мультивибратор на транзисторах разной проводимости и может питаться как от сети, так и от батареи. Светодиод выводится на наружную часть двери, схема собирается в подходящей коробочке. Если устройство собрано правильно из исправных деталей - оно не требует никакой наладки. Транзисторы в данной конструкции могут быть кремниевыми (например, типов КТ315 и КТ361 с любыми буквенными индексами). Частоту генератора можно изменять в широких пределах при помощи конденсатора С1 и резистора R1.

Можно собрать схему экономичного имитатора с низким напряжением питания:

Одного элемента типа 316 (АА) хватает на 6-7 месяцев непрерывной работы устройства. Конденсатор С1 в даной схеме должен быть обязательно неэлектролитический! (типа КМ). Светодиод может быть красного цвета свечения. Не следует применять в данной схеме сверхяркие светодиоды (у них падение напряжения около 3 вольт, поэтому они работать в данной схеме не будут!). Устройство работоспособно при понижении напряжения источника питания до 1 вольта. Его, в связи с высокой экономичностью, удобно использовать для «охраны» дачного домика… Если между выводами базы и эмиттера первого транзистора включить фоторезистор, экономичность устройства увеличится, так как днем генератор работать не будет (следовательно — и светодиод гореть не будет).

Наряду с охранными устройствами широко применяются так называемые «кодовые» замки. До недавнего времени механические кодовые замки широко использовались практически в каждом подьезде жилого дома. Сейчас «механика» уступает место более надежной «электронике». Рассмотрим пару вариантов электронных замков:

Данный замок удобно использовать при небольшом числе допущенных лиц. У каждого при себе должен иметься «ключ» — небольшая коробочка с собранной в ней левой частью схемы. Ключ представляет собой фиксированный генератор звуковой частоты. на корпусе ключа имеется небольшая кнопочка и шляпка болтика, к которой подведено выходное напряжение с генератора. Приемник представляет собой простейшее селективное реле с усилителем. На транзисторе Т2 собран усилитель, а на транзисторе Т3 непосредственно селективное реле, которое включает исполнительное реле только при определенной частоте на входе. Левая обкладка конденсатора С4 подключена к небольшой металлической площадке (это может быть просто шляпка гвоздя), на которую подается напряжение с ключа. Благодаря своему нестандартному решению злоумышленнику даже не придет в голову использовать для открывания помещения генератор звуковой частоты. Для повышения секретности можно также на двери установить фиктивную «ключевину» (вспомните комедию «Иван Васильевич меняет профессию»)… Ведь мы уже давно привыкли к электроным ключам «таблеткам» — отсутствие на двери атрибута для «чтения» ключа приведет жулика в замешательство. Схема была опубликована в журнале «Радио». О деталях: В схеме можно использовать и кремниевые транзисторы соответствующих структур. Для питания ключа, на мой взгляд, удобнее использовать 12 — вольтовую батарею типа А23 (используются в некоторых брелках для автосигнализации) — с такой батареей можно изготовить ключ с размерами, не превышающими половинки спичечного коробка. Данных катушек у меня не сохранилось. Могу только сказать, что частота ключа равнялась частоте, не кратной сетевой (50 герц) — для уменьшения возможности срабатывания реле от помех.

Еще одна схемка «кодового» замка.

Схема работает на том-же принципе, что и предыдущая, но не требует механического контакта между приемником и передатчиком (ключем). Частота работы ключа и приемника выбрана автором в пределах 30 килогерц. Схема ключа и приемника ниже:

Данные катушек: ПЕРЕДАТЧИК 50+50+150 витков, считая снизу по схеме, на куске ферритового стержня, длиной 3-40 миллиметров, провода диаметром порядка 0,15-0,2 миллиметра.

ПРИЕМНИК - используем ферритовый стержень длиной 100-150 миллиметров (для увеличения чувствительности!). Катушка L1 содержит 200 витков, а катушка L2 — 50 витков. Данных катушки L3 в первоисточнике нет. Контур L3-С4 должен быть настроен на частоту генератора — ключа. Наладка сводится к настройке резонансов контуров L1-С1 и L3-C4 на частоту работы генератора. Подбором резистора R5 добиваемся четкого срабатывания реле. Для нормальной работы данного «девайса» ферритовые сердечники передатчика и приемника должны располагаться параллельно! Схема была описана в Л.1.

Замок с «нормальным» (привычным нам) управлением можно собрать по следующей схеме:

В данном замке использована стандартная клавиатура от кнопочного телефона с 12 кнопками. 10 цифровых кнопок используется для ввода кода (для упрощения на схеме показано только 6 кнопок), одна из кнопок использована в качестве звонковой (по необходимости), еще одна — резервная… Для открытия замка необходимо нажать три кнопки в определенной последовательности — S3-S2-S1. После правильного ввода кода загорается светодиод LED1, который является управляющим в оптотиристоре. Если в момент набора кода нажать кнопки (пусть даже и правильные!) не в нужной последовательности - замок не откроется. Кнопки в базовой цепи транзистор служат для предотвращения случайного подбора кода. Если, например, в начале были нажаты кнопки 3 и 2, а далее кнопка 4 — придется начинать правильный ввод кода заново… Схема работает так: При нажатии кнопки 3 открывается тринистор Т3 и транзистор Т4. Нажимая кнопку 2 мы открываем тринистор Т2 (транзистор остается открытым), если после этого нажать кнопки 4…6 транзистор и тринисторы закроются. Если нажимать «правильные» кнопки не в нужной последовательности — тринисторы не откроются, так как не будет факта протекания через них тока. Только нажатие кнопок в определенной последовательноси приведет к подаче напряжения на светодиод. В качестве исполнительного устройства в кодовом замке используется электромагнит ЭМ. Примерная схема подключения электромагнита к данному замку показана ниже:

В качестве оптотринистора удобно использовать отечественный типа ТО12.5 или аналогичный импортный…

В одном из радиолюбительских журналов я «натолкнулся» на оригинальную конструкцию для открывания замка, схематично показанную ниже:

Конструкция состоит из электродвигателя (1), жестко связанного валом с ходовым винтом (2), На ходовом винте нарезана метрическая резьба, по которой ходит гайка (4). Тяга (6) связана с гайкой (4). На схеме (3) и (5) - это «конечные» выключатели — используются для управления двигателем. Полностью скан статьи из журнала можно скачать здесь (около 300 килоБайт).

Литература по теме : Л1 А.И. Вдовикин «Занимательные электронные устройства» изд.» Радио и Связь», 1981 год

Регулятор напряжения 121.3702

Бесконтактный транзисторный регулятор напряжения 121.3702 (см.рис.) применяется с генератором Г221А взамен вибрационного регулятора напряжения РР380. Схема регулятора достаточно проста и типична, что позволяет использовать ее для иллюстрации принципа работы транзисторных регуляторов.
Эталонной величиной в регуляторе является напряжение стабилизации стабилитрона VD1. Характерной особенностью стабилитрона является то, что если напряжение между его катодом и анодом по величине меньше напряжения стабилизации, ток через него практически не протекает. Если напряжение между катодом и анодом достигает величины напряжения стабилизации, ток через стабилитрон резко возрастает, происходит «пробой» стабилитрона. При этом напряжение между его катодом и анодом остается практически неизменным.

Измерительным органом в регуляторе является делитель напряжения, состоящий из резистора R2 и двух параллельно включенных резисторов R1 и R3. К стабилитрону VD1 через переход эмиттер-база транзистора VT1 подводится та часть напряжения генератора, которая выделяется на параллельно включенных резисторах R1, R3. Стабилитрон является органом сравнения в регуляторе напряжения. Регулирующим органом в схеме является электронное реле на трех транзисторах VT1—VT3. Эти транзисторы при работе регулятора напряжения могут находиться в одном из двух состояний — открытом (ток в цепи эмиттер-коллектор транзистора протекает) и закрытом — ток в цепи эмиттер-коллектор отсутствует. Цепь между эмиттером и коллектором в этом смысле аналогична контактам реле. Для перехода транзистора из закрытого в открытое состояние в цепи эмиттер-база должен появиться ток, для чего к переходу эмиттер-база следует приложить напряжение соответствующей полярности, т. е. переход эмиттер-база должен быть смещен в прямом направлении. Ток, открывающий транзисторы типа P—N—P, протекает от эмиттера к базе (эмиттер имеет более высокий потенциал, чем база), а типа N—Р—N — от базы к эмиттеру (положительный потенциал на базе относительно эмиттера).
Если переход эмиттер-база смещен в обратном направлении, то транзистор закрыт.

Регулирование напряжения транзисторным регулятором происходит следующим образом. До пуска двигателя при включении выключателя зажигания 5 (см. рис.3а здесь) напряжение аккумуляторной батареи подводится к делителю напряжения R1—R3. При этом к стабилитрону VD1 поступает та часть этого напряжения, которая выделяется на плече делителя, образованном параллельно включенными резисторами R1, R3. Резистор R1 настройки регулятора подбирается таким образом, чтобы напряжение на резисторах R1, R3 при включении только аккумуляторной батареи было меньше, чем напряжение стабилизации стабилитрона VD1, т. е недостаточно для его пробоя. При этом стабилитрон препятствует протеканию тока в цепи базы транзистора VT1, который находится, следовательно, в закрытом состоянии. Транзисторы VT2 и VT3 открыты, так как в цепях их баз протекают токи — у транзистора VT2 через резистор R5, а у транзистора VT3 — через переход эмиттер-коллектор транзистора VT2.
Транзисторы VT1 и VT2 имеют тип P—N—P, а транзисторы VT3 — N—P—N. Следовательно, при включении аккумуляторной батареи электронное реле регулятора напряжения находится во включенном состоянии, его выходной транзистор VT3 открыт и ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку возбуждения, обеспечивая возбуждение генератора.
После пуска двигателя генератор вступает в работу, его напряжение возрастает до тех пор, пока напряжение на плече делителя R1, R3 не станет равным напряжению стабилизации стабилитрона VD1. При этом стабилитрон пробивается, возникает ток в базе транзистора VT1 и он открывается. Поскольку сопротивление перехода эмиттер-коллектор открытого транзистора мало, то этот переход транзистора VT1 практически накоротко соединяет базу с эмиттером транзистора VT2, шунтирует этот его переход, ток в базе транзистора VT2 прекращается и он закрывается.
Если закрыт транзистор VT2, то закрывается и транзистор VT3, так как ток в его базовой цепи прерывается. Электронное реле регулятора переходит в выключенное состояние, ток в обмотке возбуждения уменьшается, соответственно уменьшается и напряжение генератора. При этом уменьшается напряжение на резисторах R1, R3. Как только оно становится меньше напряжения стабилизации стабилитрона VD1, транзистор VT1 закрывается, VT2 и VT3 открываются, напряжение генератора возрастает, т. е. процесс повторяется.

Транзистор VT2 играет в схеме роль усилителя. Применение в схемах нескольких транзисторов связано с тем, что на входе регулятора обычно коммутируется ток в десятки миллиампер в то время, как на выходе ток современных регуляторов напряжения достигает 5 А. При этом коэффициент усиления схемы регулятора по току лежит в пределах 300—800. Такого усиления на одном транзисторе достичь невозможно.
Таким образом, регулирование напряжения генератора производится ступенчато. Электронное реле регулятора напряжения переходит от включенного к выключенному состоянию и обратно, то подключая обмотку возбуждения к источнику питания, то ее отключая. В зависимости от режима работы генератора меняется относительное время нахождения реле во включенном или выключенном состоянии, чем и обеспечивается автоматическое поддержание напряжения генератора на заданном уровне. Гасящий диод VD2 предотвращает появление опасных импульсов напряжения при запирании транзистора VT3 и прерывании тока в обмотке возбуждения.

