Два устройства для аварийной защиты от превышения сетевого напряжения

Наиболее опасным для электроприборов и радиоаппаратуры является аварийное повышение сетевого напряжения. Это может случиться при обрыве из-за сильного ветра открытой воздушной проводки в линии электропередач и замыкании одного из фазных проводов на нулевой. При этом в сети некоторое время может действовать напряжение до 380 В. Включенные лампочки лопаются, а все остальные радиоэлектронные устройства выходят из строя. Наиболее вероятно такое в сельской местности или на даче, хотя были случаи и в городе. Несмотря на то, что случается такое очень редко, от этого не легче тем, кто пострадал.

Стоящие на сетевом вводе в квартиру плавкие предохранители или электромеханические автоматы срабатывают только при превышении заданного тока (обычно при коротком замыкании в цепи). А ток в цепях значительно возрастает уже в случае повреждения электроприборов и радиоаппаратуры. Это объясняется тем, что при повышении сетевого напряжения на 50% рассеиваемая мощность в потребителях энергии увеличиваются более чем в 2 раза (Р=U^2/R).

Многие из бытовых электроприборов (электронагреватели, осветительные лампы, холодильник и др.) не боятся пониженного в сети напряжения. Для них в основном и предназначены приводимые ниже две схемы. Они срабатывают только при возрастании питающего напряжения выше заданного порога и отличаются по своему быстродействию, а значит и области применения.

Самая простая схема, которая может обеспечить защиту ламп освещения или нагревателей в случае аварийного повышения напряжения в сети, показана на рис. 1.1. В исходном состоянии номинал резистора R1 выбирается так, чтобы реле К1 было отключено. Через группы нормально замкнутых контактов К1.1, К1.2 напряжение поступает в нагрузку.

В качестве реле К1 могут быть использованы почти любые на рабочее напряжение обмотки 220 В и меньше (допустимый ток через контакты должен быть не менее 3...5 А, например из серии РПУ). Величина сопротивления резистора R1 зависит от сопротивления обмотки реле, а также его конструкции (подбирается так, чтобы К1 могло сработать при повышении действующего напряжения в сети выше 260 В). При срабатывании реле цепь нагрузки разомкнется, а дополнительный резистор R2 группой контактов К1.2 будет подключен. Резистор R2 позволит реле устойчиво удерживаться во включенном состоянии. От его величины зависит, при каком уровне пониженного напряжения реле вернется в исходное состояние (отключится).

Для того чтобы исключить дребезг контактов К1.1 при приближении напряжения к пороговому значению, потребуется подогнуть контакты К1.2 так, чтобы они срабатывали раньше, чем К1.1.

Недостатком этой схемы является низкая скорость срабатывания, из-за чего она не может надежно защитить не инерционные бытовые приборы и радиоаппаратуру.

Большую скоростью срабатывания защиты обеспечивает вторая схема, рис. 1.2. Она питается непосредственно от сети и должна быть подключена в дежурном режиме постоянно. Устройство отличается от опубликованных аналогов [Л2] малым потребляемым током в дежурном режиме — около 2 мА, а при срабатывании защиты — не более 100 мА.

В исходном состоянии реле К1 не включено и на конденсаторе С1 накапливается энергия за счет его заряда от сети через резистор R2. При этом напряжение на С1 превысит необходимое номинальное для работы реле на 30...50%. Это позволяет ускорить срабатывание репе. Стабилитрон VD1 ограничивает величину напряжения на конденсаторе С1 уровнем 33 В (без него напряжение может достигать 340 В).

При увеличении напряжения в сети, как только оно превысит на резисторе R5 порог открывания стабилитрона VD3 — открываются транзистор VT1 и тиристор VS1. За счет накопленной на конденсаторе С1 энергии срабатывает реле К1. Группа контактов К1.1 подключает резистор R1 параллельно с R2. Проходящий через него ток позволяет удерживать реле во включенном состоянии после срабатывания, когда конденсатор разрядится через обмотку реле.

Здесь используется особенность электромагнитных реле — для удержания контактов во включенном состоянии требуется меньший ток, чем для включения. Поэтому включение выполняется при повышенном напряжении, а удержание осуществляется минимально необходимым — это примерно 18 В для типа ТКЕ54.

Отключение нагрузки выполняют группы нормально замкнутых контактов реле К1 (они включены параллельно для увеличения допустимого проходящего тока).

Конденсатор С2 предотвращает срабатывание защиты от кратковременных помех в сети.

Индикатором срабатывания защиты является свечение свето-диода HL1. Диод VD8 предохраняет светодиод от воздействия высокого обратного напряжения.

В случае срабатывания защиты вернуть схему в исходное состояние можно, нажав на кнопку "сброс" (SB1).

В схеме использованы детали: резистор R1 типа ПЭВ на 25 Вт, а остальные — постоянные резисторы типа МЛТ с соответствующей мощностью рассеивания (она указана на схеме). Подстроечный резистор R5 типа СП5-16А-1 Вт. Конденсаторы С1 типа К50-35, С2 — К10-17. В качестве диодов VD1, VD2, VD5...VD7 подойдут любые выпрямительные на ток 0,5 А и обратное напряжение не менее 400 В. Транзистор VT1 КТ3102 можно заменить на КТ315 или КТ312. Стабилитрон VD3 заменяется любым из серии прецизионных с напряжением стабилизации 6,6...9,1 В, VD4 на КС533А.

Светодиод HL1 подойдет любой из серии КИПД или АЛ310А. Вместо светодиода удобно применять также неонку.

Тиристор VS1 можно использовать из серий Т112 или Т122, например Т122-20-6 (последняя цифра в обозначении указывает класс допустимого обратного напряжения и в данной схеме значения не имеет).

Реле К1 может быть типа ТКЕ54ПОД или более современное из серии РНЕ44. Такие реле допускают коммутацию напряжения 220 В и позволяют пропускать через свои контакты ток более 10 А, а при параллельном их соединении еще больше.

Все элементы на схеме, выделенные пунктиром, кроме реле К1, расположены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1.5...3 мм с размерами 85х50 мм, рис. 1.3.

Для настройки устройства потребуется ЛАТР, позволяющий увеличивать напряжение на входе схемы до 260 В. Уровень повышенного сетевого напряжения, при котором срабатывает защита, устанавливается резистором R5. Номинал резистора R6 зависит от типа используемого светодиода HL1 и подбирается для получения нужной яркости свечения индикатора.

Автоматическая защита сетевой радиоаппаратуры

По ГОСТу сетевая радиоаппаратура должна сохранять работоспособность при изменении питающего напряжения в диапазоне 187...242 В (220 В +10-15%). В городской сети напряжение в течении дня может сильно отличаться от номинала 220 В. Это часто бывает в зимний период, когда подключаются мощные потребители энергии, например электронагреватели, и напряжение в сети "просаживается" до границы нижнего допуска. Особенно не любят снижения напряжения ниже допустимой величины (187 В) импульсные источники питания телевизоров, видеомагнитофонов, персональных компьютеров, а приведенные в предыдущей статье устройства не защищают радиоаппаратуру от пониженного напряжения в сети.

Как показывает практический опыт, имеющиеся в продаже простейшие отечественные сетевые фильтры типа "Пилот" и аналогичные импортные блоки (даже с индикацией нахождения напряжения в допустимом интервале) не обеспечивают сохранности аппаратуры в случае отклонения сетевого напряжения за допуск. Сетевые фильтры

борются только с кратковременными выбросами и помехами, а стоят неоправданно дорого. По этой причине пришлось заняться изготовлением собственного устройства, которое сможет следить постоянно за состоянием напряжения в сети и вовремя спасет радиоаппаратуру.

Приведенная на рис. 1.4 и 1.5 схема позволяет быстро (за 4...10 мс) автоматически отключить радиоаппаратуру или любую другую нагрузку от сети в случае отклонения напряжения за допустимый диапазон.

Блок защиты был изготовлен для питания персонального компьютера и используемых совместно с ним устройств, поэтому внутри содержит также фильтр от сетевых помех (элементы С1...СЗ и Т1). Применение сетевого фильтра не будет лишним для питания любой

радиоаппаратуры. Кроме того, схема обеспечивает защиту подключенной радиоаппаратуры от прерывистого исчезновения напряжения. Так, например, компьютер рекомендуется повторно включать не раньше чем через 15...30 с— когда внутри него закончатся все переходные процессы в источнике питания и других узлах.

