Текст книги "Энциклопедия радиолюбителя"

Автор книги: Виктор Пестриков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 30 страниц)

Шаг 10
Радиоэлектронные устройства, полезные в быту. Сигнализаторы и индикаторы

При наличии небольшого количества радиодеталей могут быть собраны устройства, полезные в домашнем быту или на даче. Монтаж таких устройств несложен и может быть произведен при небольших навыках пайки на монтажной планке или печатной плате небольших размеров.

10.1. Карманный фонарик на аккумуляторах

Как известно в карманных фонариках для питания лампочки используют различные источники питания: гальванические элементы, аккумуляторы и небольшие электродинамические машины. Наиболее удобными считаются фонарики на аккумуляторных элементах, так как они допускают периодическую их подзарядку от осветительной сети.

Схема фонарика с питанием от аккумуляторных элементов приведена на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Принципиальная электрическая схема аккумуляторного фонарика

При включении фонарика в сеть о начале процесса подзарядки свидетельствует загорание светодиода VD2. В фонарике используется три последовательно соединенных аккумуляторных элемента типа Д-0,25. Лампочка накаливания 3,5 В на 0,15 А. В выпрямителе для зарядки аккумуляторов использованы диод типа КД102 и светодиод типа АЛ307. Конденсатор типа К73-17 на напряжение не менее 400 В. Можно использовать и диоды типа Д226, но это приведет к увеличению размеров фонарика. Все детали подзарядного устройства собираются на небольшой пластинке 35x20 мм толщиной 0,3 мм из текстолита или прессшпана. В пластине предварительно сверлят отверстия диаметром 1 мм согласно монтажной схемы. Пропустив выводы деталей в отверстия платы, скручивают их и пропаивают. Плату помещают в круглый пластмассовый корпус подходящих размеров. Примерное расположение деталей фонарика приведено на рис. 10.2. Время заряда фонарика составляет около 19 часов. Одной зарядки хватает на 2,5 часа непрерывной работы фонарика.

Рис. 10.2. Возможная конструкция аккумуляторного фонарика

10.2. Сигнализатор уровня воды в металлической емкости

Устройство позволяет проконтролировать наполнение металлической емкости водой до определенного уровня и вовремя перекрыть воду, о чем сигнализирует зажигание лампочки. Схема сигнализатора приведена на рис. 10.3.а и содержит всего один транзистор большой мощности. В момент поднятия воды в баке до заданного уровня, который определяется положением металлического электрода в баке, база транзистора VT1 получает небольшое отрицательное смещение через резистор, состоящий из сопротивления резистора R1 и массы воды, в результате чего транзистор открывается и загорается сигнальная лампочка HL1. В качестве транзистора можно использовать любой мощный кремниевый транзистор типа КТ814, КТ816 и им подобный, можно использовать транзисторы старых типов, например, германиевые транзисторы большой мощности типа П202Э, П213 и им подобные. Заметим, что соединение базы транзистора с металлическим баком должно быть хорошего качества, а электрод должен не касаться бака и крепится на изоляторе. В качестве электрода можно использовать стержень из любого металла. Питание можно осуществить как от батареек, так и от блока питания, дающего 12 В. Лампочка HL1 типа КМ-2 на 12 В и ток 105 мА. Переменный резистор R1 может быть любого типа. Собирают устройство на монтажной планке, закрепленной в герметичной пластмассовой коробочке (рис. 10.3.б). На один из боков коробочки выведены: гнездо для подключения источника питания и контактные винты для подключения проводов, идущих от электрода и бака. Во время налаживания устройства наполняют бак водой и опускают в воду металлический стержень. Вращением резистора R1, изменением глубины погружения и расстояния между электродом и стенкой бака добиваются зажигания лампочки HL1. Определив нужное положение металлического электрода, закрепляют его на стенке бака.

Рис. 10.3. Принципиальная схема (а) и монтаж на монтажной планке (б) деталей сигнализатора уровня воды в металлической емкости

10.3. Сигнализатор уровня воды в пластмассовой емкости

Конструкция предыдущего сигнализатора наполнения водой емкости содержала всего один электрод, в качестве второго использовался сам металлический бак. Если бак пластмассовый, то обычно используют два электрода, опущенных в жидкость. Схема устройства для данного случая приведена на рис. 10.4.