Появление импульса высокого напряжения предотвращается тем, что при запирании транзистора VT3 ток обмотки возбуждения имеет возможность протекать через гасящий диод, обмотка возбуждения этим диодом оказывается замкнута практически накоротко и опасных последствий прерывания тока не происходит.
Обратные связи в схеме регулятора повышают качественные показатели его работы, увеличивают частоту переключения его электронного реле, снижают потери в транзисторах при переключении, обеспечивают разницу между напряжениями включения и выключения электронного реле регулятора и т. д.
Через обратные связи осуществляется воздействие сигнала на выходе элемента на вход этого же или другого элемента. В этом смысле измерительный элемент регулятора, его входной делитель напряжения, является главной обратной связью в системе автоматического регулирования напряжения генератора — он подает выходное напряжение генератора на вход регулятора напряжения.
Через резисторы в регуляторе осуществляется жесткая обратная связь, через цепи с конденсатором — гибкая. Жесткая обратная связь отличается от гибкой тем, что передает сигнал без задержки по времени.

В изображенной на рисунке схеме имеются два элемента обратной связи — цепь, состоящая из конденсатора С1 и резистора R4, а также конденсатор С2. Цепь R4, С1 связывает коллектор транзистора VT2 с базой транзистора VT1, т. е. выход транзистора VT2 с входом VT1. Эта цепь снижает потери в транзисторах VT1-VT3 при их переключении. До пробоя стабилитрона VD1 конденсатор С1 разряжается через переходэмиттер-коллектор транзистора VT2 и резисторы R4,R7.
С переходом транзистора VT1 в открытое состояние, а VT2 и VT3 в закрытое конденсатор С1 заряжается через эмиттер базовый переход транзистора VT1, резисторы R4R6, предохранитель. При этом переход база-эмиттер VT1 получает по цепи R4С1 дополнительный импульс тока, сокращающий время перехода транзистора VT1 в открытое состояние, а транзисторов VT2 и VT3 в закрытое состояние и, следовательно, снижающий потери мощности в транзисторах при их переключении. Конденсатор С2 связывает вход и выход транзистора VT1, что делает этот транзистор интегрирующим звеном, основной особенностью которого является подавление высокочастотных колебаний при их прохождении. Наличие интегрирующего звена исключает самовозбуждение схемы, влияние на регулятор посторонних электромагнитных помех. Резисторы R5—R7 обеспечивают нужный режим работы транзисторов в открытом и закрытом состояниях. Так, резистор R5 ограничивает на требуемом уровне ток базы транзистора VT2, резистор R6 позволяет транзистору VT3 закрыться полностью.

Схема имеет два элемента защиты — предохранитель FU, который разрывает цепь при токовой перегрузке выходного транзистора, и диод VD3, защищающий регулятор от импульсов напряжения обратной полярности.

Схема таймера с автовыключением » Паятель.Ру

Данный таймер предназначен для задерживания момента выключения аппаратуры. питающейся от электросети, на время от десяти минут до одного часа. Установка времени — параметрическая, с помощью переменного резистора, а отсчет временного интервала цифровой (с помощью счетчика). Характерная особенность таймера в том, что по окончании установленного периода происходит полное выключение, то есть, выключается не только нагрузка, но и сам таймер.

Это очень важно с точки зрения противопожарной безопасности.

Основу схемы составляет интегральная микросхема К176ИЕ5, которая представляет собой задающий генератор электронных часов. В микросхеме имеется схема мультивибратора и схема счетчика — делителя частоты. В типовом включении мультивибратор стабилизирован кварцевым резонатором и дает частоту 32768 Гц, которая делится счетчиком на 32768 чтобы получить частоту 1 Гц (секунду).

Здесь, мультивибратор собран на RC-компонентах (С5, R5, R4, R3), он вырабатывает значительно более низкую частоту которую можно регулировать переменным резистором R5 в пределах примерно от 5 Гц до 30 Гц.

Выключателем и пусковым устройством служит кнопка S1 (без фиксации). Когда ее нажимают ток через её контакты поступает на нагрузку и на бестрансформаторный источник питания на гасящем конденсаторе С1, диодах VD1, VD2 и стабилитронах VD3 и VD4. Диоды и стабилитроны образуют свое образный выпрямительный мост с функцией стабилизации выходного напряжения.

На С3 выделяется постоянное напряжение около 12V, которое питает схему таймера. Цепь R2-C2 создает импульс, который обнуляет счетчик микросхемы D1. На выходе счетчика (вывод 5) устанавливается логический ноль, которым открывается транзисторный ключ на транзисторе VT1. Реле К1 замыкает свои контакты К1.1 блокируя кнопку.

Теперь S1 можно отпустить, — нагрузка останется включенной. Счетчик начнет отсчитывать импульсы, сформированные мультивибратором, и через 16384 импульсов на выводе 5 D1 возникнет логическая единица. Это приведет к закрыванию транзистора VT1 и выключению реле К1. Контакты К1.1 размыкаются и выключают как нагрузку, так и сам таймер.

Резистор R1 нужен для разрядки конденсатора С1, чтобы исключить вероятность поражения тока от прикосновения к штырям вилки Х1 после её выключения из сети (без резистора один раз хорошо тряхнуло). Резистор R6 служит для ускорения разрядки С3. Без R6 счетчик может еще длительное время считать после выключения, и схема может зациклиться. С3 подавляет помехи, которые могут сбить счетчик в нулевое положение (например, помехи от сработавшего реле).

Реле К1 — реле типа КУЦ-1 от системы дистанционного управления телевизора типа 3-УСЦТ. Такие реле могут коммутировать нагрузку мощностью до 200 W. причем, их обмотка, рассчитанная на напряжение 12V, имеет относительно большое сопротивление — 550 Оm.

Это позволяет для включения реле использовать маломощный транзистор (в данном случае КТ361), а так же, питать реле от бестрансформаторного источника на гасящем конденсаторе, который способен выдавать ток не более 30 mА. Альтернативы КУЦ-1 назвать не могу. Транзистор VT1 — любой p-n-p транзистор общего применения, например. КТ361, КТ3107, КТ502-

Конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не менее 300 V. Диоды VD1 и VD2 — любые выпрямительные маломощные. Стабилитроны должны быть в металлических корпусах, так как при работе на них рассеивается значительная мощность. Вместо Д814Д подойдут и другие, но желательно в металлических корпусах, и обязательно не симметричные. Возможно лучших результатов можно достичь используя более мощные стабилитроны, например, КС512.

Переменный резистор — любого типа, желательно с линейной шкалой. Кнопка должна соответствовать мощности нагрузки.

Большинство деталей расположены на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. При исправных деталях схема начинает работать сразу. Налаживание заключается только в установке необходимых пределов регулировки промежутка времени.

Для этого подбирают емкость С5 и сопротивление R4.

Зачем мне нужно реле между двигателем постоянного тока и моей Arduino?

Один вывод ВЫХОДА Arduino должен использоваться для подачи тока не более 0,02 А (20 мА). (один вывод имеет абсолютный максимальный безопасный ток 40 мА, однако он уменьшается, если другие выводы того же 8-контактного порта используются в качестве выхода).

Большинству электродвигателей требуется на ток, на больше, чем может обеспечить вывод Arduino. Небольшой недорогой электродвигатель, используемый в игрушках, может потреблять ток 0,5 А.

Двигатель использует наибольший ток при запуске, или что-то удерживает вал двигателя достаточно сильно, чтобы остановить его (остановка). Поэтому проверьте как номинальное напряжение, так и номинальный ток при работе и ток останова двигателя.

Реле может позволить контакту Arduino подавать небольшой ток, но при этом управлять гораздо большим током двигателя. Реле может быть активировано контактом Arduino, и его контакты могут обеспечивать потребности двигателя. Это , а не автоматически, что Arduino может управлять реле.Reay также может использовать больший ток, чем может безопасно обеспечить вывод Arduino. Так что необходимо проверить и спецификацию реле. Для работы не требуется более 40 мА абсолютного максимума при 5 В.

Существуют и другие технологии, которые позволяют одному выводу Arduino переключать электрические нагрузки, которые намного больше, чем он может напрямую питать. Например, твердотельные реле, силовые транзисторы BJT или силовые MOSFET-транзисторы. Существуют также интегральные схемы (ИС), предназначенные для управления двигателями.

Edit (с учетом комментария Андреаса Валлнера):
Когда питание двигателя отключено, двигатель продолжит вращаться в течение короткого времени. Во время вращения он действует как генератор электроэнергии. Если бы двигатель был подключен непосредственно к выводу Arduino, эта мощность попыталась бы пройти через электронику вывода и, скорее всего, повредила бы его. Двигатель, подключенный к реле, будет вырабатывать электричество при размыкании реле. Напряжение, создаваемое двигателем, будет быстро расти и даже может вызвать «дугу» или искру.Вырабатываемое двигателями напряжение обычно отводится, чтобы избежать этого эффекта, с помощью диода. (Найдите это, используя термин «диод свободного хода»). Диод будет подключен в направлении , противоположном направлению потока к двигателю.

Если двигатель вращается в обоих направлениях , тогда используйте четыре диода по два на каждом проводе двигателя. Два диода, по одному на каждом проводе, соединят провода двигателя с землей. Два, по одному на каждый провод, подключат провод двигателя к положительному источнику питания.Все четыре диода подключатся так, что питание не будет нормально течь. Они будут отводить любую мощность, вырабатываемую двигателем, и предотвращать искрение на реле или обратный ток энергии через электронику.

Также стоит отметить, что электродвигатель постоянного тока работает, непрерывно замыкая и размыкая контакт через свои «щетки», пока он вращается. Это также может вызвать искры или искры. Это создает лот электрических шумов, которые могут «расстроить» электронику, как Arduino. Электрический шум может вызвать ненадежную работу электроники.Этот шум обычно значительно снижается путем подключения керамического или полиэфирного конденсатора емкостью от 1 до 10 нФ к клеммам двигателя.

Обычно двигатель питается от реле, а другие компоненты хранятся отдельно, например, демультиплексор не является частью цепи двигателя.

Схема кодового замка

с использованием транзистора

Gadgetronicx> Электроника> Принципиальные и электрические схемы> Электронные замки> Схема кодового замка на транзисторе

Эта электронная схема — одна из самых простых схем кодового замка, которую можно легко изготовить дома.Эта схема использует один транзистор и реле и несколько пассивных компонентов в нем. Логика этой схемы также очень проста. Даже эта схема проста, она отлично работает и эффективно для простого шкафа или полок.