Электрическая схема устройства состоит из источника питания для схемы управления выполненного на трансформаторе Т2, стабилизатора напряжения DA1, компараторов (DA2, DA3) контроля уровня напряжения и узла задержки на микросхеме (DD1). Применение компараторов позволяет с высокой точностью настроить необходимые пороги срабатывания защиты, а схема задержки, собранная на КМОП триггерах (DD1.1 и DD1.2), исключает дребезг срабатывания реле в случае, если сетевое напряжение находится на границе срабатывания защиты.

Устройство включается переключателем SA1. Переменное напряжение, снимаемое со второй обмотки (22-23) трансформатора Т2, используется для контроля уровня напряжения. Оно преобразуется в постоянное (VD7) и через делитель R8-R7 подается на входы компараторов DA2/2, DA3/3. Их пороги срабатывания устанавливаются: на превышение допустимого напряжения резистором R4, а на снижение — подстройкой R6.

В компараторах используются эмиттерные выходы внутренних транзисторов, что обеспечивает их совместную работу на одну нагрузку — R10. На резисторе R10 будут появляться импульсы или положительное напряжение (уровень лог. "1" для триггеров DD1) в момент нахождения сетевого напряжения на уровне порога или за его пределами.

Узел задержки включения работает следующим образом. Если сетевое напряжение находится в пределах допуска — на R10 будет нулевой уровень. При первоначальном включении цепь из С7 и R10 за счет тока, проходящего при зарядке С7, формирует короткий импульс начальной установки триггера DD1.2 (на выходе DD1/1 при этом будет лог. "0"). Аналогичная цепь из элементов C9-R11 формирует более широкий импульс на входе DD1/8 (на DD1/13 появится лог. "1"). Как только через резистор R12 зарядится конденсатор С8 (появится лог. "1" на входе R) — триггер DD1.1 вернется в исходное состояние (DD1/12 — "1", DD1/13 — "О"). При этом положительный фронт импульса на входе DD1/3 (при наличии уровня лог. "1" на DD1/5) переключит триггер DD1.2 и на выходе DD1/1 появится лог.

"1". При этом реле К1 включится и своими контактами К1.1-К1.2 подаст сетевое напряжение в нагрузку.

Если же сетевое напряжение находится на краю допуска или за его пределами — в момент включения схемы (SA1) на резисторе R10 будут присутствовать соответственно импульсы или лог. "1" и на выходе DD1/13 появится лог. "0". В этом случае триггер DD1.2 не включит репе.

При изготовлении устройства использованы детали: постоянные резисторы типа МЛТ; подстроенные R4, R6 типа СПЗ-19а; конденсаторы С1...СЗ типа К42У-2 на 630 В; С4 — К52-11 на 32 В; С5, С6 — типа К50-35 на 25 В; С7...С9 — К10-17. Можно отметить, что схема не критична к выбору номиналов элементов и для ее сборки могут применяться резисторы и конденсаторы ближайших значений из ряда.

Так как КМОП микросхемы обладают малой нагрузочной способностью, для включения реле используется транзистор VT1 с большим коэффициентом усиления. Его можно заменить на КТ972.

Светодиоды HL1, HL2 подойдут любые из серии КИПД.

Конструктивно все элементы схемы блока управления А1 расположены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1...3 мм с размерами 85х60 мм, рис. 1.6. Плата имеет три объемных перемычки, что делает проще ее изготовление (разводку проводников).

Для удобства соединения платы с внешними цепями установлен разъем Х1 типа МРН14 (на печатной плате вилка). Гнезда XS1...XS3, так же как и сетевая вилка ХР1, должны соответствовать евростандарту, а число гнезд может быть увеличено до нужного количества.

Реле К1 типа ТКЕ54ПОД или более современные из серии РНЕ44. Если блок будет использоваться только для питания компьютерных устройств, то может быть использовано также реле типа РЭН33.

Трансформатор Т1 является дросселем и изготавливается самостоятельно на броневом магнитопроводе типоразмера ШЛ25х20 (сечение железа в месте расположения обмоток 25х20 мм). Обе обмотки содержат по 60...70 витков проводом ПЭЛ-2 диаметром 0.8...1,0 мм. А для того чтобы обеспечить симметричность обмоток — число витков в них должно быть одинаковым. Намотка выполняется на каркасе со средней перегородкой, рис. 1.7. Перегородка позволя-

ет исключить пробой изоляции между проводами обмоток. Такой дроссель фильтра дает возможность подключать к гнездам XS1...XS3 нагрузку с общей мощностью до 2 кВт.

Трансформатор Т2 взят унифицированный типа Уа4.709.066 (ОСТ 25-99-71), но подойдут и многие другие из серии ТПП с напряжением во вторичных обмотках: (12-13) — 20...24 В (0,2 А) и (22-23) — 5...7 В (0,01 А). Его мощность должна быть не меньше 9 Вт.

Вся схема блока защиты потребляет от сети ток не более 30 мА.

При желании в устройстве легко можно сделать автоматическое отключение (в случае аварийной ситуации) не только внешней нагрузки, но и самой схемы блока защиты. Для этого потребуется внести в схему изменения, приведенные на рис. 1.8. Вместо переключателя SA1 устанавливаем кнопки SB1 и SB2, а также подключаем одну свободную группу контактов реле К1.3, как это показано на

Трансформатор Т2 взят унифицированный типа Уa4.709.066 (ОСТ 25-99-71), но подойдут и многие другие из серии ТПП с напряжением во вторичных обмотках: (12-13) — 20...24 В (0,2 А) и (22-23) — 5...7 В (0,01 А). Его мощность должна быть не меньше 9 Вт.

Вся схема блока защиты потребляет от сети ток не более 30 мА.

При желании в устройстве легко можно сделать автоматическое отключение (в случае аварийной ситуации) не только внешней нагрузки, но и самой схемы блока защиты. Для этого потребуется внести в схему изменения, приведенные на рис. 1.8. Вместо переключателя SA1 устанавливаем кнопки SB1 и SB2, а также подключаем одну свободную группу контактов реле К1.3, как это показано на

напряжение, пропорциональное току в нагрузке. Это напряжение выпрямляется диодным мостом (VD1) и поступает через резистор R5 на управляющий электрод тиристора VS2. Если данное напряжение достигнет уровня, необходимого для срабатывания тиристора VS2, он откроется. В этом случае VS2 через диод VD2 закорачивает цепь заряда конденсатора С2 и автогенератор перестанет работать. Когда импульсы, управляющие коммутатором VS1, пропадут — нагрузка отключится и начнет светиться индикатор (HL1) работы защиты.

В этом состоянии схема может находиться долгое время и чтобы вернуть ее в исходное, необходимо нажать кнопку SB1. А с помощью кнопки SB2 нагрузку можно при необходимости отключить вручную. Общим выключателем является также SA1.

Чувствительность срабатывания схемы можно плавно регулировать при помощи резистора R3. Конденсатор С1 предохраняет от срабатывания защиты при кратковременных помехах в сети.

Токовый трансформатор Т1 потребуется изготовить самостоятельно. Для намотки удобно использовать каркас и магнитопровод от любого трансформатора, применяемого в старых отечественных телефонах. Подойдет магнитопровод из железа или феррита М2000НМ типоразмера Ш5х5 (в месте расположения катушки у него сечение 5х5 мм). При этом обмотка 3-4 выполняется проводом ПЭЛ диаметром 0,08 мм и содержит 3000...3400 витков. Последней наматывается обмотка 1-2 проводом ПЭЛ-2 диаметром 0,82...1,0 мм — 30...46 витков.

Импульсный трансформатор Т2 выполнен внутри броневого магнитопровода типоразмера Б14 из феррита с магнитной проницаемостью М2000НМ. Его конструкция показана на рис. 1.43. В центре сердечника необходимо обеспечить зазор 0,1...0,2 мм, что исключит его намагничивание в процессе работы. Обмотка 1 содержит 80 витков, 2 — 40 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,1...0,12 мм.

В схеме использованы детали: подстроенный резистор R3 типа СПЗ-19а, остальные резисторы любого типа; конденсаторы С1, СЗ типа К50-35 на 25 В; С2 и С4 — К73-17В на рабочее напряжение не менее 63 и 400 В соответственно. Кнопки SB1, SB2 и светодиод HL1 подойдут любые миниатюрные.