Рис. 10.4. Принципиальная схема сигнализатора уровня воды в пластмассовой емкости

В качестве элемента сигнализации о наполнении емкости используется светодиод VD2. Вместо указанного на схеме транзистора VT1 можно использовать любой маломощный кремниевый транзистор. Ввиду небольшого количества деталей монтируют устройство на монтажной планке, после чего все помещают в коробочку с источником питания. Электроды закрепляются на пластмассовой крышке, предусмотрев возможность изменения их длины при погружении. Налаживание заключается в определении необходимой величины погружения и расстояния между электродами, при которой зажигается светодиод. Иногда для открывания транзистора приходится подбирать величину сопротивления резистора R1.

10.4. Сигнализатор полива растений на даче

Облегчить соблюдение норм полива на дачном участке призван сигнализатор высыхания почвы, приведенный на рис. 10.5. Сигнализатор работает на том же принципе, что и предыдущие сигнализаторы, его срабатывание происходит в зависимости от величины подаваемого отрицательного смещения на базу транзистора. В сигнализаторе используется один резистор типа МЛТ-0,5, транзистор типа МП42 или ему подобный и электромагнитное реле, контакты которого включают насос и происходит полив водой участка. Электромагнитное реле К1 можно взять типа РСМ-1 или РСМ-10, главное чтобы оно срабатывало при напряжении 7…9 В. В качестве транзистора VT1 можно использовать любой маломощный германиевый или кремниевый транзистор.

Рис. 10.5. Принципиальная схема сигнализатора полива растений на даче

При использовании транзистора обратной проводимости, например, типа КТ315, полярность подключения источника питания необходимо изменить на противоположную. Устройство собирается на монтажной планке закрепленной в пластмассовом корпусе. В корпусе имеется контактный разъем для подключения батарейки типа «Крона». К одной из стенок корпуса крепится реле.

На боковой стенке устанавливается разъем для подключения металлических электродов. Налаживание сигнализатора заключается в подборе сопротивления резистора R1 и расстояния между электродами, добиваясь срабатывания реле К1.

10.5. Индикатор радиоактивности

Индикатор наличия радиоактивности собран всего на одном транзисторе, но несмотря на это имеет звуковую и световую сигнализации (рис. 10.6). По интенсивности щелчков в наушнике судят об относительном уровне радиоактивного фона. Одновременно со щелчками вспыхивает неоновая лампочка типа МН-3, что также позволяет делать определенные выводы о радиоактивном фоне. Трансформатор преобразователя напряжения намотан на ферритовом кольце типа К18 с магнитной проницаемостью М2000. Обмотка I (первичная) трансформатора содержит 4 витка провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм, обмотка II – 4 витка провода ПЭЛ диаметром 0,5 мм, обмотка III – 900 витка ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. В качестве высоковольтного диода VD1 можно использовать кремниевый диодный столб типа 2Ц102А. Транзистор VT1 может быть любой германиевый или кремниевый. В приборе можно использовать наушники с сопротивлением звуковой катушки 30…100 Ом. Питание прибора осуществляется от двух гальванических элементов типа 316 или одной батарейки типа 3336Л. Прибор содержит небольшое число деталей и поэтому его удобнее собрать в корпусе подходящих размеров, в котором закреплена и монтажная планка с распаянными радиодеталями. Настройка индикатора сводится к правильному подключению выводов трансформатора Т1 к соответствующим элементам схемы.

Рис. 10.6. Принципиальная схема индикатора радиоактивности

10.6. Корректофон

Заикание является неприятным дефектом речи. Человек как бы спотыкается, произнося слова, фразы, предложения, при этом ему приходится напряженно следить за своей речью. Наблюдения показали, что если отвлечь заикающегося человека от постоянного контроля за своей речью, то заикание становится не очень заметным.