РАБОТА ЦЕПИ КОДОВОГО БЛОКИРОВКИ:
Принцип работы этой схемы очень прост: в ней просто используется транзистор в качестве переключателя с реле на его коллекторе в качестве нагрузки. Пять переключателей (от S0 до S4) расположены последовательно с резистором ограничения тока R2, подключенным к нему.Еще пять переключателей (от S5 до S9) подключены через базу транзистора и землю. Таким образом, эта схема использует транзистор в качестве переключателя, и транзистор включается только тогда, когда все переключатели с S0 на S4 были в состоянии ВКЛ, а с S5 на S9. был в состоянии ВЫКЛ. Это была основная логика для этой схемы. Давайте посмотрим, как спроектировать ее в соответствии с нашим желанием.
Теперь, переходя к конструкции этой схемы, мы должны перемешать переключатели на панели таким образом, чтобы пароль было трудно угадать.Например, если ваш пароль 58901, вы должны организовать его в схеме, чтобы клавиатура 5 была вашим переключателем S0, затем 8 как S1,9, как S2,0 как S3 и 1 как S4. Поскольку это было последовательно, напряжение не будет проходить до тех пор, пока вы не нажали правильную комбинацию клавиш.
Таким образом, если была нажата правильная комбинация клавиш, транзистор включится, и он активирует цепь реле, таким образом, он откроет замок. Если даже была нажата клавиша от S5 до S9, тогда на транзисторе не будет напряжения, что приведет к его включению. остаются в выключенном состоянии.Устройство, используемое для управления с помощью схемы блокировки, может быть подключено через клеммы реле. Трансформатор T1, мост D1 и конденсатор C2 образуют источник питания схемы, а диод D2 — это диод свободного хода, который использовался со схемой реле.
Эта схема может быть недорогой и работает очень эффективно. С помощью этой схемы мы можем хранить наши личные вещи на нашей полке, в шкафах и т. Д. Испытайте ее и почувствуйте себя в безопасности.
ОБНОВЛЕНИЕ:
На приведенной выше схеме есть небольшая ошибка, резистор R1 не следует опускать на землю.Он должен быть подключен таким образом, чтобы соединить переключатель S9 и базу транзистора Q1, чтобы смещать его для включения реле.
Как работают электронные компоненты
Электронные гаджеты стали неотъемлемой частью нашей жизни. Они сделали нашу жизнь комфортнее и удобнее. От авиации до медицины и здравоохранения, электронные гаджеты находят широкое применение в современном мире. Фактически, революция в электронике и революция в компьютерах идут рука об руку.
Большинство гаджетов имеют крошечные электронные схемы, которые могут управлять машинами и обрабатывать информацию. Проще говоря, электронные схемы — это линия жизни различных электроприборов. В этом руководстве подробно рассказывается об общих электронных компонентах, используемых в электронных схемах, и о том, как они работают.
В этой статье я дам обзор электронных схем. Затем я предоставлю дополнительную информацию о 7 различных типах компонентов. Для каждого типа я буду обсуждать состав, принцип работы, а также функцию и значение компонента.
Конденсатор
Резистор
Диод
Транзистор
Индуктор
Реле
Кристалл кварца