Настройку схемы лучше начинать с проверки работы автогенератора собранного на транзисторе VT1. Для этого удобно питание подавать не от сети, а использовать внешний источник постоянного напряжения 15...20 В, подключив его в точки а-б.

При работе автогенератора на конденсаторе С2 должно быть напряжение, форма которого показана на рис. 1.10. Если таких импульсов нет, то может потребоваться подбор номинала резистора R2.

Срабатывание тиристора VS2 при нажатии на кнопку SB2 должно фиксироваться. Если светодиод HL1 постоянно не светится

после отпускания кнопки — надо уменьшить номинал резистора R4 для увеличения тока, необходимого, чтобы удерживать V32 в открытом состоянии.

Проверить работу устройства можно, подключив к гнездам XS1 лампу и стрелочный вольтметр. Прежде всего необходимо убедиться в том, что симистор VS1 полностью открывается (измерив напряжение на лампе). Если это не так, то нужно поменять местами выводы в любой из обмоток импульсного трансформатора Т2.

Схему электронного предохранителя можно упростить, убрав токовый трансформатор Т1, а вместо его обмотки 1-2 использовать резистор (R10) с маленьким сопротивлением (0,2...0,3 Ом) и диод, рис. 1.11. Величина сопротивления R10 подбирается под нужный ток защиты. Но в этом случае схема защиты будет работать на одной полуволне сетевого напряжения, что, естественно, может снизить быстродействие при отключении нагрузки.

При использовании схемы следует учитывать, что некоторые потребители энергии, например лампы, импульсные источники питания, электромоторы и некоторые другие, в момент включения дают бросок тока. В этом случае порог срабатывания защиты надо увеличивать или, что будет значительно лучше, принять меры по уменьшению броска тока в нагрузке. Например, для лампы освещения можно обеспечить режим плавного увеличения напряжения при включении. Это не только продлит ее срок службы, но и уменьшит помехи в сети.

Простейший способ уменьшения броска тока при включении лампы — применение защитных терморезисторов с отрицательным

температурным коэффициентом сопротивления. В настоящее время такие резисторы, например из серии ТР-15, выпускает отечественная промышленность. Эти резисторы позволяют сглаживать пусковые броски тока в лампах накаливания, кинескопах, импульсных источниках питания, электромоторах и других устройствах в 5...10 раз. В рабочем режиме торморезисторы нагреваются проходящим через них током до температуры 150...200"С. При этом они уменьшают свое сопротивление более чем в 100 раз.

Так, например, для защиты ламп накаливания мощностью 100...200 Вт подойдет терморезистор типа ТР-15-470-1,6 (номинальное сопротивление при 25°С — 470 Ом, а в прогретом состоянии 4,3 Ом). Для мощности лампы 25...100 Вт — ТР-15-1000-1,6 (номинальное сопротивление при 25°С — 1000 Ом, в прогретом состоянии 9,2 Ом).

Регуляторы мощности для активной нагрузки

При эксплуатации сетевого паяльника, осветительной лампы, электронагревателей и ряда других потребителей энергии, удобно иметь возможность управлять поступающей на них мощностью. Для таких устройств, как правило, не требуется иметь регулировку подаваемого напряжения от нуля. Ведь паять холодным паяльником невозможно, а у осветительной лампы при малом напряжении отчетливо заметен мерцающий эффект, что утомляет зрение.

На рис. 1.12 приведена схема простого электронного регулятора, работающего на одной полуволне сетевого напряжения. За счет этого она обеспечивает регулировку напряжения в диапазоне 110...215 В.

Если тиристор VS1 полностью закрыт, в нагрузку через диод VD1 будет проходить только один полупериод сетевого напряжения. Для открывания тиристора на его управляющий электрод поступают короткие импульсы. Их вырабатывает автогенератор, собранный на однопереходном транзисторе VT1. Частота импульсов такого генератора синхронизирована с частотой сети за счет пульсирующего напряжения питания на VT1. А сами импульсы имеют фазовый сдвиг относительно момента времени перехода сетевого напряжения через "0". Величина сдвига зависит от номиналов конденсатора С1 и резисторов R5-R6. Регулируя R6, можно менять момент открывания тиристора, а значит и действующее выходное напряжение в нагрузке (форма напряжения для активной нагрузки значения не имеет).

При настройке схемы может потребоваться подбор резистора R5 с таким расчетом, чтобы при нулевом сопротивлении R6 в нагрузку поступало максимальное напряжение.

В схеме применены детали: резисторы типа МЛТ или аналогичные (их мощность указана на схеме); конденсатор С1 типа К10-17.

Диод VD1 заменяется любым на ток не менее 3...5 А, например КД257Б; VD2 — на ток до 100 мА. Тиристор VS1 можно использовать Т122-25-6 или Т112-10-6, Т112-16-6.

Максимальная мощность подключенной нагрузки к регулятору определяется допустимым током через диод VD1 и тиристор VS1 (их лучше выбирать с двойным запасом по току). Для схемы с указанными на ней элементами мощность нагрузки Рнагр=500 Вт (в этом случае теплоотвод для силового коммутатора VS1 не нужен). При установке диода VD1 на больший ток мощность нагрузки можно увеличить до 2 кВт.

Для монтажа элементов схемы приведена топология печатной платы, рис. 1.13.

Схема, показанная на рис. 1.14, работает аналогично описанной выше, но при включении, когда регулятор R5 установлен в положение на максимальное выходное напряжение, за счет применения дополнительных элементов VT2, VT3 и С2 обеспечивает ступенчатое увеличение яркости в течении 1...2 с. Процесс прогрева нити накала лампы инерционен и увеличение его времени снижает импульсную перегрузку.

Электронный регулятор для электроинструмента с плавным пуском

Удобным, а иногда и просто необходимым, элементом современного электроинструмента, такого как электродрель, электропила, болгарка, электролобзик, электромясорубка и многих других, является регулятор скорости вращения электромотора. В самых дешевых моделях таких регуляторов нет вообще, а в дорогих устанавливаются простейшие миниатюрные встроенные в ручку. Габариты такого устройства не позволяют обеспечить необходимый запас по мощности и при интенсивной работе или заклинивании инструмента они часто выходят из строя.

Кроме того, мощный электроинструмент имеет большие пусковые токи, что вредно не только для самого инструмента, но и для других подключенных к сети электроприборов из-за возникающих при этом помех. Чтобы пусковой ток снизить, необходим электронный регулятор с режимом плавного возрастания питающего напряжения при включении.

Чем лучше заменить вышедший из строя регулятор? В литературе приведено много разных схем электронных регуляторов, но среди них довольно редко встречаются схемы, обеспечивающие режим плавного возрастания выходного напряжения. А те из них, в которых такой режим имеется [Л4, Л5], для питания электроинструмента не удобны. Это объясняется тем, что, как правило, в них плавность нарастания напряжения обеспечивается при помощи заряда конденсатора. Этот конденсатор также медленно разряжается. И если при работе с электроинструментом приходится его часто включать-выключать, то такой регулятор не обеспечивает плавного пуска мотора из-за инерционности.

Всех этих недостатков лишена электрическая схема, приведенная на рис. 1.15. Она обеспечивает плавный пуск мотора, а также плавную регулировку скорости в широких пределах. Кроме того, данная схема практически не имеет инерционности, т.е. при повторном включении сразу после отключения выходное напряжение все равно будет постепенно плавно возрастать.

Устройство выполняется в виде отдельной приставки, через которую питается электроинструмент. Это позволяет сделать его универсальным — обеспечивается возможность подключения нагрузки

мощностью до 5...10 КВт. Включается схема в работу при помощи кнопки на самом инструменте, что удобно при эксплуатации.

Схема работает следующим образом. Регулировка поступающего в нагрузку напряжения выполнена за счет изменения угла открывания оптронного симистора VS1. При этом управляющие открыванием коммутатора (VS1) импульсы формирует автогенератор, собранный на элементах VT1-C1-R3-R1 (в установившемся режиме полевой транзистор VT2, стоящий в цепи заряда С1, полностью открыт и имеет маленькое сопротивление сток-исток).

Открывающие силовой оптронный симисторный коммутатор импульсы синхронизированы с частотой сети за счет пульсирующего напряжения питания, подаваемого на автогенератор. А момент времени их формирования зависит от положения регулятора R1.