Выполнить роль такого отвлекателя и призван корректофон. Корректофон представляет собой звуковой генератор, к которому подключены наушники. Чтобы человек не слышал свой голос, на его слух надо воздействовать звуковым сигналом определенного состава и интенсивности. Наиболее близко удовлетворяет этим требованиям так называемый «белый шум». «Белым» шум называется потому, что в нем одинаково выражены частоты всего звукового диапазона, от самых низких до самых высоких, то есть от 20 Гц до 15000 Гц. Этот диапазон полностью воспринимается человеческим ухом. Звучание «белого шума» подобно звуку горного водопада. Прослушивая через головные телефоны такие низкочастотные колебания генератора человек, страдающий заиканием лишается возможности слушать свой голос, успокаивается и меньше заикается при разговоре. Ежедневные тренировки с корректофоном могут в некоторой степени помочь в восстановлении нормальной речи. На рис. 10.7 показана схема простого корректофона на одном транзисторе VT1 типа КТ315Б.

Рис. 10.7. Принципиальная схема корректора

Имеющийся в конструкции переменный резистор R3 выполняет роль регулятора тембра и дает возможность изменять частоту генератора от 100 до 2000 Гц. Для питания прибора можно использовать три малогабаритных аккумулятора типа Д-0,06 или три гальванических элемента типа 316. Головные телефоны BF1 могут быть любого типа, желательно с большими амбушюрами, чтобы исключить попадание в ушную раковину посторонних звуков. К корректофону можно также подключить стереонаушники для плейеров и радиоприемников УКВ.

В корректофоне можно использовать любой транзистор обратной проводимости. Конденсаторы, постоянные резисторы и переменный резистор могут быть любого типа, желательно малогабаритные. В качестве выключателя SA1 применим небольшой тумблер, например, типа ПТ57.

Детали корректофона монтируются на монтажной планке, которая помещается в небольшой пластмассовый корпус и закрепляется винтами (рис. 10.8).

Рис. 10.8. Монтаж деталей корректофона на монтажной планке

Если в конструкции будет использоваться транзистор КТ315Б, то для удобства монтажа его выводы надо удлинить, припаяв к ним отрезки медного провода длиной 10 мм. Размеры корпуса должны быть такими, чтобы в нем кроме монтажной планки еще поместился отсек для элементов питания и другие крупногабаритные детали. На одной стороне корпуса крепится переменный резистор R3, выключатель SA1 и гнездо X1 для подключения наушников.

10.7. Измеритель эмоций

Профессии летчика, космонавта, испытателя космической техник требуют от человека абсолютного здоровья и высокой эмоциональной устойчивости. Определить степень эмоциональной устойчивости человека можно при помощи прибора называемого эмоциометром. В основе его работы лежит известный факт, что сопротивление определенных участков тела человека зависит от деятельности потовых желез, которыми управляет нервная система. Любое эмоциональное возбуждение или нервно-психическое напряжение заставляет потовые железы работать интенсивнее, что и обуславливает уменьшение сопротивления кожи человека. На этом и построена работа прибора – измерителя эмоций, схема которого приведена на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Принципиальная схема эмоциометра («детектора лжи»)

К гнездам XS1 и XS2 прибора с помощью изолированных проводов присоединяются специальные электроды, которые закрепляются на теле человека. Электроды крепят на тех участках тела, где содержится максимальное количество потовых желез. Удобным является крепление электродов на кисти руки, один электрод прикладывается к ладони, а другой – к ее тыльной стороне. После присоединения электродов к телу переменным резистором R1 устанавливают ток во внешней цепи, например, через руку человека.

Величина тока может колебаться в пределах 20…50 мКА. Контроль этого тока проводят по микроамперметру РА1. Регистрация изменения тока, связанного с эмоциональным возбуждением, производится микроамперметром РА2, включенным по мостовой схеме, а также может проводиться по самописцу, подключенному к разъемам Х3 и Х4. Для питания прибора можно использовать отдельный блок питания на 9 В или гальванические элементы, например, 6 штук элементов 373.