Обзор электронной схемы
Электронная схема — это структура, которая направляет и управляет электрическим током для выполнения различных функций, включая усиление сигнала, вычисление и передачу данных. Он состоит из нескольких различных компонентов, таких как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и диоды.Для соединения компонентов друг с другом используются токопроводящие провода или дорожки. Однако цепь считается завершенной, только если она начинается и заканчивается в одной и той же точке, образуя цикл.
Элементы электронной схемы
Сложность и количество компонентов в электронной схеме может изменяться в зависимости от ее применения. Однако простейшая схема состоит из трех элементов, включая токопроводящую дорожку, источник напряжения и нагрузку.
Элемент 1: токопроводящий путь
Электрический ток течет по токопроводящей дорожке.Хотя медные провода используются в простых цепях, они быстро заменяются токопроводящими дорожками. Проводящие дорожки — это не что иное, как медные листы, наклеенные на непроводящую основу. Они часто используются в небольших и сложных схемах, таких как печатные платы (PCB).
Элемент 2: Источник напряжения
Основная функция цепи — обеспечить безопасное прохождение электрического тока через нее. Итак, первый ключевой элемент — это источник напряжения.Это двухконтактное устройство, такое как аккумулятор, генераторы или энергосистемы, которые обеспечивают разность потенциалов (напряжение) между двумя точками в цепи, так что ток может течь через них.
Элемент 3: Нагрузка
Нагрузка — это элемент в цепи, который потребляет мощность для выполнения определенной функции. Лампочка — простейшая нагрузка. Однако сложные схемы имеют разные нагрузки, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и транзисторы.
Факты об электронных схемах
Факт 1: Обрыв цепи
Как упоминалось ранее, цепь всегда должна образовывать петлю, чтобы через нее протекал ток.Однако, когда дело доходит до разомкнутой цепи, ток не может протекать, поскольку один или несколько компонентов отключены намеренно (с помощью переключателя) или случайно (сломанные части). Другими словами, любая цепь, не образующая петли, является разомкнутой.
Факт 2: Замкнутый контур
Замкнутый контур — это контур, который образует контур без каких-либо прерываний. Таким образом, это полная противоположность разомкнутой цепи. Однако полная цепь, которая не выполняет никаких функций, остается замкнутой цепью.Например, цепь, подключенная к разряженной батарее, может не выполнять никакой работы, но это все еще замкнутая цепь.
Факт 3: Короткое замыкание
В случае короткого замыкания между двумя точками электрической цепи образуется соединение с низким сопротивлением. В результате ток имеет тенденцию течь через это вновь образованное соединение, а не по намеченному пути. Например, если есть прямое соединение между отрицательной и положительной клеммами батареи, ток будет проходить через нее, а не через цепь.
Однако короткое замыкание обычно приводит к серьезным несчастным случаям, так как ток может протекать на опасно высоких уровнях. Следовательно, короткое замыкание может повредить электронное оборудование, вызвать взрыв батарей и даже вызвать пожар в коммерческих и жилых зданиях.
Факт 4: Печатные платы (PCB)
Для большинства электронных устройств требуются сложные электронные схемы. Вот почему разработчикам приходится размещать крошечные электронные компоненты на печатной плате.Он состоит из пластиковой платы с соединительными медными дорожками с одной стороны и множества отверстий для крепления компонентов. Когда макет печатной платы наносится химическим способом на пластиковую плату, она называется печатной платой или печатной платой.
Рисунок 1: Печатная плата . [Источник изображения]
Факт 5: Интегральные схемы (ИС)
Хотя печатные платы могут предложить множество преимуществ, для большинства современных приборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, требуются сложные схемы, состоящие из тысяч и даже миллионов компонентов.Вот тут-то и пригодятся интегральные схемы. Это крошечные электронные схемы, которые могут поместиться внутри небольшого кремниевого чипа. Джек Килби изобрел первую интегральную схему в 1958 году в компании Texas Instruments. Единственная цель ИС — повысить эффективность электронных устройств при уменьшении их размера и стоимости производства. С годами интегральные схемы становились все более сложными, поскольку технологии продолжают развиваться. Вот почему персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны и другая бытовая электроника с каждым днем становятся все дешевле и лучше.
Рисунок 2: Интегральные схемы. [Источник изображения]
Электронные компоненты
Благодаря современным технологиям, процесс сборки электронных схем был полностью автоматизирован, особенно это касается изготовления микросхем и печатных плат. Количество и расположение компонентов в схеме может варьироваться в зависимости от ее сложности. Однако он построен с использованием небольшого количества стандартных компонентов.
Следующие компоненты используются для создания электронных схем.
Компонент 1: Конденсатор
Конденсаторы
широко используются для построения различных типов электронных схем.Конденсатор — это пассивный двухконтактный электрический компонент, который может электростатически накапливать энергию в электрическом поле. Проще говоря, он работает как небольшая аккумуляторная батарея, накапливающая электричество. Однако, в отличие от аккумулятора, он может заряжаться и разряжаться за доли секунды.
Рисунок 3: Конденсаторы [Источник изображения]
A. Состав Конденсаторы
бывают всех форм и размеров, но обычно они состоят из одинаковых основных компонентов. Между ними уложены два электрических проводника или пластины, разделенные диэлектриком или изолятором.Пластины состоят из проводящего материала, такого как тонкие пленки из металла или алюминиевой фольги. С другой стороны, диэлектрик — это непроводящий материал, такой как стекло, керамика, пластиковая пленка, воздух, бумага или слюда. Вы можете вставить два электрических соединения, выступающих из пластин, чтобы зафиксировать конденсатор в цепи.
B. Как это работает?
Когда вы прикладываете напряжение к двум пластинам или подключаете их к источнику, на изоляторе возникает электрическое поле, в результате чего на одной пластине накапливается положительный заряд, а на другой накапливается отрицательный заряд.Конденсатор продолжает удерживать заряд, даже если вы отключите его от источника. В тот момент, когда вы подключаете его к нагрузке, накопленная энергия перетекает от конденсатора к нагрузке.
Емкость — это количество энергии, хранящейся в конденсаторе. Чем выше емкость, тем больше энергии он может хранить. Увеличить емкость можно, сдвинув пластины ближе друг к другу или увеличив их размер. В качестве альтернативы вы также можете улучшить изоляционные качества, чтобы увеличить емкость.
C. Функция и значение
Хотя конденсаторы выглядят как батареи, они могут выполнять в цепи различные типы функций, например, блокировать постоянный ток, позволяя проходить переменному току, или сглаживать выходной сигнал от источника питания. Они также используются в системах передачи электроэнергии для стабилизации напряжения и потока мощности. Одной из наиболее важных функций конденсатора в системах переменного тока является коррекция коэффициента мощности, без которой вы не сможете обеспечить достаточный пусковой момент для однофазных двигателей.
Фильтры для конденсаторов
Если вы используете микроконтроллер в цепи для запуска определенной программы, вы не хотите, чтобы его напряжение упало, поскольку это приведет к сбросу контроллера. Вот почему дизайнеры используют конденсатор. Он может обеспечить микроконтроллер необходимой мощностью на долю секунды, чтобы избежать перезапуска. Другими словами, он отфильтровывает шумы в линии питания и стабилизирует источник питания.
Применения удерживающего конденсатора
В отличие от батареи, конденсатор быстро разряжается.Вот почему он используется для кратковременного питания цепи. Батареи вашей камеры заряжают конденсатор, прикрепленный к вспышке. Когда вы делаете снимок со вспышкой, конденсатор высвобождает свой заряд за доли секунды, генерируя вспышку света.
Применение конденсатора таймера
В резонансной или зависящей от времени схеме конденсаторы используются вместе с резистором или катушкой индуктивности в качестве элемента синхронизации. Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, определяет работу схемы.
Компонент 2: Резистор
Резистор — это пассивное двухконтактное электрическое устройство, которое препятствует прохождению тока. Это, наверное, самый простой элемент в электронной схеме. Это также один из наиболее распространенных компонентов, поскольку сопротивление является неотъемлемым элементом почти всех электронных схем. Обычно они имеют цветовую маркировку.
Рисунок 4: Резисторы [Источник изображения]
A. Состав
Резистор — это совсем не модное устройство, потому что сопротивление — это естественное свойство, которым обладают почти все проводники.Итак, конденсатор состоит из медной проволоки, обернутой вокруг изоляционного материала, такого как керамический стержень. Количество витков и толщина медного провода прямо пропорциональны сопротивлению. Чем больше количество витков и чем тоньше провод, тем выше сопротивление.
Также можно встретить резисторы, изготовленные по спирали из углеродной пленки. Отсюда и название резисторы с углеродной пленкой. Они предназначены для схем с низким энергопотреблением, потому что резисторы с углеродной пленкой не так точны, как их аналоги с проволочной обмоткой.Однако они дешевле проводных резисторов. К обоим концам прикреплены клеммы проводов. Поскольку резисторы не учитывают полярность в цепи, ток может протекать в любом направлении. Таким образом, не нужно беспокоиться о том, чтобы прикрепить их вперед или назад.
B. Как это работает?
Резистор может показаться не очень большим. Можно подумать, что он ничего не делает, кроме как потребляет энергию. Однако он выполняет жизненно важную функцию: контролирует напряжение и ток в вашей цепи.Другими словами, резисторы дают вам контроль над конструкцией вашей схемы.
Когда электрический ток начинает течь по проводу, все электроны начинают двигаться в одном направлении. Это похоже на воду, текущую по трубе. По тонкой трубе будет течь меньше воды, потому что у нее меньше места для ее движения.
Точно так же, когда ток проходит через тонкий провод в резисторе, электронам становится все труднее двигаться через него. Короче говоря, количество электронов, проходящих через резистор, уменьшается по мере увеличения длины и толщины провода.
C. Функция и значение У резисторов
есть множество применений, но три наиболее распространенных — это управление током, деление напряжения и цепи резистор-конденсатор.
Ограничение потока тока
Если вы не добавите резисторы в цепь, ток будет опасно высоким. Это может привести к перегреву других компонентов и их повреждению. Например, если вы подключите светодиод напрямую к батарее, он все равно будет работать.Однако через некоторое время светодиод нагреется, как огненный шар. В конечном итоге он сгорит, поскольку светодиоды менее устойчивы к нагреву.
Но, если ввести в схему резистор, он снизит протекание тока до оптимального уровня. Таким образом, вы можете дольше держать светодиод включенным, не перегревая его.
Делительное напряжение Также используются резисторы
для понижения напряжения до нужного уровня. Иногда для определенной части схемы, такой как микроконтроллер, может потребоваться более низкое напряжение, чем для самой схемы.Здесь на помощь приходит резистор.
Допустим, ваша схема работает от аккумулятора 12 В. Однако для микроконтроллера требуется только питание 6 В. Итак, чтобы разделить напряжение пополам, все, что вам нужно сделать, это подключить последовательно два резистора с равным сопротивлением. Проволока между двумя резисторами снизит наполовину напряжение вашей цепи, к которой может быть подключен микроконтроллер. Используя соответствующие резисторы, вы можете снизить напряжение в цепи до любого уровня.
Резисторно-конденсаторные цепи Резисторы
также используются в сочетании с конденсаторами для создания интегральных схем, содержащих массивы резистор-конденсатор в одной микросхеме.Их также называют RC-фильтрами или RC-сетями. Они часто используются для подавления электромагнитных помех (EMI) или радиочастотных помех (RFI) в различных инструментах, включая порты ввода / вывода компьютеров и ноутбуков, локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN), среди прочего. Они также используются в станках, распределительных устройствах, контроллерах двигателей, автоматизированном оборудовании, промышленных приборах, лифтах и эскалаторах.
Компонент 3: Диод
Диод — это устройство с двумя выводами, которое позволяет электрическому току течь только в одном направлении.Таким образом, это электронный эквивалент обратного клапана или улицы с односторонним движением. Он обычно используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Он изготовлен либо из полупроводникового материала (полупроводниковый диод), либо из вакуумной трубки (вакуумный ламповый диод). Однако сегодня большинство диодов изготавливается из полупроводникового материала, особенно из кремния.
Рисунок 5: Диод [Источник изображения]
A. Состав
Как упоминалось ранее, существует два типа диодов: вакуумные диоды и полупроводниковые диоды.Вакуумный диод состоит из двух электродов (катода и анода), помещенных внутри герметичной вакуумной стеклянной трубки. Полупроводниковый диод состоит из полупроводников p-типа и n-типа. Поэтому он известен как диод с p-n переходом. Обычно он изготавливается из кремния, но также можно использовать германий или селен.
B. Как это работает?
Вакуумный диод
Когда катод нагревается нитью накала, в вакууме образуется невидимое облако электронов, называемое пространственным зарядом.Хотя электроны испускаются катодом, отрицательный объемный заряд отталкивает их. Поскольку электроны не могут достичь анода, через цепь не протекает ток. Однако, когда анод становится положительным, объемный заряд исчезает. В результате ток начинает течь от катода к аноду. Таким образом, электрический ток внутри диода течет только от катода к аноду и никогда от анода к катоду.
P-N переходной диод
Диод с p-n переходом состоит из кремниевых полупроводников p-типа и n-типа.Полупроводник p-типа обычно легируется бором, оставляя в нем дырки (положительный заряд). С другой стороны, полупроводник n-типа легирован сурьмой, добавляя в него несколько дополнительных электронов (отрицательный заряд). Таким образом, электрический ток может протекать через оба полупроводника.
Когда вы складываете блоки p-типа и n-типа вместе, дополнительные электроны n-типа объединяются с дырками p-типа, создавая зону обеднения без каких-либо свободных электронов или дырок. Короче, ток через диод больше не может проходить.
Когда вы подключаете отрицательную клемму батареи к кремнию n-типа, а положительную клемму к p-типу (прямое смещение), ток начинает течь, поскольку электроны и дырки теперь могут перемещаться по переходу. Однако, если вы перевернете клеммы (обратное смещение), ток через диод не будет протекать, потому что дырки и электроны отталкиваются друг от друга, расширяя зону обеднения. Таким образом, как и вакуумный диод, переходной диод может пропускать ток только в одном направлении.
С.Функция и значение
Хотя диоды являются одними из простейших компонентов электронной схемы, они находят уникальное применение в различных отраслях промышленности.
Преобразование переменного тока в постоянный
Наиболее распространенным и важным применением диодов является преобразование переменного тока в постоянный. Обычно полуволновой (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель используется для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока, особенно в бытовых источниках питания. Когда вы пропускаете источник питания переменного тока через диод, через него проходит только половина формы волны переменного тока.Поскольку этот импульс напряжения используется для зарядки конденсатора, он создает устойчивые и непрерывные постоянные токи без каких-либо пульсаций. Различные комбинации диодов и конденсаторов также используются для создания различных типов умножителей напряжения для умножения небольшого переменного напряжения на высокие выходы постоянного тока.
Обходные диоды
Обходные диоды часто используются для защиты солнечных панелей. Когда ток от остальных элементов проходит через поврежденный или пыльный солнечный элемент, это вызывает перегрев.В результате общая выходная мощность снижается, создавая горячие точки. Диоды подключаются параллельно солнечным элементам, чтобы защитить их от проблемы перегрева. Эта простая конструкция ограничивает напряжение на неисправном солнечном элементе, позволяя току проходить через неповрежденные элементы во внешнюю цепь.
Защита от скачков напряжения
Когда источник питания внезапно прерывается, он создает высокое напряжение в большинстве индуктивных нагрузок.Этот неожиданный скачок напряжения может повредить нагрузку. Однако вы можете защитить дорогое оборудование, подключив диод к индуктивным нагрузкам. В зависимости от типа защиты эти диоды известны под разными названиями, включая демпферный диод, обратный диод, подавляющий диод и диод свободного хода, среди других.
Демодуляция сигнала
Они также используются в процессе модуляции сигнала, поскольку диоды могут эффективно удалять отрицательный элемент сигнала переменного тока.Диод выпрямляет несущую волну, превращая ее в постоянный ток. Звуковой сигнал извлекается из несущей волны, этот процесс называется звуковой частотной модуляцией. Вы можете слышать звук после некоторой фильтрации и усиления. Следовательно, диоды обычно используются в радиоприемниках для извлечения сигнала из несущей волны.
Защита от обратного тока
Изменение полярности источника постоянного тока или неправильное подключение батареи может привести к протеканию значительного тока через цепь.Такое обратное подключение может повредить подключенную нагрузку. Вот почему защитный диод включен последовательно с плюсовой стороной клеммы аккумулятора. В случае правильной полярности диод становится смещенным в прямом направлении, и ток течет по цепи. Однако в случае неправильного подключения он становится смещенным в обратном направлении, блокируя ток. Таким образом, он может защитить ваше оборудование от возможных повреждений.
Компонент 4: Транзистор
Один из важнейших компонентов электронной схемы, транзисторы произвели революцию в области электроники.Эти крошечные полупроводниковые устройства с тремя выводами существуют уже более пяти десятилетий. Их часто используют как усилители и переключающие устройства. Вы можете думать о них как о реле без каких-либо движущихся частей, потому что они могут включать или выключать что-либо без какого-либо движения.
Рисунок 6: Транзисторы [Источник изображения]
A. Состав
Вначале германий использовался для создания транзисторов, которые были чрезвычайно чувствительны к температуре. Однако сегодня они изготавливаются из кремния, полупроводникового материала, обнаруженного в песке, потому что кремниевые транзисторы гораздо более устойчивы к температуре и дешевле в производстве.Есть два разных типа биполярных переходных транзисторов (BJT), NPN и PNP. Каждый транзистор имеет три контакта, которые называются базой (b), коллектором (c) и эмиттером (e). NPN и PNP относятся к слоям полупроводникового материала, из которых изготовлен транзистор.
B. Как это работает?
Когда вы помещаете кремниевую пластину p-типа между двумя стержнями n-типа, вы получаете NPN-транзистор. Эмиттер присоединен к одному n-типу, а коллектор — к другому.Основание прикреплено к р-образному. Избыточные дырки в кремнии p-типа действуют как барьеры, блокирующие прохождение тока. Однако, если вы приложите положительное напряжение к базе и коллектору и отрицательно зарядите эмиттер, электроны начнут течь от эмиттера к коллектору.