Для открывания симистора при любой окружающей температуре через его внутренний светодиод должен проходить ток не менее 80...100 мА. Использование однопереходного транзистора позволяет иметь источник питания схемы управления небольшой мощности, так как необходимая для открывания симистора энергия накапливается на конденсаторе С1 и отдается в течении короткого импульса.

Режим плавного пуска при включении обеспечивается с помощью счетчика на микросхеме DD1 за счет изменения сопротивления сток-исток полевого транзистора VT2. В начальный момент на вход "С" микросхемы DD1 через резистор R8 поступают импульсы сетевой пульсации. На выходах счетчика будут последовательно появляться уровни лог. "1". Это напряжение суммируется с установленным под-строечным резистором R14 уровнем. После того, как лог. "1" появится на выходе DD1/15, через диод VD3 сигнал поступит и на DD1/10. При этом микросхема DD1 перестает считать импульсы и зафиксируется в таком состоянии.

Схема настраивается так, чтобы транзистор VT2 был при этом полностью открыт, а микросхема в дальнейшем на работу устройства влияния не оказывала.

Для того чтобы при повторном включении устройства обеспечить работу счетчика с нуля — цепь из элементов C2-R10 выполняет формирование короткого импульса на входе R счетчика DD1 для его обнуления в начальный момент при подаче питания.

Из-за разброса параметров применяемых транзисторов элементы, отмеченные на схеме звездочкой "*", потребуется подбирать при регулировке.

Настройку устройства лучше начинать с автогенератора. Для этого вместо электромотора подключаем любую осветительную лампу и стрелочный вольтметр. Резистором R14 добиваемся, чтобы транзистор VT2 был полностью открыт. Установив регулятор R1 на нулевое сопротивление подбором номинала резистора R3 в диапазоне 3,6...6,8 кОм, добиваемся максимального напряжения в нагрузке (на лампе). При этом с помощью резистора R1 оно должно регулироваться от нуля до максимума.

Настройку узла плавного увеличения напряжения удобнее выполнять в следующей последовательности. Временно отсоединяем у диода VD3 анод от вывода DD1/15 микросхемы и переключаем его на DD1/13. Подстройкой резистора R14 добиваемся на нагрузке напряжения примерно около 70 В (при меньшем напряжении мотор дрели будет гудеть, но не сдвинется с места). Делать это надо при нулевом сопротивлении R1. Теперь, последовательно переключая анод диода на выходы 12 и 14, добиваемся при помощи подбора номиналов резисторов R11 и R12 получения промежуточных значений напряжения: 110 и 170 В соответственно. После этого можно проверить работу схемы в том виде, как она показана на рисунке.

При включении настроенной схемы в начальный момент счетчик в точке соединения резисторов R11-R12-R13-R14 формирует возрастающее ступеньками напряжение. Более плавным изменение напряжения делает конденсатор СЗ. Это напряжение управляет сопротивлением исток-сток в полевом транзисторе VT2.

В схеме применены детали: регулировочный резистор R1 типа СПЗ-4а, подстроечный R14 — СПЗ-19а, постоянные резисторы МЛТ;

конденсаторы С1, С2 -К10-17; СЗ, С4 — К50-35 на 25 В.

Все элементы схемы, выделенные пунктиром, размещены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита размером 100х30 мм, рис. 1.16. Плата содержит одну объемную перемычку — она показана пунктиром.

В данном устройстве в качестве силового регулятора VS1 вместо оптронного симистора можно использовать и обычный из серии ТС112 или ТС122, но в этом случае потребуется изготовить гальванически развязывающий цепи импульсный трансформатор Т1. Его под

ключение показано на рис. 1.17. Трансформатор Т1 наматывается проводом ПЭЛШО диаметром 0,18 мм на ферритовом М2000Л4000НМ1 кольце типоразмера К20х12х6 мм и содержит в обмотке 1 — 80 витков, 2 — 60 витков.

Перед намоткой острые грани сердечника нужно закруглить надфилем, иначе они могут прорезать провод. Обмотки лучше располагать раздельно на сердечнике. После намотки и пропитки катушки лаком необходимо убедиться в отсутствии сопротивления между обмотками.

Рис. 1.17. Изменение в схеме для подключения обычного симистора

В заключение можно отметить что для того чтобы обеспечить защиту электроинструмента от повреждения в случае перегрузки — в разрыв цепи питания схемы регулятора можно установить токовый электромеханический автомат на нужный ток. Он может использоваться также как включатель. В продаже таких устройств имеется всегда большой выбор.

Простой фазоуказатель

Нередко при подключении электрических устройств, питающихся от трехфазного напряжения, бывает необходимо знать порядок расположения фаз. Под правильной фазировкой подключения понимается положение когда по отношению к проводу, условно принятому за фазу А, положительный максимум напряжения наступает сначала в фазе В, затем в С, после чего снова в А, и т.д., как это показано на рис. 1.18.

Если при подключении асинхронного трехфазного электромотора нужное направление вращения можно получить, поменяв местами любые два подходящих провода, то эксперименты при подключении схемы мощного электропривода без соблюдения заданной фазировки могут привести к его повреждению.

Простое устройство, схема которого приведена на рис. 1.19, позволяет легко определить последовательность фаз. В отличии от фазоуказателя промышленного изготовления, данное не содержит вращающихся частей и имеет меньшие габариты, что более удобно. Кроме того, он работает в любом положении. Светящаяся лампа (одна из двух) покажет, к какому проводу фазоуказателя подключена фаза В. Если же светятся одновременно две лампы, то это говорит об отсутствии соединения в цепи А.

Работа устройства основана на использовании свойств комплексного значения сопротивления конденсатора (фазовый сдвиг проходящего через него напряжения).

Подробно принцип работы данного устройства и его математическое обоснование описано в литературе [Л6]. В случае если проводимости цепей конденсатора и лампы на частоте 50 Гц выбраны

одинаковыми, то в результате векторного сложения напряжения в цепи R1-HL1, подключенной к фазе В, будет действовать напряжение 1,4Uф, а в цепи фазы С — 0,4Uф, где Uф — фазное напряжение в проводах. Но так как используемые лампы обладают нелинейным сопротивлением, которое в десятки раз выше в нагретом состоянии, то светиться будет только одна лампа, которая подключена к фазе В.

В конструкции применены конденсаторы С1, С2 типа К73-17 на 630 В, резисторы R1...R4 типа МЛТ-2 (с рассеиваемой мощностью не менее 2 Вт). Их сопротивление может быть 7,5 кОм или 8,2 кОм. Лампы HL1, HL2 любые малогабаритные (индикаторные) на рабочее напряжение 28 В и мощностью 2,8 Вт (сопротивление лампы около 50 Ом).

При использовании указанных деталей схема конструктивно легко помещается в диэлектрической (пластмассовой) коробке с размерами 65х60х25 мм, рис. 1.20. Из нее выходят три толстых провода

с острыми концами. В качестве контактных проводов лучше использовать изолированные одножильные (медные) с сечением 2,5...4 мм кв., например типа ПВ-3. Они обеспечат достаточную жесткость для прижима к токопроводящим цепям. А в случае необходимости — легко изгибаются в нужном направлении. Это позволяет проводить измерение только одной рукой.

Для удобства использования фазоуказателя лампы HL1 и HL2 лучше располагать рядом с соответствующим контактным проводом. В этом случае место, где будет светиться индикаторная лампа, соответствует фазе В.

Аналогичное по принципу работы устройство, но более малогабаритное, можно собрать по схеме, показанной на рис. 1.21. В ней в качестве индикаторов фазы "В" могут использоваться две одинаковые неонки любого типа. Электрическая схема содержит больше радиоэлементов, но все они малогабаритные, так как работают при меньшем токе, что позволяет использовать малогабаритные резисторы (меньшей мощности).

Резистор R3 не является обязательным, но он позволяет исключить сохранение на конденсаторах С1, С2 остаточного заряда (аналогично его можно установить и на схеме рис. 1.19).

Конденсаторы подойдут любого типа с допустимым обратным напряжением не менее чем 500 В, например К42У-2 на 630 В.

При изготовлении устройства может потребоваться подбор номиналов резисторов R2 и R5 для того чтобы исключить одновременное свечение индикаторов.

Тестер для контроля энергоемкости элементов питания

В продаже всегда есть большой ассортимент элементов питания. При этом многие из них не имеют маркировку со сроком годности или месяцем изготовления. Продавец тоже не всегда может ответить на эти вопросы.