В приборе используются такие радиодетали: микроамперметры PA1 – М494 на 100 мкА, РА2 – М592 на 50 мкА с нулем по середине шкалы. Можно использовать и другие измерительные приборы с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Транзистор VT1 типа МП39…МП42 или любой исправный транзистор прямой проводимости с обратным током коллектора не более 5 мкА. Постоянные резисторы типа MЛT, переменные резисторы любого типа, желательно с обратной логарифмической зависимостью (В).

Все детали прибора монтируются в металлическом корпусе размером 80x120x250 мм (рис. 10.10). Транзистор VT1 вместе с постоянными резисторами монтируют на монтажной планке, к контактам которой припаивают также концы изолированных проводов, идущих от приборов РА1, РА2, переменных резисторов Rl, R5 и разъемов для подключения электродов, самописца и блока питания.

Рис. 10.10. Общий вид эмоциометра и установка электродов на руке

Электроды представляют собой металлические диски диаметром 10…20 мм и толщиной 2…5 мм, которые вырезают из листа цинка, серебра или посеребренной фольги. Диски амальгируют, покрывают пастой из каолина, замешанного на насыщенном растворе сернокислого цинка. Каолин можно купить в аптеке. После этого электроды обматывают марлей смоченной в физиологическом растворе. Для приготовления физиологического раствора берут стакан воды и размешивают в нем столовую ложку обычной пищевой соли.

Эмоциональную устойчивость человека с помощью данного прибора определяют следующим образом. Испытываемого устраивают в – лежачее или сидячее положение в затемненной комнате. Электроды смачивают в физиологическом растворе и закрепляют на руке бинтом. С помощью переменного резистора R5 стрелку прибора РА2 устанавливают на «0». Переключателем SA1 устанавливают определенную чувствительность прибора. Чувствительность прибора наибольшая, когда контакты переключателя SA1 замкнуты, то есть резистор R4 закорочен. При разомкнутых контактах SA1 чувствительность прибора уменьшается в 5 раз. Когда все настройки произведены, то через 1–2 минуты после появления раздражителя, стрелка прибора РА2 начинает смещаться на некоторую величину, а самописец фиксировать время реакции человека на раздражитель. Раздражителем при испытаниях может быть свет, звук, прикосновение к телу, а также устные вопросы к испытываемому, носящие провокационный характер. Если у человека хорошая эмоциональная устойчивость, отклонения стрелки будут незначительными, а самописец будет чертить плавную кривую без пиков.

По существу данный прибор представляет собой простейший вариант «детектора лжи». Если составить определенным образом ряд вопросов к испытываемому и попросить его давать однозначные ответы «да» или «нет» на задаваемые вопросы, то в результате самописец начертит соответствующую кривую. Расшифровка такой кривой заключается в выявлении на кривой всплесков (пиков или горбов) и сопоставлении их со временем задавания вопросов. По известному времени и определяют вопросы, которые вызвали раздражение и заставили задуматься испытываемого. Характер вопросов, вызвавших раздражение и позволяет сделать соответствующий вывод о причастности или непричастности человека к какому-нибудь делу.

Шаг 11
Реле времени и сторожевые устройства

Реле времени, как известно, используют для автоматического отсчета интервалов времени, такое устройство полезно иметь в быту, особенно на кухне, при изготовлении различных блюд. Простейшее сторожевое устройство призвано оградить дачный участок или дом от незванных гостей. Устройства не содержат дефицитных деталей и могут быть изготовлены при желании самостоятельно.

11.1. Реле времени

Реле времени, схема которого изображена на рис. 11.1, собрано на одном мощном кремниевом транзисторе типа КТ814А. Вместо указанного на схеме типа транзистора VT1 можно использовать КТ818 с любой буквой, а также старого типа, например, П202 или П213. Установку выдержки времени производят с помощью резисторов R1 и R2, при этом выдержки времени получаются от 1 до 60 секунд.