Расположение и количество блоков p-типа и n-типа остаются инвертированными в транзисторе PNP. В этом типе транзистора один n-тип находится между двумя блоками p-типа. Поскольку распределение напряжения отличается, транзистор PNP работает иначе.Транзистор NPN требует положительного напряжения на базу, в то время как PNP требует отрицательного напряжения. Короче говоря, ток должен течь от базы, чтобы включить PNP-транзистор.
C. Функция и значение
Транзисторы работают как переключатели и усилители в большинстве электронных схем. Дизайнеры часто используют транзистор в качестве переключателя, потому что, в отличие от простого переключателя, он может превратить небольшой ток в гораздо больший. Хотя вы можете использовать простой переключатель в обычной цепи, для усовершенствованной схемы может потребоваться различное количество токов на разных этапах.
Транзисторы в слуховых аппаратах
Одно из самых известных применений транзисторов — слуховой аппарат. Обычно небольшой микрофон в слуховом аппарате улавливает звуковые волны, преобразовывая их в колеблющиеся электрические импульсы или токи. Когда эти токи проходят через транзистор, они усиливаются. Затем усиленные импульсы проходят через динамик, снова преобразуя их в звуковые волны. Таким образом, вы можете слышать значительно более громкую версию окружающего шума.
Транзисторы в компьютерах и калькуляторах
Все мы знаем, что компьютеры хранят и обрабатывают информацию, используя двоичный язык «ноль» и «единица». Однако большинство людей не знают, что транзисторы играют решающую роль в создании чего-то, что называется логическими вентилями, которые являются основой компьютерных программ. Транзисторы часто соединяются с логическими вентилями, чтобы создать уникальный элемент устройства, называемый триггером. В этой системе транзистор остается включенным, даже если вы уберете ток базы.Теперь он переключается или выключается всякий раз, когда через него проходит новый ток. Таким образом, транзистор может хранить ноль, когда он выключен, или единицу, когда он включен, что является принципом работы компьютеров.
Транзисторы Дарлингтона
Транзистор Дарлингтона состоит из двух соединенных вместе транзисторов с полярным соединением PNP или NPN. Он назван в честь своего изобретателя Сидни Дарлингтона. Единственное назначение транзистора Дарлингтона — обеспечить высокий коэффициент усиления по току при низком базовом токе.Вы можете найти эти транзисторы в приборах, которым требуется высокий коэффициент усиления по току на низкой частоте, таких как регуляторы мощности, драйверы дисплея, контроллеры двигателей, световые и сенсорные датчики, системы сигнализации и усилители звука.
IGBT и MOSFET транзисторы
Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) часто используются в качестве усилителей и переключателей в различных инструментах, включая электромобили, поезда, холодильники, кондиционеры и даже стереосистемы.С другой стороны, полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) обычно используются в интегральных схемах для управления уровнями мощности устройства или для хранения данных.
Компонент 5: Индуктор
Катушка индуктивности, также известная как реактор, представляет собой пассивный компонент цепи, имеющей два вывода. Это устройство хранит энергию в своем магнитном поле, возвращая ее в цепь при необходимости. Было обнаружено, что когда две катушки индуктивности помещаются рядом, не касаясь друг друга, магнитное поле, создаваемое первой катушкой индуктивности, воздействует на вторую катушку индуктивности.Это был решающий прорыв, который привел к изобретению первых трансформаторов.
Рисунок 7: Катушки индуктивности [Источник изображения]
A. Состав
Это, вероятно, простейший компонент, состоящий только из мотка медной проволоки. Индуктивность прямо пропорциональна количеству витков в катушке. Однако иногда катушка наматывается на ферромагнитный материал, такой как железо, слоистое железо и порошковое железо, для увеличения индуктивности. Форма этого сердечника также может увеличить индуктивность.Тороидальные (в форме пончика) сердечники обеспечивают лучшую индуктивность по сравнению с соленоидными (стержневыми) сердечниками на такое же количество витков. К сожалению, соединить индукторы в интегральную схему сложно, поэтому их обычно заменяют резисторами.
B. Как это работает?
Когда ток проходит по проводу, он создает магнитное поле. Однако уникальная форма индуктора приводит к созданию гораздо более сильного магнитного поля. Это мощное магнитное поле, в свою очередь, сопротивляется переменному току, но пропускает через него постоянный ток.Это магнитное поле также хранит энергию.
Возьмем простую схему, состоящую из батареи, переключателя и лампочки. Лампа загорится ярко, как только вы включите выключатель. Добавьте в эту цепь индуктивность. Как только вы включаете выключатель, лампочка переключается с яркой на тусклую. С другой стороны, когда переключатель выключен, он становится очень ярким, всего на долю секунды до полного выключения.
Когда вы включаете переключатель, индуктор начинает использовать электричество для создания магнитного поля, временно блокируя прохождение тока.Но только постоянный ток проходит через индуктор, как только магнитное поле заполнено. Вот почему лампочка переключается с яркой на тусклую. Все это время индуктор накапливает некоторую электрическую энергию в виде магнитного поля. Итак, когда вы выключаете выключатель, магнитное поле поддерживает постоянный ток в катушке. Таким образом, лампочка некоторое время горит ярко перед тем, как погаснуть.
C. Функция и значение
Хотя индукторы полезны, их трудно включить в электронные схемы из-за их размера.Поскольку они более громоздкие по сравнению с другими компонентами, они увеличивают вес и занимают много места. Следовательно, их обычно заменяют резисторами в интегральных схемах (ИС). Тем не менее, индукторы находят широкое применение в промышленности.
Фильтры в настроенных схемах
Одним из наиболее распространенных применений индукторов является выбор желаемой частоты в настроенных схемах. Они широко используются с конденсаторами и резисторами, подключенными параллельно или последовательно, для создания фильтров.Импеданс катушки индуктивности увеличивается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, автономная катушка индуктивности может действовать только как фильтр нижних частот. Однако, когда вы объединяете его с конденсатором, вы можете создать режекторный фильтр, потому что сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, вы можете использовать различные комбинации конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов для создания различных типов фильтров. Они присутствуют в большинстве электронных устройств, включая телевизоры, настольные компьютеры и радио.
Дроссели как дроссели
Если через дроссель протекает переменный ток, он создает противоположный ток. Таким образом, он может преобразовывать источник переменного тока в постоянный. Другими словами, он подавляет подачу переменного тока, но позволяет постоянному току проходить через него, отсюда и название «дроссель». Обычно они встречаются в цепях питания, которым необходимо преобразовать подачу переменного тока в подачу постоянного тока.
Ферритовые бусины
Ферритовый шарик или ферритовый дроссель используется для подавления высокочастотного шума в электронных схемах.Некоторые из распространенных применений ферритовых шариков включают компьютерные кабели, телевизионные кабели и кабели для зарядки мобильных устройств. Эти кабели иногда могут действовать как антенны, взаимодействуя с аудио- и видеовыходами вашего телевизора и компьютера. Таким образом, индукторы используются в ферритовых шариках, чтобы уменьшить такие радиочастотные помехи.
Индукторы в датчиках приближения
Большинство датчиков приближения работают по принципу индуктивности. Индуктивный датчик приближения состоит из четырех частей, включая индуктор или катушку, генератор, схему обнаружения и выходную схему.Осциллятор генерирует флуктуирующее магнитное поле. Когда объект приближается к этому магнитному полю, начинают накапливаться вихревые токи, уменьшая магнитное поле датчика.
Схема обнаружения определяет силу датчика, в то время как выходная схема вызывает соответствующий ответ. Индуктивные датчики приближения, также называемые бесконтактными датчиками, ценятся за их надежность. Они используются на светофорах для определения плотности движения, а также в качестве датчиков парковки легковых и грузовых автомобилей.
Асинхронные двигатели
Асинхронный двигатель, вероятно, является наиболее распространенным примером применения индукторов. Обычно в асинхронном двигателе индукторы устанавливаются в фиксированном положении. Другими словами, им не разрешается выравниваться с близлежащим магнитным полем. Источник питания переменного тока используется для создания вращающегося магнитного поля, которое затем вращает вал. Потребляемая мощность регулирует скорость вращения. Следовательно, асинхронные двигатели часто используются в приложениях с фиксированной скоростью.Асинхронные двигатели очень надежны и прочны, поскольку нет прямого контакта между двигателем и ротором.
Трансформаторы
Как упоминалось ранее, открытие индукторов привело к изобретению трансформаторов, одного из основных компонентов систем передачи энергии. Вы можете создать трансформатор, объединив индукторы общего магнитного поля. Обычно они используются для повышения или понижения напряжения в линиях электропередач до желаемого уровня.
Накопитель энергии
Катушка индуктивности, как и конденсатор, также может накапливать энергию. Однако, в отличие от конденсатора, он может накапливать энергию в течение ограниченного времени. Поскольку энергия хранится в магнитном поле, она схлопывается, как только отключается источник питания. Тем не менее, индукторы функционируют как надежные накопители энергии в импульсных источниках питания, таких как настольные компьютеры.
Компонент 6: реле
Реле — это электромагнитный переключатель, который может размыкать и замыкать цепи электромеханическим или электронным способом.Для работы реле необходим относительно небольшой ток. Обычно они используются для регулирования малых токов в цепи управления. Однако вы также можете использовать реле для управления большими электрическими токами. Реле — это электрический эквивалент рычага. Вы можете включить его небольшим током, чтобы включить (или усилить) другую цепь, использующую большой ток. Реле могут быть либо электромеханическими, либо твердотельными.
Рисунок 8: Реле [Источник изображения]
A. Состав
Электромеханическое реле (ЭМИ) состоит из корпуса, катушки, якоря, пружины и контактов.Рама поддерживает различные части реле. Якорь — это подвижная часть релейного переключателя. Катушка (в основном из медной проволоки), намотанная на металлический стержень, создает магнитное поле, которое перемещает якорь. Контакты — это токопроводящие части, которые размыкают и замыкают цепь.
Твердотельное реле (SSR) состоит из входной цепи, цепи управления и выходной цепи. Входная цепь эквивалентна катушке электромеханического реле. Схема управления действует как связующее устройство между входными и выходными цепями, в то время как выходная цепь выполняет ту же функцию, что и контакты в ЭМИ.Твердотельные реле становятся все более популярными, поскольку они дешевле, быстрее и надежнее электромеханических реле.
B. Как это работает?
Используете ли вы электромеханическое реле или твердотельное реле, это нормально замкнутое (NC) или нормально разомкнутое (NO) реле. В случае реле NC контакты остаются замкнутыми при отсутствии питания. Однако в нормально разомкнутом реле контакты остаются разомкнутыми при отсутствии питания.Короче говоря, всякий раз, когда через реле протекает ток, контакты либо размыкаются, либо замыкаются.
В ЭМИ источник питания возбуждает катушку реле, создавая магнитное поле. Магнитная катушка притягивает металлическую пластину, установленную на якоре. Когда ток прекращается, якорь возвращается в исходное положение под действием пружины. EMR также может иметь один или несколько контактов в одном пакете. Если в цепи используется только один контакт, она называется цепью с одиночным разрывом (SB). С другой стороны, цепь двойного размыкания (DB) идет с буксировочными контактами.Обычно реле с одинарным размыканием используются для управления маломощными устройствами, такими как индикаторные лампы, в то время как контакты с двойным размыканием используются для управления мощными устройствами, такими как соленоиды.
Когда дело доходит до работы SSR, вам необходимо подать напряжение выше, чем указанное напряжение срабатывания реле, чтобы активировать входную цепь. Вы должны подать напряжение ниже установленного минимального напряжения падения реле, чтобы деактивировать входную цепь. Схема управления передает сигнал от входной цепи к выходной цепи.Выходная цепь включает нагрузку или выполняет желаемое действие.
C. Функция и значение
Поскольку они могут управлять сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала, в большинстве процессов управления используются реле в качестве первичных устройств защиты и переключения. Они также могут обнаруживать неисправности и нарушения, возникающие в системах распределения электроэнергии. Типичные приложения включают телекоммуникации, автомобили, системы управления дорожным движением, бытовую технику и компьютеры, среди прочего.
Защитные реле
Защитные реле используются для отключения или отключения цепи при обнаружении каких-либо нарушений. Иногда они также могут подавать сигнал тревоги при обнаружении неисправности. Типы реле защиты зависят от их функции. Например, реле максимального тока предназначено для определения тока, превышающего заданное значение. При обнаружении такого тока реле срабатывает, отключая автоматический выключатель, чтобы защитить оборудование от возможного повреждения.
Дистанционное реле или реле импеданса, с другой стороны, может обнаруживать отклонения в соотношении тока и напряжения, а не контролировать их величину независимо. Он срабатывает, когда отношение V / I падает ниже заданного значения. Обычно защитные реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.
Реле автоматического повторного включения
Реле автоматического повторного включения предназначено для многократного повторного включения автоматического выключателя, который уже отключен с помощью защитного реле.Например, при резком падении напряжения в электрической цепи вашего дома может наблюдаться несколько кратковременных перебоев в подаче электроэнергии. Эти сбои происходят из-за того, что реле повторного включения пытается автоматически включить защитное реле. В случае успеха питание будет восстановлено. В противном случае произойдет полное отключение электроэнергии.
Тепловые реле
Тепловое воздействие электрической энергии — принцип работы теплового реле. Короче говоря, он может обнаруживать повышение температуры окружающей среды и соответственно включать или выключать цепь.Он состоит из биметаллической полосы, которая нагревается при прохождении через нее сверхтока. Нагретая полоса изгибается и замыкает замыкающий контакт, отключая автоматический выключатель. Наиболее распространенное применение теплового реле — защита электродвигателя от перегрузки.
Компонент 7. Кристалл кварца
Кристаллы кварца находят несколько применений в электронной промышленности. Однако в основном они используются в качестве резонаторов в электронных схемах. Кварц — это встречающаяся в природе форма кремния.Однако теперь его производят синтетически, чтобы удовлетворить растущий спрос. Проявляет пьезоэлектрический эффект. Если вы приложите физическое давление к одной стороне, возникающие в результате вибрации создадут переменное напряжение на кристалле. Кварцевые резонаторы доступны во многих размерах в зависимости от требуемых применений.
Рисунок 9: Кристалл кварца [Источник изображения]
A. Состав
Как упоминалось ранее, кристаллы кварца либо производятся синтетическим путем, либо встречаются в природе.Их часто используют для создания кварцевых генераторов для создания электрического сигнала с точной частотой. Обычно форма кристаллов кварца гексагональная с пирамидами на концах. Однако для практических целей их разрезают на плиты прямоугольной формы. К наиболее распространенным типам форматов резки относятся X, Y и AT. Эта плита помещается между двумя металлическими пластинами, называемыми удерживающими пластинами. Внешняя форма кварцевого кристалла или кварцевого генератора может быть цилиндрической, прямоугольной или квадратной.
Б.Как это работает?
Если подать на кристалл переменное напряжение, он вызовет механические колебания. Огранка и размер кристалла кварца определяют резонансную частоту этих колебаний или колебаний. Таким образом, он генерирует постоянный сигнал. Кварцевые генераторы дешевы и просты в изготовлении синтетическим способом. Они доступны в диапазоне от нескольких кГц до нескольких МГц. Поскольку кварцевые генераторы имеют более высокую добротность или добротность, они очень стабильны во времени и температуре.
C. Функция и значение
Исключительно высокая добротность позволяет использовать кристаллы кварца и резонансный элемент в генераторах, а также в фильтрах в электронных схемах. Вы можете найти этот высоконадежный компонент в радиочастотных приложениях, в качестве тактовых схем генератора в платах микропроцессоров, а также в качестве элемента синхронизации в цифровых часах.
Кварцевые часы
Проблема традиционных часов с винтовой пружиной заключается в том, что вам нужно периодически заводить катушку.С другой стороны, маятниковые часы зависят от силы тяжести. Таким образом, они по-разному показывают время на разных уровнях моря и высотах из-за изменений силы тяжести. Однако на характеристики кварцевых часов не влияет ни один из этих факторов. Кварцевые часы питаются от батареек. Обычно крошечный кристалл кварца регулирует шестеренки, которые управляют секундной, минутной и часовой стрелками. Поскольку кварцевые часы потребляют очень мало энергии, батарея часто может работать дольше.
Фильтры
Вы также можете использовать кристаллы кварца в электронных схемах в качестве фильтров.Они часто используются для фильтрации нежелательных сигналов в радиоприемниках и микроконтроллерах. Большинство основных фильтров состоят из одного кристалла кварца. Однако усовершенствованные фильтры могут содержать более одного кристалла, чтобы соответствовать требованиям к рабочим характеристикам. Эти кварцевые фильтры намного превосходят фильтры, изготовленные с использованием ЖК-компонентов.
Заключение
От общения с близкими, живущими на разных континентах, до приготовления горячей чашки кофе — электронные устройства затрагивают практически все аспекты нашей жизни.Однако что заставляет эти электронные устройства выполнять, казалось бы, трудоемкие задачи всего за несколько минут? Крошечные электронные схемы — основа всего электронного оборудования. Чтение о различных компонентах электронной схемы поможет вам понять их функции и значение. Поделитесь своими предложениями и мнениями по этому поводу в разделе комментариев ниже.
// Эта статья изначально была опубликована на ICRFQ.
Транзисторный регулятор напряжения
(источник: Electronics World , август.1963)
ДЖОН Р. ГЁРКИ / Служба связи Хеллера
КОЛИЧЕСТВО компаний мобильной радиосвязи используют автомобильный аккумулятор и комбинация мотор-генератор для оснащения испытательного радиостенда низковольтным оборудованием, сильноточная мощность. Однако гораздо больше магазинов используют аккумуляторные батареи и зарядное устройство. Немногие компании, если таковые имеются, будут использовать обычные низковольтные блок питания, преобразующий 117-вольтовый переменный ток. линия на сильноточный постоянный ток В Причина этого в том, что обычный источник питания обычно имеет очень плохое регулирование напряжения для требований по току, которые сильно колеблются при кнопка передачи радиоприемника нажимается и отпускается.Также на выходе Импеданс источника питания обычно высокий по сравнению с сопротивлением накопителя. аккумулятор. Можно приобрести регулируемый низковольтный сильноточный источник питания, но это будет сравнительно дорого, и приложение может не гарантировать такие затраты.