Даже если батарейка не просрочена, ее энергоемкость зависит от условий хранения. Кроме того, красивая упаковка не всегда является признаком высокого качества самого элемента питания — в продаже много подделок под хорошо известные фирмы добросовестных производителей.

В журналах приводится немало простых схем для испытания гальванических элементов [Л7, Л8]. Такие устройства предназначены для ограниченного числа типов батарей и позволяют только оценить два состояния: годен — не годен. Конечно, это тоже полезно, но хотелось бы иметь информацию о фактической емкости заряда элемента питания. Что позволит их сравнивать между собой по качеству.

В принципе, проверить энергоемкость любого элемента питания можно при помощи стрелочного тестера с пределом измерения тока до 5...6 А и напряжения на шкале 1,5 В. Такой предел для измерения тока имеют только некоторые из универсальных тестеров, например: Ц4312, Ц4317, Ц4352. В карман этот прибор не положишь (он весит от 1,5 до 2 кг), да и при измерении возникают некоторые неудобства, особенно с миниатюрными элементами для питания часов — они стараются выскользнуть из рук.

Для проверки качества гальванического элемента питания и оценки его энергоемкости достаточно выполнить два измерения:

1) подключить нагрузку и измерить напряжение на элементе — оно должно превышать 1,2 В. При этом для каждого типа элемента используется свое сопротивление нагрузки.

2) кратковременно (на 1...3 с) к выводам элемента питания подключить тестер в режиме измерения тока (на максимальном пределе). В зависимости от типа элемента и его состояния ток в цепи может достигать 5...6 А.

Измерение напряжения на элементе без нагрузки не дает достоверного результата. Не работающий (разряженный или высохший) элемент в режиме "холостого хода" часто может выдавать номинальное напряжение. Исключением является явный брак, когда напряжения нет вообще.

По значению тока, когда батарейка работает в режиме, близком к короткому замыканию, можно оценить емкость имеющегося заряда, а также внутреннее сопротивление элемента (именно внутреннее сопротивление ограничивает возрастание тока до бесконечности). Это позволяет сравнивать их между собой, выбирая наилучший по максимальному току.

Режим короткого замыкания для батарейки или аккумулятора должен быть кратковременным (до 3 с), чтобы не повредить из-за перегрева, так как большая часть мощности при этом рассеивается на внутреннем сопротивлении элемента. Сопротивление же внешней измерительной цепи для тока в этом случае, как правило, значительно меньше внутреннего сопротивления.

Простейшее устройство, рис. 1.22, предназначено для быстрой проверки напряжения и емкости, что дает возможность легко оценить качество приобретаемого гальванического элемента питания или степень заряда аккумулятора с номинальным напряжением 1,2...1,5 В. Это позволит в магазине выбрать батарейку, которая прослужит значительно дольше, а также выявить явный и скрытый брак.

Следует знать, что аккумуляторы обычно продаются в магазине не заряженными и их нужно проверять уже после зарядки.

Для удобства подключения устройство имеет четыре пары контактных зажимов Х1...Х8 под установку разных типоразмеров элементов питания: миниатюрных гальванических для часов, R6 (элемент 316), R14 (343) и R20 (373). Конструкция зажимов зависит от того, с какими элементами чаще всего приходится иметь депо (их можно приобрести уже готовые).

Пользоваться устройством довольно просто. Схема состоит из измерителя напряжения и тока. При установке проверяемого элемента (соблюдая полярность) в соответствующие зажимы стрелочный измерительный прибор РА1 будет показывать напряжение "холостого хода". Для новой батарейки оно должно быть около 1,5 В (у заряженного аккумулятора 1,2...1.5 В).

При помощи переключателя SA1 ("нагрузка") устанавливаем нужную нагрузку для конкретного элемента и нажимаем кнопку SB3 (U). Прибор РА1 будет показывать напряжение на элементе в рабочем состоянии. Оно не должно сильно уменьшаться по сравнению с предыдущим режимом.

Номиналы сопротивлений R6...R10 подбираются с учетом максимального допустимого тока через элементы. Значение разрядного тока в цепи выбраны из условия не более 0,1Q, где Q — энергоемкость, выраженная в ампер-часах. Так как на самом элементе часто не указывают энергоемкость, то, чтобы сориентироваться, какую нагрузку следует использовать, можно воспользоваться табл. 1.1.

Более подробная информация по гальваническим источникам питания и их особенностях приведена в литературе [например, Л24 стр. 220; Л25; Л26].

Энергоемкость у элемента можно проверить при помощи двух кнопок "ток". При нажатии кнопки SB1 или SB2 индикатор РА1 работает как амперметр со шкалой измерения 5 или 1 А соответственно. Обычно приходится пользоваться кнопкой SB2 (шкала 1 А) для проверки миниатюрных элементов, применяемых в часах.

По показаниям тока легко оценить реальную емкость заряда у элементов и сравнивать их между собой. При этом если ток начинает сильно "ползти" вниз (уменьшаться) — это говорит о браке. Такой элемент долго работать не будет.

Диоды VD1, VD2 предотвращают повреждение стрелочного индикатора при неправильной полярности подключения гальванического элемента.

В качестве индикатора РА1 можно использовать стрелочный микроамперметр с током полного отклонения 150 или 100 мкА, например М4247, М4248. Подойдет также любой другой малогабаритный индикатор от бытовых приборов, например М476.

Таблица 1.1. Параметры элементов питания

Остальные детали: резисторы могут быть любого типа соответствующей мощности, например R1...R3 типа С5-16МВ. Кнопки SA1...SA3 типа КМ2-1 (КМ1-1). Микропереключатель SA1 типа ПГ2-6-6П2НВ или ПГ2-6-12П1НВ.

При изготовлении устройства настройка прибора начинается с установки подбором номинала резистора R5 полного отклонения стрелки микроамперметра РА1 при напряжении 1,5 В на контактных зажимах.

Для режима измерения тока регулировку выполняем сначала при нажатой кнопке SB2 — резистором R4 добиваемся полного отклонения стрелки при токе в цепи 1 А. После этого нажимаем кнопку SB1 и подбираем номинал резистора R1 так, чтобы полное отклонение стрелки индикатора было при токе в цепи 5 А и напряжении на зажимах 1 В.

Генератор для ремонта радиоаппаратуры

При ремонте в домашних условиях звукового усилителя или бытового радиоприемника нередко бывает необходимо проследить прохождение сигнала через каскады. В этом может помочь приведенная на рис. 1.23 схема простого двухчастотного генератора. Он собран всего на одной КМОП микросхеме и не содержит намоточных узлов. Что делает устройство удобным в изготовлении, настройке и эксплуатации.

Этот генератор дает возможность проверить не только звуковой усилитель, но и тракт усилителя промежуточной частоты (УПЧ) радиоприемника. Генератор позволяет также подстроить контуры ПЧ радиоприемника по максимальному уровню сигнала.

На выходе (Х2) устройства будут радиоимпульсы с частотой 465 кГц, модулированные низкочастотным сигналом — 1 кГц (100% модуляция). При этом если включить SA1, то на выходе появится только низкочастотный сигнал — импульсы с частотой 1 кГц.

Высокочастотный генератор работает на частоте 465 кГц и для получения у него высокой стабильности выполнен с использованием пьезокерамического фильтра (ZQ1) типа ФП1П-022 в цепи отрицательной обратной связи элемента микросхемы DD1.2. Такие фильтры более доступны и дешевле, чем кварцевые резонаторы на соответствующую частоту.

Генератор импульсов звукового диапазона (DD1.1-DD1.3) собран по классической схеме и в пояснениях не нуждается. На элементе DD1.4 две частоты смешиваются и поступают на эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе VT1. Транзистор согласует высокое выходное сопротивление микросхемы с возможным малым сопротивлением в цепи нагрузки.

Генератор обеспечивает работу в широком диапазоне питающих напряжений (4...15 В) и потребляет ток 3,7...26 мА. При этом частота высокочастотного автогенератора меняется во всем диапазоне питающих напряжений не более чем на 400 Гц, что вполне допустимо.

Для того чтобы уровень выходного сигнала автогенератора сильно не зависел от напряжения питания схемы — на выходе стоит ограничительный диод VD1. Выходной сигнал после конденсатора С4 будет иметь максимальную амплитуду около 0,3 В, а при помощи резистора R6 его можно уменьшить до необходимой величины.