Рис. 11.1. Принципиальная схема реле времени

Устройство работает следующим образом. После нажатия кнопки SA1 происходит заряд конденсатора С1 до величины напряжения источника питания. Отжатие кнопки приводит к разряду конденсатора С1 на цепь, состоящую из резисторов R1…R4, участка транзистора база-эмиттер и резистора R5. И как видно из схемы время разряда определяется указанными элементами. Разрядный ток конденсатора, протекающий через транзистор, вызывает увеличение тока коллектора и приводит к срабатыванию реле К1, контакты которого включают сигнал, извещающий о начале установленного интервала времени. По прошествии установленного интервала времени ток разряда конденсатора уменьшается, что приводит к уменьшению коллекторного тока транзистора и возвращению реле в исходное состояние. В схеме резистор R2 обеспечивает выдержку 1…10 с, R1 – свыше 60 с. Если подобрать сопротивления, входящих в схему резисторов, то можно получить другие необходимые интервалы времени. Реле К1 типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.302) с током срабатывания 22 мА и рабочее напряжение 24…36 В. Кнопка SA1 может быть любого типа, лишь бы устройство замыкания контактов отвечало схеме реле. Налаживание устройства заключается в установке тока срабатывания реле изменением резисторов, входящих в схему. Перед наладкой реле делают круглые шкалы для переменных резисторов R1 и R2, на которых в процессе налаживания наносят времена выдержек.

11.2. Сторожевое устройство с датчиком в виде провода

Данное сторожевое устройство относится к контактному типу. Оно срабатывает при размыкании контактов, устанавливаемых на охраняемом объекте. В данном случае на вход устройства XS1 подключена тонкая проволока, которая проложена вокруг объекта. При обрыве проволоки происходит срабатывание реле K1, контакты КМ которого и включают сигнализирующее устройство. Схема сторожевого устройства приведена на рис. 11.2. Монтаж устройства несложен и производится на монтажной планке. Все устройство помещается в корпус, в котором имеется отсек питания и гнезда SA1 для подключения охранного провода.

Рис. 11.2. Принципиальная схема сторожевого устройства с датчиком в виде провода

Налаживание сторожевого устройства заключается в установке переменным резистором R1 тока срабатывания реле, когда не подключен охранный проводник. Реле К1 может быть типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.300) или ему подобное на рабочее напряжение 7… 15 В. В качестве датчика, сигнализирующего об опасности, можно использовать систему контактов, которые замыкаются при надавливании на них. Контакты можно установить, к примеру, на стекле двери, а в качестве сигнализатора использовать электрический звонок, подключенный к срабатывающим контактам реле. Если стекло разбить, контакты разомкнутся, сработает реле и зазвенит звонок.

11.3. Сторожевое охранное устройство с контактными датчиками

Простое сторожевое устройство охранной сигнализации с использованием датчиков, в роли которых используются микропереключатели типа МП-I, которые размыкаются при надавливании на них, приведено на рис. 11.3. В это время срабатывает реле К1 и своими контактами включает систему сигнализации, сирену или звонок. Датчики устанавливаются на окнах, дверях жилых и служебных помещений. Они крепятся к стеклу со стороны выключающей кнопки. В устройстве могут быть использованы реле К1 типа РЭС-10 или РЭС-15. В схеме транзистор VT1 можно взять любой, в зависимости от типа его проводимости необходимо соответствующим образом подключать питание. Питается устройство от любого источника с напряжением от 9 до 18 В. Монтаж устройства может быть проволочным или с использованием печатной платы. В табл. 11.1 приведены основные характеристики микропереключателей типа МП.

Рис. 11.3. Принципиальная схема сторожевого охранного устройства с контактными датчиками

_{Минимальная величина коммутируемого напряжения для МП-1…МП-11 в пределах 3 В, для МП-12 в пределах 0,5 В. Меньшая величина напряжения недопустима, т. к. контакт будет ненадежен.}

_{Полное сопротивление контактной пары не более 0,05 Ом. Частота коммутируемого переменного тока 50…400 Гц.}

_{Время срабатывания контактов не более 0,01 с.}

_{Микропереключатель МП-12 предназначен для коммутации постоянного и импульсного напряжений. Частота повторения импульсов не более 500 Гц.}

Внешний вид переключателей типа МП (к табл. 11.1)