——— Простой транзисторный стабилизатор серии используется вместе с обычным авторегулятором.
Комбинация автомобильного аккумулятора и зарядного устройства, вероятно, наиболее популярны у сервисных инженеров.Зарядное устройство подключено к аккумулятору а затем включается, когда радиостанция ставится на верстак для обслуживания. После радио отремонтировано и отключено от источника, разрешено зарядное устройство поработать некоторое время, чтобы снова разрядить аккумулятор.
Затем необходимо выключить зарядное устройство и отсоединить аккумулятор так, чтобы он не разряжается через блок питания. Неудобство просмотра над аккумулятором, чтобы он не перезарядился, и отключите его, чтобы не разряжается, устраняется обычным автомобилем регулятор напряжения, как будет описано.

Рис. 1. Принципиальная схема обычного тройного реле напряжения и тока. регулятор, используемый в автомобилях.
Регулятор стандартного напряжения
Стандартный регулятор напряжения (рис. 1) состоит из трех основных компонентов. Первое из них — реле отключения RL3.
Это реле нормально разомкнуто, когда двигатель работает медленно или не работает. вообще и предотвращает разряд аккумулятора обратно через генератор.Когда двигатель работает и мощность генератора начинает расти, ток идет от генератора через последовательные и шунтирующие катушки к заземляет и подает питание на реле; подключение генератора к аккумулятору. Второе реле, RL2, представляет собой вибрационный регулятор тока, который управляет выходной ток генератора с шунтовой обмоткой. Этот регулятор сохраняет токовый выход генератора в безопасных пределах, так как генератор с шунтирующей обмоткой не имеет встроенных функций ограничения тока.
Третий компонент — реле контроля напряжения вибрации, RL1. Весна натяжение якоря регулятора напряжения реле удерживает контакты закрывается, пока выход генератора не достигнет заданного напряжения. Как напряжение приближается к этому значению, ток через обмотку катушки намагничивает сердечник достаточно, чтобы опустить якорь, тем самым размыкая контакт точки. Это подключает сопротивление последовательно с обмоткой возбуждения и снижает выходное напряжение.
Биметаллический шарнир обычно используется на якоре регулятора, чтобы для размыкания точек контакта в холодную погоду потребуется большее напряжение поскольку для зарядки аккумулятора в холодных условиях необходимо более высокое напряжение.
Транзисторный регулятор напряжения
Транзисторный электромеханический регулятор напряжения — это просто обычный автомобильный регулятор, подключенный к транзисторной схеме, которая занимает место функции поля генератора.См. Рис. 2. Используется с обычным нерегулируемый источник питания или зарядное устройство и аккумулятор на 12 вольт. Реле регулятора напряжения и тока штатного регулятора управления ток возбуждения генератора путем добавления сопротивления к нормально заземленный конец цепи возбуждения. Резисторы, найденные на оригинальном регуляторе должны быть удалены в транзисторном приложении, так как реле будут теперь используется для управления базовым током силового транзистора.
Реле отключения работает в транзисторной системе так же, как и в автомобиле. Когда блок питания включен, ток течет через серийная и шунтирующая обмотки. Два результирующих магнитных поля действуют в том же направлении и добавить, чтобы потянуть вниз якорь реле, подключив аккумулятор к питанию через транзистор.
Когда источник питания отключен, напряжение батареи выше, чем напряжение питания (заряд остался в конденсаторах фильтра), обратный ток течет от АКБ к земле в шунтирующей обмотке и от АКБ к источнику питания на землю в последовательной обмотке.Эти два течения теперь будет создавать противоположные полюса в сердечнике выреза и магнитного потяните за фиксаторы якоря реле, размыкая цепь, чтобы аккумулятор не разряжать обратно через блок питания.

— Нижняя сторона радиатора транзистора, показывающая размещение базы резистор смещения. Обратите внимание на подключение к изолированной клеммной колодке.
Регулятор тока RL2 ограничивает максимальную величину протекающего тока. из источника питания.Полный ток зарядки, идущий на аккумулятор должен проходить через обмотку катушки регулятора тока. Это текущие наборы магнитное поле и натянуть якорь реле. Если текущая (и магнитное притяжение) превышает то, при котором натяжение якоря установлен, реле размыкается, отсоединяя базу транзистора от земли и отключение тока, идущего к батарее. Как только цепь в открытом состоянии, однако, поле регулятора схлопывается и реле возвращается в исходное положение.Этот, в свою очередь, снова настраивает поле и процесс повторяется от 150 до 250 раз в секунду. Это действие служит для предотвращения превышения энергопотребления. его максимальная номинальная токовая нагрузка.