Диод VD2 предотвращает ошибочную подачу полярности питающего напряжения на схему.

В схеме можно использовать пьезофильтр (ZQ1) типа ФП1П-022...027. Регулировочный резистор R6 типа СПО-0,5, а остальные резисторы МЛТ и С2-23. Конденсаторы: С1 — К53-1 на 16 В;

С2...С4—К10-17.

Схема достаточно простая, что легко позволяет выполнить ее монтаж на универсальной макетной плате.

Настройка заключается в установке подбором резистора R2 (при замкнутых контактах SA1) частоты 1 кГц на выходе. После этого по частотомеру проверяем частоту 465 кГц ±0,5 кГц.

Для того чтобы было удобно измерить частоту — модуляцию ВЧ сигнала отключаем, что можно сделать подачей на выводы DD1/12, 13 напряжения питания.

Если из-за разброса параметров логических элементов (внутренней емкости микросхемы) пьезофильтр ZQ1 работает не точно на частоте 465 кГц, то может потребоваться установка дополнительного конденсатора С2 емкостью около 100...470 пФ, а также подбор резистора R3, что позволит сдвинуть рабочую частоту генератора в небольших пределах.

Музыкальный звонок с автоматической сменой мелодии

Во многих квартирах для вызова хозяина используется музыкальный звонок. Такое устройство не сложно изготовить самостоятельно. При этом оно ничем не будет уступать выпускаемым промышленностью, но обойдется значительно дешевле.

В журналах встречается немало схем музыкальных звонков, например [Л17]. Такое устройство удобно выполнять на специализированной микросхеме звукового синтезатора из серии УМС. Эти микросхемы выпускаются с несколькими запрограммированными мелодиями, которые можно переключать, подавая напряжение на вход "выбор мелодии". Принцип работы такой микросхемы подробно описан в литературе [Л 18].

В отличии от уже опубликованных вариантов музыкальных сигнализаторов, в приведенной на рис. 1.24 схеме не требуется использовать дополнительную кнопку для переключения мелодии. Смена мелодии происходит автоматически при каждом очередном нажатии на кнопку звонка (SB1). Каждая мелодия будет звучать, пока нажата кнопка.

Для усиления звукового сигнала использован транзистор VT2. Резистор R5 позволяет регулировать громкость звукового сигнала в широких пределах.

Согласование выходного сопротивления схемы с малым сопротивлением катушки звукового излучателя выполнено при помощи трансформатора Т2. Кроме того, применение трансформатора позволяет исключить протекание через динамик постоянной составляющей тока, что улучшает его работу.

В качестве звукового излучателя ВА1 может применяться любой обычный динамик. Динамиков допускается подключать несколько и их размещаем в удобных местах квартиры.

Нужный тембр звучания настраивается подбором конденсатора СЗ. Этот конденсатор совместно с первичной обмоткой трансформатора Т2 образует колебательный контур, включенный в цепь коллектора транзистора VT2. Этот контур позволяет не только увеличить громкость звучания, но и делает звук более приятным. Ведь на управление VT2 приходят прямоугольные импульсы, которые содержат много высокочастотных гармоник, а трансформатор и цепь его контура являются фильтром.

Так как добротность образованного в цепи коллектора VT2 контура довольно низкая, то динамик ВА1 будет воспроизводить все ноты мелодии, запрограммированной в микросхеме.

При нажатии на кнопку SB1 подается питание на схему и будет звучать мелодия. Так как микросхема УМС8-08 имеет допустимый диапазон питающих напряжений 1,33...2 В, на диодах VD1...VD4 выполнен низковольтный стабилизатор напряжения. После диода VD5 на конденсаторе С1 будет напряжение 2 В. Это напряжение на С1 сохраняется длительное время и после отпускания кнопки SB1 (даже если элемент питания G1 не устанавливать). Что объясняется тем, что микросхема изготовлена по КМОП технологии и в рабочем режиме потребляет мало, а при снижении напряжения питания ниже 1 В переходит в заторможенное состояние. Потребляемый ток в этом режиме не превышает 1 мкА. Такое состояние сохраняется довольно долго.

При очередном нажатии на кнопку SB1 напряжение подается при помощи транзистора VT1 на входы 6 и 13 микросхемы DD1. Так как эти цепи объединены ("пуск" — вывод 6 и "выбор мелодии" — вывод 13) и через открытый транзистор VT1 соединены с цепью питания микросхемы, то кнопка SB1 позволяет не только включать мелодию, но и сменить ее при очередном нажатии.

В ждущем режиме устройство не потребляет энергию от сети, а элемент питания G1 не является обязательным (может не устанавливаться), но в этом случае время сохранения последней выбранной мелодии будет ограничено.

Все детали, выделенные на схеме пунктиром, расположены на печатной плате размером 55х55 мм, показанной на рис. 1.25. Микросхему DD1 удобнее установить на контактной панели, что в дальнейшем позволит сменить набор мелодий без перепайки платы легко заменив только саму микросхему.

Динамик ВА1 может быть любого типа с катушкой сопротивлением не менее 8 Ом и мощностью 0.5...1 Вт, например 0.5ГД-37.

Трансформатор Т1 взят из серии ТП от сетевого адаптера с выходным напряжением 6...9 В (ток не менее 100 мА). Обычно они используются для питания бытовых устройств и имеют корпус в виде сетевой вилки. Если у такого трансформатора только одна вторичная обмотка, то прийдется для питания схемы установить мостовой выпрямитель.

Трансформатор Т2 — выходной от любого миниатюрного транзисторного радиоприемника.

Транзистор VT1 можно заменить на КТ315, а VT2 на КТ972А(Б), КТ829А. Диоды VD1...VD8 типа КД106А, но подойдут и многие другие с аналогичными параметрами.

Регулировочный резистор R5 использован типа ППБ-1А, конденсаторы С1, С2 типа К50-35 на 25 В, СЗ — К10-17. Кварцевый резонатор ZQ1 любого типа на рабочую частоту 32768 Гц.

Для того чтобы продолжительность проигрывания мелодии не зависела от того, сколько времени нажата кнопка вызова, в схему можно установить таймер, рис. 1.26. Он выполнен на двух транзисторах VT3, VT4 и реле К1. Таймер позволяет увеличить время исполнения мелодии до 6...7 с после отпускания кнопки (время зависит от номинала конденсатора С4).

Работает схема таймера следующим образом. В начальный момент при нажатии кнопки SB1 реле К1 включится, так как транзистор VT3 за счет базового тока, проходящего через резистор R6, будет находиться в насыщении. Реле своей группой контактов К1.1 заблокирует цепь кнопки на время, пока не зарядится С4. Как только напряжение на базе VT4 достигнет уровня, при котором он откроется — это замкнет цепь базы VT3 на общий провод и реле отключится. Контакты реле К1.1 разомкнутся и питание на схему больше подаваться не будет (если кнопка SB1 не нажата).

Группа контактов К1.2 позволяет ускорить разряд конденсатора С4 при отключении реле для того, чтобы таймер был быстро готов к работе при очередном нажатии кнопки вызова и позволяет увеличить продолжительность звучания мелодии. Резистор R8 ограничивает ток разряда С4.

В схеме таймера использованы детали: С4 — танталовый К53-18 или К53-1 на 20 В. Транзистор VT3 можно заменить на КТ829А (Б), а VT4 на КТ315Б (Г,Е), КТ312В.

Репе К1 подойдет любое (имеющее две группы переключающих контактов) с напряжением срабатывания 9...12 В и допускающее коммутацию напряжения 220 В.

Звуковой сигнализатор с не повторяющимся звуком

Устройство, схема которого показана на рис. 1.27, позволяет получить довольно приятные не повторяющиеся трели. Это достигается за счет использования генератора псевдослучайной последовательности (ПСП), собранного на логических микросхемах DD1...DD3. Его построение хорошо известно, а работа подробно описана в литературе, например Л27 стр. 277.

Формирователь импульсов ПСП управляет звуковым генератором, который выполнен на широко распространенной микросхеме К174УН14 (импортный аналог TDA2003), включенной в режиме автогенератора. Перестройка частоты звукового генератора осуществляется при помощи транзистора VT1. А на базу транзистора сигнал поступает с выхода генератора ПСП (DD3/2).

Начальная частота звукового генератора (DA1) устанавливается при помощи резистора R4. Диапазон перестройки зависит от резистора R5, а скорость смены звуков (ритм) меняется резистором R2.