Рис. 2. Схема использования последовательного транзистора.
Для удвоенного токового выхода можно использовать второй транзистор.
Регулятор напряжения RL1 регулирует максимальное напряжение на клеммах аккумуляторной батареи. Когда напряжение аккумулятора достигает некоторого заданного напряжения во время зарядки (около 15 вольт) ток в обмотке шунта создает достаточно магнитного сила тянуть якорь реле вниз против натяжения пружины.Этот открывает цепь базы транзистора и отключает зарядный ток. Когда напряжение аккумулятора немного падает, магнитное поле ослабевает. и позволяет контактам снова замкнуться. Это включает транзистор и позволяет источнику питания снова зарядить аккумулятор. Этот цикл повторяется от 50 до 200 раз в секунду, чтобы вызвать вибрацию якоря и т. удерживайте напряжение на достаточно постоянном уровне.
——-
Детали конструкции простой схемы последовательного регулятора, которая спроектирована для использования с нерегулируемым настольным питанием или зарядным устройством и аккумуляторной батареей.Занят для обслуживания мобильной радиосвязи.
———
Когда питание включено и контакты RL1 и RL2 замкнуты, около 600 мА. базовых текущих потоков; транзистор теперь «повернут» включен или насыщен. Сопротивление коллектор-эмиттер очень низкое (около 0,080 Ом) и максимальный ток коллектора (ток зарядки). Когда контакты RL1 или RL2 размыкаются из-за чрезмерного напряжения или ток, базовый ток не протекает, и транзистор «повернут» выкл. «или отрезать.Сопротивление коллектора к эмиттеру очень высокое; приближающийся состояние разомкнутой цепи.
RL1 можно регулировать в диапазоне напряжений, изменяя натяжение пружины. на реле якоря. RL2 следует отрегулировать для ограничения тока коллектора. до 10 ампер при использовании одного транзистора. Если больше зарядного тока требуется, можно подключить еще один транзистор (Q2), как показано на рис. 2 пунктирными линиями. Два транзистора могут выдерживать ток 20 ампер, обеспечивая используемый блок питания способен выдерживать 20 ампер при 16 вольт d.c.
Регулятор, показанный на фотографиях, был сконструирован для зарядного тока. 5 ампер при 16 вольт. Транзистор должен иметь коллекторный ток. номинал, достаточный для выдерживания желаемого зарядного тока. Показанный это 2N174.
Однако можно использовать силовой транзистор 2N277, 2N278 или 2N441. Четный некоторые транзисторы «по выгодной цене» могут использоваться в большинстве случаев, так как максимальное напряжение коллектор-эмиттер составляет 16 вольт или меньше.
При установке транзистора на радиатор немного силиконовой смазки. должен быть помещен между ним и радиатором для лучшей теплопроводности.Радиатор электрически соединен с коллектором транзистора. поэтому следует позаботиться о том, чтобы ничто другое с другим потенциалом не могло коротко против него.
Радиатор имеет площадь около 80 квадратных дюймов и трехконтактный барьерная планка, установленная на одном конце для подключения к эмиттеру транзистора, базовый резистор и коллектор. Резистор смещения базы помещается под радиатор с помощью изоляционной стойки, как показано на одном фотографий.Радиатор установлен вертикально под испытательный стенд. наряду с обычным автомобильным регулятором напряжения.
Электрические символы | Электронные символы
Электрические символы и символы электронных схем используются для построения принципиальной схемы.
Символы обозначают электрические и электронные компоненты.
Светодиод
Символ Название компонента Значение
Обозначения проводов
Электрический провод Проводник электрического тока
Подключенные провода Подъездной переход
Не подключенные провода Провода не подключены
Обозначения переключателей и реле
Тумблер SPST Отключает ток при открытии
Тумблер SPDT Выбирает одно из двух подключений
Кнопочный переключатель (N.O) Переключатель мгновенного действия — нормально открытый
Кнопочный переключатель (Н.З.) Переключатель мгновенного действия — нормально замкнутый
DIP-переключатель DIP-переключатель используется для конфигурации на плате
Реле SPST Реле размыкания / замыкания с помощью электромагнита
Реле SPDT
Джемпер Закройте соединение, вставив перемычку на контакты.
Паяльный мостик Припой для закрытия соединения
Наземные символы
Земля Земля Используется для опорного нулевого потенциала и защиты от поражения электрическим током.
Шасси Земля Подключен к шасси схемы
Цифровой / Общий
Символы резисторов
Резистор (IEEE) Резистор снижает ток.
Резистор (IEC)
Потенциометр (IEEE) Резистор регулируемый — имеет 3 вывода.
Потенциометр (IEC)
Переменный резистор / реостат (IEEE) Резистор регулируемый — имеет 2 вывода.
Переменный резистор / реостат (IEC)
Подстроечный резистор Предустановленный резистор
Термистор Терморезистор — изменение сопротивления при изменении температуры
Фоторезистор / Светозависимый резистор (LDR) Фоторезистор — изменение сопротивления при изменении силы света
Символы конденсаторов
Конденсатор Конденсатор используется для хранения электрического заряда.Он действует как короткое замыкание с переменным током и разомкнутая цепь с постоянным током.
Конденсатор
Поляризованный конденсатор Конденсатор электролитический
Поляризованный конденсатор Конденсатор электролитический
Конденсатор переменной емкости Регулируемая емкость
Символы индуктивности / катушки
Катушка индуктивности Катушка / соленоид, создающий магнитное поле
Индуктор с железным сердечником Включает утюг
Переменный индуктор
Символы источников питания
Источник напряжения Создает постоянное напряжение
Источник тока Генерирует постоянный ток.
Источник напряжения переменного тока Источник переменного напряжения
Генератор Электрическое напряжение создается за счет механического вращения генератора
Батарейный элемент Создает постоянное напряжение
Аккумулятор Создает постоянное напряжение
Источник управляемого напряжения Генерирует напряжение как функцию напряжения или тока другого элемента схемы.
Управляемый источник тока Генерирует ток как функцию напряжения или тока другого элемента схемы.
Обозначения счетчика
Вольтметр Измеряет напряжение. Обладает очень высокой стойкостью. Подключил параллельно.
Амперметр Измеряет электрический ток. Имеет почти нулевое сопротивление. Подключил поочередно.
Омметр Измеряет сопротивление
Ваттметр Измерители электроэнергии
Символы ламп / лампочек
Лампа / лампочка Генерирует свет при протекании тока через
Лампа / лампочка
Лампа / лампочка
Символы диодов / светодиодов
Диод Диод позволяет току течь только в одном направлении — слева (анод) направо (катод).
Стабилитрон Позволяет току течь в одном направлении, но также может течь в обратном направлении при превышении напряжения пробоя
Диод Шоттки Диод Шоттки — диод с низким падением напряжения
Варактор / варикап диод Диод переменной емкости
Туннельный диод
Светоизлучающий диод (LED) излучает свет при протекании тока через
Фотодиод Фотодиод пропускает ток при воздействии света
Символы транзисторов
Биполярный транзистор NPN Обеспечивает прохождение тока при высоком потенциале в основании (в центре)
Транзистор биполярный PNP Обеспечивает прохождение тока при низком потенциале в основании (в центре)
Транзистор Дарлингтона Изготовлен из 2-х биполярных транзисторов.Имеет общий прирост продукта каждого прироста.
JFET-N Транзистор N-канальный полевой транзистор
JFET-P Транзистор Транзистор полевой P-канальный
NMOS транзистор N-канальный MOSFET транзистор
PMOS транзистор P-канальный МОП-транзистор
Разное. Символы
Двигатель Электродвигатель
Трансформатор Измените напряжение переменного тока с высокого на низкий или с низкого на высокое.
Электрический звонок Звонит при активации
Зуммер Создавать жужжащий звук
Предохранитель Предохранитель отключается, когда ток превышает пороговое значение. Используется для защиты схемы от высоких токов.
Предохранитель
Автобус Содержит несколько проводов. Обычно для данных / адреса.
Автобус
Автобус
Оптопара / оптоизолятор Оптопара изолирует соединение с другой платой
Громкоговоритель Преобразует электрический сигнал в звуковые волны
Микрофон Преобразует звуковые волны в электрический сигнал
Операционный усилитель Усилить входной сигнал
Триггер Шмитта Работает с гистерезисом для снижения шума.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) Преобразует аналоговый сигнал в цифровые числа
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) Преобразует цифровые числа в аналоговый сигнал
Кристаллический осциллятор Используется для генерации точного тактового сигнала частоты
⎓ Постоянный ток Постоянный ток генерируется от постоянного уровня напряжения
Символы антенны
Антенна / антенна Передает и принимает радиоволны
Антенна / антенна
Дипольная антенна Двухпроводная простая антенна
Символы логических вентилей
НЕ затвор (инвертор) Выходы 1, когда вход 0
И Ворота Выходы 1, когда оба входа равны 1.
NAND Gate Выводит 0, когда оба входа равны 1. (НЕ + И)
OR Выход Выводит 1, когда любой ввод 1.
NOR Ворота Выводит 0, когда любой вход равен 1. (НЕ + ИЛИ)
Ворота XOR Выходы 1, если входы разные. (Эксклюзивное ИЛИ)
D Вьетнамки Хранит один бит данных
Мультиплексор / мультиплексор от 2 до 1 Подключает выход к выбранной входной линии.
Мультиплексор / мультиплексор от 4 до 1
Демультиплексор / демультиплексор с 1 по 4 Подключает выбранный выход к входной линии.
Как сделать простое транзисторное реле с сенсорным запуском «Страх молнии :: WonderHowTo
В этой статье я покажу вам, как сделать простой сенсорный переключатель. Это очень полезно для различных электронных проектов, от простого прикроватного светильника до сенсорной клавиатуры с плоским экраном.Схема может различаться по мощности переключения в зависимости от используемых транзисторов. Например, если вы хотите создать лампу на 120 В, которая включается при прикосновении, вам понадобятся два мощных транзистора и изолирующее реле. Однако для простого фонарика, который включается при прикосновении, потребуется всего пара стандартных NPN-транзисторов.
Материалы и инструменты
Для создания схемы вам понадобятся два стандартных NPN-транзистора, например 2N3055 или аналогичные. Также резистор 200 кОм и макетная плата для монтажа конечного продукта.Что касается инструментов, неплохо иметь мощный паяльник с острым концом, но подойдет любой. Вам также понадобится припой с флюсовым сердечником и кусачки.
Вот фотография и распиновка 2N3055:
Примечание. Этот транзистор довольно большой и предназначен для более высоких напряжений, чем NPN-транзистор меньшего размера. Однако меньшие по размеру транзисторы NPN работают нормально, если вы просто хотите включать и выключать светодиод. 2N3904 — небольшой удобный транзистор для этой цели; см. фото и распиновку ниже:
И резистор:
Схема
Схема состоит из двух NPN-транзисторов, объединенных в так называемую «пару Дарлингтона».На принципиальной схеме это выглядит примерно так:
Коллекторы соединены вместе, и эмиттер транзистора 1 подключается непосредственно к базе транзистора 2. Когда напряжение достигает точки насыщения на базе TR1, он включается. TR2, и «замыкает цепь». Однако это лишь часть полной схемы. Резистор и нагрузка также вступают в игру, как показано ниже:
В зависимости от вашего входного напряжения и транзисторов, схема должна «включать» все, что вы добавляете в схему (нагрузку).Как видно из схемы, необходимо «перекрыть» разрыв. Однако это только при питании от аккумулятора. Если цепь проходит от трансформатора к электросети, свет должен включаться простым прикосновением к резистору 200 кОм. Это потому, что ваше тело уже заземлено, когда цепь питается от сети, и замыкает цепь через сопротивление кожи.
Если вас интересуют другие электронные проекты, ознакомьтесь с Изготовление электромагнитного оружия: генератор ЭМИ и Как сделать электрошокер с подсветкой
Предупреждения
Паяльники горячие !! Не обожгись.
Не перегревайте транзисторы и резистор! Это может быть опасно.
При работе от сети не допускайте поражения электрическим током! Основное питание переменного тока — это смертельный уровень напряжения!
Я не несу ответственности за любой ущерб или вред, который вы причинили.
Хотите освоить Microsoft Excel и вывести свои перспективы работы на дому на новый уровень? Начните свою карьеру с нашего пакета обучения Microsoft Excel Premium A-to-Z из нового магазина гаджетов и получите пожизненный доступ к более чем 40 часам инструкций от базового до расширенного по функциям, формулам, инструментам и многому другому.
Купить сейчас (97% скидка)>
Другие выгодные предложения, которые стоит проверить:
Конструкция и функции классических автомобильных регуляторов напряжения
АВТО ТЕОРИЯ
Регуляторы напряжения
Как вы, возможно, помните из статьи прошлого месяца о функциях генераторов в вашем классическом автомобиле, нет никаких средств внутреннего контроля их мощности. Другими словами, чем быстрее он вращается, тем больше напряжения поступает в электрическую систему автомобиля.Если бы это не контролировалось, генератор повредил бы батарею и сгорел бы фары автомобиля. Кроме того, если генератор не был отключен от схемы автомобиля, когда он не работает, аккумулятор разрядился бы через его корпус.

Вот здесь и появляется РЕГУЛЯТОР (обычно называемый регулятором напряжения, но это только один компонент системы). За прошедшие десятилетия регуляторы претерпели множество конструктивных улучшений, но наиболее часто используемый электромеханический регулятор — это три блока управления в один тип коробки.Давайте посмотрим, как это работает …
Реле отключения
Это устройство, которое иногда называют автоматическим выключателем, представляет собой магнитный выключатель. Он подключает генератор к цепи батареи (и, следовательно, остальной части автомобиля), когда напряжение генератора достигает желаемого значения. Он отключает генератор, когда он замедляется или останавливается.
Реле имеет железный сердечник, намагниченный для опускания шарнирного якоря. Когда якорь опускается, набор точек контакта замыкается, и цепь замыкается.Когда магнитное поле нарушается (например, когда генератор замедляется или останавливается), пружина поднимает якорь вверх, нарушая точки контакта.

Очевидным видом отказа являются контактные точки. Когда они открываются и закрываются, возникает небольшая искра, которая в конечном итоге разъедает материал на точках, пока они либо не «свариваются» вместе, либо не приобретут такое высокое сопротивление, что не будут проводить ток в закрытом состоянии. В первом случае батарея разряжается через генератор за ночь, а во втором случае система не заряжается.
Регулятор напряжения
Другой набор контактных точек с железным сердечником используется для постоянного регулирования максимального и минимального напряжения. В этой схеме также есть шунтирующая цепь (шунт перенаправляет электрический поток), которая заземляется через резистор и расположена прямо перед (электрически) точками. Когда точки замкнуты, цепь возбуждения идет «легким» путем к земле, но когда точки разомкнуты, цепь поля должна проходить через резистор, чтобы добраться до земли.
Катушка возбуждения генератора подключена к одной из точек контакта регулятора напряжения.Другая точка ведет прямо к земле.
Когда генератор работает (батарея разряжена или работает несколько устройств), его напряжение может оставаться ниже того, на которое установлено управление. Поскольку ток будет слишком слабым, чтобы тянуть якорь вниз, поле генератора будет уходить на землю через точки. Однако, если система полностью заряжена, напряжение генератора будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет максимального предела, и ток, протекающий через шунтирующую катушку, будет достаточно высоким, чтобы опустить якорь и разделить точки.
Этот цикл повторяется снова и снова в реальном времени. Точки открываются и закрываются примерно от 50 до 200 раз в секунду, поддерживая постоянное напряжение в системе.
Регулятор тока
Даже если напряжение генератора регулируется, его ток может стать слишком большим. Это приведет к перегреву генератора, поэтому для предотвращения преждевременного отказа встроен регулятор тока.
По внешнему виду похожий на железный сердечник регулятора напряжения, сердечник регулятора тока намотан несколькими витками толстого провода и соединен последовательно с якорем генератора.

Во время работы ток увеличивается до заданного значения установки. В это время ток, протекающий через обмотки из толстого провода, заставит сердечник опускать якорь, открывая точки регулятора тока. Чтобы замкнуть цепь, цепь возбуждения должна пройти через резистор. Это снижает текущий выход, указывает на закрытие, вывод увеличивается, указывает на открытие, вывод вниз, указывает на закрытие и т. Д. Следовательно, точки колеблются при открытии и закрытии так же, как и точки регулятора напряжения, много раз в секунду.
Хорошие и плохие новости
Поскольку регуляторы напряжения являются механическими, их легко устранить. Если вы изучите функцию каждой из трех частей и то, как они взаимосвязаны, станет очевидно, какая часть неисправна, в зависимости от симптомов. Это означает, что любой, кто понимает, как все работает, может легко устранить проблемы. Это хорошие новости.
Плохая новость заключается в том, что зазоры между точками и давление пружины определяют пределы напряжения / тока, и их чрезвычайно трудно отрегулировать.Иногда это можно сделать на автомобиле с помощью вольтметра, но обычно лучше заменить весь блок регулятора, когда какая-то его часть выходит из строя. Заводская сборка регуляторов требовала относительно сложных измерительных приборов. Регулировка их «наощупь» — дело удачи и часто может привести к повреждению.
В целом, хорошая новость заключается в том, что регуляторы недороги и их относительно легко найти. Замена — всегда хорошая идея.
А как насчет регуляторов генератора?
Регулятор того же типа изначально использовался в автомобилях с генераторами переменного тока, и они работают примерно так же.Однако, поскольку в некоторых автомобилях использовались амперметры, регулятор тока не понадобился. Поэтому для включения обмоток статора генератора был использован «единичный» регулятор. Это был просто регулятор без секции регулятора тока.
Вскоре после этого автомобильные компании перешли на транзисторные регуляторы напряжения. Используя стабилитроны, транзисторы, резисторы, конденсатор и термистор, эти регуляторы поддерживают надлежащее напряжение и ток в системе. Их схемы работают со скоростью 2000 раз в секунду, и они чрезвычайно надежны.С другой стороны, эти регуляторы непросто ремонтировать. Их можно выбросить и заменить.
Многие «твердотельные» регуляторы устанавливаются внутри генератора и не подлежат обслуживанию, кроме возможности устанавливать пределы напряжения. Это нормально, потому что они работают очень хорошо в течение длительного времени. Чтобы проверить их работу, просто измерьте напряжение аккумулятора при выключенном двигателе, а затем при работающем. Во время работы вы должны увидеть что-то между 13 и 15 вольт. Отсутствие изменения напряжения означает, что либо регулятор, либо генератор не работают, в то время как более высокое напряжение означает, что регулятор «не регулируется должным образом».«
А как насчет перехода с генераторов на генераторы переменного тока?
Ну, это двусторонний вопрос. Мы считаем, что такие переоборудование необходимо производить, если при ремонте или капитальном обновлении автомобиля были установлены дополнительные электрические устройства. Кондиционер, электрические вентиляторы охлаждения и т. Д. Потребляют много тока, с которым не справляются старые генераторы. Генераторы обеспечивают в три раза больший ток и весят намного меньше, чем их старые аналоги.
С другой стороны, переход на генератор переменного тока повлияет на внешний вид автомобиля.Это, конечно, личный выбор, но его стоит задуматься. Очень скоро мы напишем статью о конверсии.
data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>
.
No related posts.

Символ	Название компонента	Значение
Обозначения проводов
	Электрический провод	Проводник электрического тока
	Подключенные провода	Подъездной переход
	Не подключенные провода	Провода не подключены
Обозначения переключателей и реле
	Тумблер SPST	Отключает ток при открытии
	Тумблер SPDT	Выбирает одно из двух подключений
	Кнопочный переключатель (N.O)	Переключатель мгновенного действия — нормально открытый
	Кнопочный переключатель (Н.З.)	Переключатель мгновенного действия — нормально замкнутый
	DIP-переключатель	DIP-переключатель используется для конфигурации на плате
	Реле SPST	Реле размыкания / замыкания с помощью электромагнита
	Реле SPDT	Реле размыкания / замыкания с помощью электромагнита
	Джемпер	Закройте соединение, вставив перемычку на контакты.
	Паяльный мостик	Припой для закрытия соединения
Наземные символы
	Земля Земля	Используется для опорного нулевого потенциала и защиты от поражения электрическим током.
	Шасси Земля	Подключен к шасси схемы
	Цифровой / Общий
Символы резисторов
	Резистор (IEEE)	Резистор снижает ток.
	Резистор (IEC)	Резистор снижает ток.
	Потенциометр (IEEE)	Резистор регулируемый — имеет 3 вывода.
	Потенциометр (IEC)	Резистор регулируемый — имеет 3 вывода.
	Переменный резистор / реостат (IEEE)	Резистор регулируемый — имеет 2 вывода.
	Переменный резистор / реостат (IEC)	Резистор регулируемый — имеет 2 вывода.
	Подстроечный резистор	Предустановленный резистор
	Термистор	Терморезистор — изменение сопротивления при изменении температуры
	Фоторезистор / Светозависимый резистор (LDR)	Фоторезистор — изменение сопротивления при изменении силы света
Символы конденсаторов
	Конденсатор	Конденсатор используется для хранения электрического заряда.Он действует как короткое замыкание с переменным током и разомкнутая цепь с постоянным током.
	Конденсатор
	Поляризованный конденсатор	Конденсатор электролитический
	Поляризованный конденсатор	Конденсатор электролитический
	Конденсатор переменной емкости	Регулируемая емкость
Символы индуктивности / катушки
	Катушка индуктивности	Катушка / соленоид, создающий магнитное поле
	Индуктор с железным сердечником	Включает утюг
	Переменный индуктор
Символы источников питания
	Источник напряжения	Создает постоянное напряжение
	Источник тока	Генерирует постоянный ток.
	Источник напряжения переменного тока	Источник переменного напряжения
	Генератор	Электрическое напряжение создается за счет механического вращения генератора
	Батарейный элемент	Создает постоянное напряжение
	Аккумулятор	Создает постоянное напряжение
	Источник управляемого напряжения	Генерирует напряжение как функцию напряжения или тока другого элемента схемы.
	Управляемый источник тока	Генерирует ток как функцию напряжения или тока другого элемента схемы.
Обозначения счетчика
	Вольтметр	Измеряет напряжение. Обладает очень высокой стойкостью. Подключил параллельно.
	Амперметр	Измеряет электрический ток. Имеет почти нулевое сопротивление. Подключил поочередно.
	Омметр	Измеряет сопротивление
	Ваттметр	Измерители электроэнергии
Символы ламп / лампочек
	Лампа / лампочка	Генерирует свет при протекании тока через
	Лампа / лампочка
	Лампа / лампочка
Символы диодов / светодиодов
	Диод	Диод позволяет току течь только в одном направлении — слева (анод) направо (катод).
	Стабилитрон	Позволяет току течь в одном направлении, но также может течь в обратном направлении при превышении напряжения пробоя
	Диод Шоттки	Диод Шоттки — диод с низким падением напряжения
	Варактор / варикап диод	Диод переменной емкости
	Туннельный диод
	Светоизлучающий диод (LED)	излучает свет при протекании тока через
	Фотодиод	Фотодиод пропускает ток при воздействии света
Символы транзисторов
	Биполярный транзистор NPN	Обеспечивает прохождение тока при высоком потенциале в основании (в центре)
	Транзистор биполярный PNP	Обеспечивает прохождение тока при низком потенциале в основании (в центре)
	Транзистор Дарлингтона	Изготовлен из 2-х биполярных транзисторов.Имеет общий прирост продукта каждого прироста.
	JFET-N Транзистор	N-канальный полевой транзистор
	JFET-P Транзистор	Транзистор полевой P-канальный
	NMOS транзистор	N-канальный MOSFET транзистор
	PMOS транзистор	P-канальный МОП-транзистор
Разное. Символы
	Двигатель	Электродвигатель
	Трансформатор	Измените напряжение переменного тока с высокого на низкий или с низкого на высокое.
	Электрический звонок	Звонит при активации
	Зуммер	Создавать жужжащий звук
	Предохранитель	Предохранитель отключается, когда ток превышает пороговое значение. Используется для защиты схемы от высоких токов.
	Предохранитель
	Автобус	Содержит несколько проводов. Обычно для данных / адреса.
	Автобус
	Автобус
	Оптопара / оптоизолятор	Оптопара изолирует соединение с другой платой
	Громкоговоритель	Преобразует электрический сигнал в звуковые волны
	Микрофон	Преобразует звуковые волны в электрический сигнал
	Операционный усилитель	Усилить входной сигнал
	Триггер Шмитта	Работает с гистерезисом для снижения шума.
	Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)	Преобразует аналоговый сигнал в цифровые числа
	Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)	Преобразует цифровые числа в аналоговый сигнал
	Кристаллический осциллятор	Используется для генерации точного тактового сигнала частоты
⎓	Постоянный ток	Постоянный ток генерируется от постоянного уровня напряжения
Символы антенны
	Антенна / антенна	Передает и принимает радиоволны
	Антенна / антенна	Передает и принимает радиоволны
	Дипольная антенна	Двухпроводная простая антенна
Символы логических вентилей
	НЕ затвор (инвертор)	Выходы 1, когда вход 0
	И Ворота	Выходы 1, когда оба входа равны 1.
	NAND Gate	Выводит 0, когда оба входа равны 1. (НЕ + И)
	OR Выход	Выводит 1, когда любой ввод 1.
	NOR Ворота	Выводит 0, когда любой вход равен 1. (НЕ + ИЛИ)
	Ворота XOR	Выходы 1, если входы разные. (Эксклюзивное ИЛИ)
	D Вьетнамки	Хранит один бит данных
	Мультиплексор / мультиплексор от 2 до 1	Подключает выход к выбранной входной линии.
	Мультиплексор / мультиплексор от 4 до 1	Подключает выход к выбранной входной линии.
	Демультиплексор / демультиплексор с 1 по 4	Подключает выбранный выход к входной линии.