В качестве звукового излучателя ВА1 может применяться любой динамик мощностью 0.5...3 Вт и сопротивлением не менее 8 Ом. Резистор R8 позволяет регулировать громкость звукового сигнала.

Подстроенные резисторы R2, R4, R6 применены типа СПЗ-19а, R8 типа ППБ-1А, а остальные резисторы и конденсаторы подойдут любые, но с малыми габаритами. Иначе они не поместятся на печатной плате, приведенной на рис. 1.28. Плата односторонняя, но имеет четыре объемные перемычки, которые устанавливаются до начала монтажа.

Микросхема DA1 должна иметь теппоотвод (крепится к радиатору).

Устройство сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 6 до 15 В. При этом потребляемый ток не превышает 100 мА.

Схема может применяться в качестве квартирного звонка, будильника или музыкальной игрушки. При этом имеется преимущест-

во по сравнению со звуковым сигнализатором собранным на микросхемах с запрограммированными фиксированными мелодиями. Эта не скоро надоест повторением.

С небольшими изменениями устройство может найти и другие применения, например, в качестве ультразвукового отпугивателя грызунов или комаров. Все, что нужно сделать для этого, описано в следующей статье.

Ультразвуковой отпугиватель грызунов

Мыши или крысы могут завестись в подвале, где хранятся продукты. Не каждая домашняя кошка умеет их ловить. И хотя обычная мышь в год съедает не более 12 кг пищи, но перепортить может тонны (как в анекдоте: "что не съем — то надкушу"). Кроме того, известно, что грызуны являются переносчиками многих инфекционных заболеваний.

Для борьбы с грызунами в продаже имеются ультразвуковые отпугиватели промышленного изготовления, например "ОГ-7". Такие приборы вырабатывают изменяемый сигнал в диапазоне ультразвуковых волн (30...60 кГц), не воспринимаемый людьми, но хорошо слышимый мелкими животными и грызунами.

Несмотря на то, что производители таких приборов их рекламируют для защиты помещений, посещаемых грызунами, площадью от 50 до 200 кв. метров, об эффективности таких устройств информация противоречива. Работать прибор должен непрерывно в течении довольно продолжительного времени — одной или даже двух недель. После чего грызуны уходят совсем.

Так как в отпугивателе однотональный ультразвуковой сигнал применять нельзя — к нему враги быстро привыкают, аналогичного назначения устройство можно выполнить на основе схемы, приведенной на рис. 1.27. Для этого потребуется резистором R4 перестроить частоту автогенератора (DA1) на ультразвуковой диапазон (60 кГц), а также резистором R5 установить максимально возможную девиацию частоты.

В устройстве использован ультразвуковой пьезоизлучатель HF1 типа ДЖГК-Э-50-156. Такой же применяется в аналогичных промышленных устройствах. Он имеет следующие основные технические характеристики:

О рабочий диапазон частот 19...65 кГц;

О при подаче синусоидального напряжения 25±1 В уровень звукового давления на расстоянии 1 м не менее 90 дБ;

О габаритные размеры 83,5х83,5х20 мм;

О масса не более 10 г.

Для того чтобы повысить уровень выходного сигнала, пьезоизлучатель включен через автотрансформатор Т1, как это показано на рис. 1.29.

Трансформатор Т1 выполнен внутри броневых ферритовых М2000НМ чашек типоразмера Б28 (аналогичный показан на рис. 1.43, только зазора в центральной части быть не должно, а максимальный внешний диаметр чашек 28 мм). Обмотки содержат: 1 — 110 витков, 2 — 40 витков, 3 — 110 витков. Намотка выполняется проводом мар

ки ПЭВ для обмоток 1 и 3 диаметром 0,12 мм, 2 — 0,2...0,25 мм. Обмотка 2 должна находиться в середине катушки. Такое расположение обмоток позволяет сделать трансформатор с лучшими характеристиками в области ультразвукового диапазона частот.

Микросхема DA1 крепится к теплоотводу.

Устройство сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 6 до 15 В. При напряжении 12В потребляемый ток составит около 150 мА.

Электронные термостабилизаторы с цифровой индикацией температуры

Нередко в быту требуется поддерживать заданную температуру в ограниченном объеме пространства. Это может быть аквариум, хранилище продуктов, инкубатор, сушильный шкаф или подогреватель детского питания. Удобно, если при работе такого устройства будет еще и цифровая индикация фактической температуры.

Вашему вниманию предлагается два варианта выполнения автоматических устройств для поддержания заданной температуры.

Термостабилизатор с использованием микросхемы КР572ПВ5

В литературе [Л10, Л11] опубликованы простые схемы цифровых измерителей температуры, выполненные на основе микросхемы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) КР572ПВ5 и цифровом жидкокристаллическом индикаторе ИЖЦ5-4/8. Эта микросхема изготовлена по МОП технологии и все устройство вместе с индикатором от источника питания (9 В) потребляет ток не более 2 мА.

Такой измеритель температуры не сложно превратить в термостабилизатор. Для этого потребуется подключить к указанным выше устройствам схему управления нагревательным элементом, как это показано на рис. 1.30.

Методика изготовления и настройки непосредственно измерителя температуры подробно приводится в указанной выше литературе и поэтому здесь описываться не будет.

Рассмотрим более подробно только электрическую схему приставки термостабилизатора (рис. 1.31). Ее принцип работы основан на том, что порог переключения исполнительного устройства (электронного коммутатора напряжения в нагрузке) устанавливается по показаниям цифрового индикатора, имеющегося в измерителе температуры.

Фактически микросхема (КР572ПВ5) является цифровым вольтметром, который измеряет напряжение, поступающее с термо-

датчика (в данном случае датчиком является диод) на вход АЦП (вывод 30 микросхемы). Этот же сигнал подается в схему управления — на вход операционного усилителя DA1.1 и компаратор DA1.2.

Применение в качестве компаратора схемы интегратора (за счет включения емкости С6) позволяет обеспечить плавный выход на режим термостабилизации. Это хорошо видно при подключении параллельно с нагревателем лампы. По мере приближения температуры к заданному значению яркость ее свечения будет постепенно снижаться.

Работает схема приставки следующим образом. Положительное напряжение на выходе микросхемы DA1/10 разрешает работу автогенератора, собранного на однопереходном транзисторе VT1. Коммутацию нагревателя выполняет симистор VS1 при появлении на его управляющем выводе импульсов.

Для того чтобы заранее точно установить для поддержания любую нужную температуру, служит переключатель SA1 ("режим") и регулировочные резисторы R1 и R2. Переключатель в положении, когда его контакты замкнуты, позволяет через резистор R1 подавать напряжение одновременно на входы микросхемы DA1/2 и на АЦП, имитируя изменение температуры термодатчика.

При помощи резистора R1 можно установить любые условные значения на индикаторе от -4 до +100°С. Как только показание цифрового индикатора будет соответствовать необходимому для режима термостабилизации — вторым подстроенным резистором (R2) выставляем порог переключения компаратора DA1.2 на данной температуре. Индикатором наличия напряжения на нагрузке является светодиод HL1. Светодиод должен гаснуть при превышении входной температуры указанного порога, т.е. когда нагреватель отключится.

На этом установку режима термостабилизации можно считать законченной и переключатель SA1 возвращаем в исходное положение (контакты разомкнуты).

Элементы, выделенные на электрической схеме пунктиром, располагаются на печатной плате из стеклотекстопита с размерами 85х38 мм, рис. 1.32. Плата имеет одну объемную перемычку (показана пунктиром) и ее надо установить до начала монтажа.

Для удобства настройки нужной температуры в схеме приставки использованы многооборотные подстроечные резисторы R1, R2 из серии СПЗ-36: R4 — типа СПЗ-19а, остальные типа С2-23 или МЛТ:

конденсаторы С1...СЗ и С6, С8 — К10-17; полярные конденсаторы С4, С5, С7, С9 типа К50-35 на 16 В.

Микросхема усилителя DA1 может быть заменена импортным аналогом А747; стабилизаторы напряжения DA2 на 79L09;

DA3 на 78L09.

Сетевой трансформатор (Т1) для питания схемы подойдет любой мощностью 3...5 Вт с напряжениями во вторичных обмотках 3-4 и 4-5 по 10...12 В и допустимым рабочим током до 50...80 мА.

Импульсный трансформатор (Т2) можно использовать такой же, как и в схеме, показанной на рис. 1.17.

Блок питания термостабилизатора удобнее выполнять в виде отдельного узла, где располагается и силовой коммутатор VS1.

Калибровку показаний измерителя температуры необходимо выполнять при подключенной схеме приставки, что исключит погрешность, связанную с влиянием входной цепи и емкости монтажа приставки.

При правильном монтаже настройка схемы приставки заключается в проверке полного открывания симистора VS1 при работе автогенератора на VT1 (может потребоваться поменять местами отводы в любой из обмоток трансформатора Т2). Для того чтобы регулятор перекрывал необходимый диапазон температур, нужно подстроить резистор R4.

В заключение можно отметить, что этот метод подключения приставки применим и ко многим другим цифровым измерителям температуры для получения возможности управлять нагревательными устройствами и обеспечить режим термостабилизации в ограниченном объеме.

Термостабилизатор для термокамеры

Данное устройство было изготовлено для технологической тренировки блоков радиоаппаратуры на производстве. Оно выполнено в виде приставки к термошкафу и позволяет измерять и автоматически поддерживать необходимую положительную температуру с точностью не хуже 0,5°С. Дискретность индикации температуры 1 °С. Эта схема термостабилизатора может найти применение и в домашних условиях.

Нужная температура устанавливается при помощи двух переключателей в диапазоне от 40 до 85°С (с дискретностью 5°С). Диапазон и дискретность можно при изготовлении легко изменить.

Работу устройства поясняет структурная схема, показанная на рис. 1.33. Датчиком температуры служит терморезистор R3, размещенный в термокамере. Напряжение, снимаемое с термодатчика, усиливается микросхемой DA1 и поступает на прецизионный преобразователь напряжение-частота (U—>f), собранный на сдвоенном операционном усилителе DA2, рис. 1.34.

На выходе DA2/10 должны быть двухполярные импульсы, форма которых показана на рис. 1.35. Цепь из элементов VD3-R13-R14 обеспечивает прохождение на селектор только положительных импульсов, а также уменьшает их амплитуду до уровня, необходимого логическим микросхемам (микросхема 564ЛН2 допускает превышение входного напряжения над питающим).

Селектор, рис. 1.36, собранный на цифровых микросхемах DD1, DD2 и DD3.1, формирует интервал, в течение которого импульсы поступают на счетчики DD5...DD7. В качестве селектора используется схема, подробно описанная в [Л12].

Длительность интервала зависит от частоты автогенератора, собранного на элементах DD1.1-D1.2. Устройство настраивается так, чтобы число импульсов, приходящих за фиксированный интервал времени, соответствовало измеряемой температуре и менялось пропорционально ее изменению (например, температуре 50°С соответствует 500 импульсов, т.е. одному градусу — 10 импульсов).

Измеренная температура показывается двумя светодиодными семисегментными индикаторами HL1, HL2. При желании схему можно дополнить третьим разрядом для индикации десятых долей градуса, но для практического применения устройства обычно это не нужно.

Частота замеров температуры зависит от емкости С2 и номинала резистора R4. Как только конденсатор С2 зарядится — транзистор VT1 открывается и обнуляет триггеры DD2.1 — DD2.2.

На время измерения температуры индикаторы HL1 и HL2 гасятся подачей уровня лог. "0" на входы 4 дешифраторов 514ИД2. Этот же сигнал поступает на DD3/12 и отключает симистор VS1.

Режим термостабилизации осуществляется за счет работы схемы сравнения, собранной на микросхемах DD12, DD13, рис. 1.37. Сигналы с выходов счетчиков DD6 и DD7 поступают на дешифраторы DD10 и DD11, преобразующие двоичный код в десятичный.

Необходимая температура задается при помощи переключателей SA1 и SA2. Схема совпадения на элементах DD12, DD13 обеспечивает отключение нагревателей, как только код с выходов дешифраторов достигнет или превысит значения, установленные переключателями.

Использование в качестве силового коммутатора оптоэлектронного симистора позволяет обеспечить хорошую развязку схемы управления от сети.

В процессе выхода термокамеры на заданный режим из-за инерционности системы температура в камере может меняться, как это показано на рис. 1.38. В установившемся режиме точность поддержания температуры будет не хуже 0,5°С.

Схема также предусматривает дистанционное управление выключением нагревателя (уровнем лог. "0") от внешнего времязадающего таймера, подключаемого через разъем Х1 (от него же таймер может и питаться).

Источник питания для схемы термостабилизатора показан на рис. 1.39. Питающие напряжения на выводы логических микросхем подаются в соответствии с табл. 1.2.

В устройстве установлены подстроечные резисторы типа СПЗ-19а, постоянные резисторы С2-23. В качестве датчика темпера-

туры (R3 на рис. 1.34) применяется терморезистор типа МТТ-4 сопротивлением 10 кОм. Неполярные конденсаторы из серии К10-17, оксидные полярные лучше использовать танталовые, например типа К53-1А (в источнике питания они могут быть любого типа).

Микросхемы 133, 533 и 1533 заменимы на серию 155, а 564 на 561-ю серию. Вместо матрицы сопротивлений .D1 и D2 типа Б19-1-1-100 Ом можно установить соответствующее количество обычных резисторов сопротивлением 100 Ом (0,25 Вт).

Таблица 1.2. Питающее напряжение на микросхемах

Переключатели применены: SA1 — типа ПГ2-11-6П12НВК, SA2 — ПГ2-22-2П8НВК.

Трансформатор Т1 использован типа ТПП259-127/220-50. Для монтажа преобразователя на рис. 1.40 приведена топология печатной платы. Остальные узлы схемы собирались объемным монтажом на универсальных печатных макетных платах.

Калибровку измерителя температуры желательно производить с помощью высокоточных цифровых промышленных термометров. Удобнее это делать следующим образом. Термодатчик помещается в среду с известной температурой (например, в воду) и цифровым прибором замеряем его сопротивление. Эту операцию выполняем несколько раз и для разных значений температуры (лучше, если эта температура будет на краях рабочего диапазона). Теперь подбираем постоянные резисторы с такими же сопротивлениями, как у термодатчика. Их мы будем использовать при настройке всей схемы для имитации нужной температуры.

Настройка схемы заключается в получении соответствия между температурой и показаниями индикаторов во всем рабочем диапазоне. Это выполняется с помощью резисторов R7 (на схеме рис. 1.34) и R2 (рис. 1.36) при подключенных вместо термодатчика эквивалентных сопротивлениях для известных значений температуры.

Два таймера для ограничения времени работы зарядных устройств

В продаже имеется много простейших зарядных устройств к аккумуляторам. Некоторые из них входят в состав конструкции изделия, где и используются сами элементы питания (например, в аккумуляторных фонариках). Но большая часть зарядных устройств выполнена в виде отдельного блока, имеющего корпус с отсеком для установки туда аккумуляторов — от одного до четырех одновременно.

Процесс заряда обычно осуществляется в течении 4...20 ч. А время заряда зависит от степени разряда аккумулятора.

Включив такое зарядное устройство в сеть, можно забыть вовремя его отключить. В этом случае аккумулятор получает избыточный заряд и может быть поврежден или же существенно снизится его ресурс. Только при правильной эксплуатации аккумуляторы обеспечивают 600... 1000 циклов заряд-разряд и жалко их выбрасывать раньше времени из-за невнимательности.

Простой таймер позволит избавить вас от необходимости следить за временем и отключит из сети зарядное устройство через заданный переключателем SA1 интервал времени, рис. 1.41. При этом сам таймер по окончании интервала тоже отключится.

Так как к такому таймеру не предъявляется высоких требований по точности заданного интервала, задающий тактовый автогенератор на элементах DD1.1 ...DD1.3 выполнен без кварцевой стабилизации частоты. Это позволяет упростить электрическую схему. Такой таймер при использовании термостабильного конденсатора СЗ обеспечивает точность выдержки интервала не хуже ±1% при изменении температуры в диапазоне +10...30°С.

Автогенератор на выходе DD1/4 формирует импульсы, которые удобнее контролировать после делителя DD2. На выходе DD2/5 лог. "1 " должна появиться через интервал в 14 с (точная настройка выполняется подбором резистора R2). Счетчики на микросхемах DD2 и DD3 обеспечивают деление до получения нужного временного интервала. На соответствующих выходах DD3 будет появляться уровень лог. "1" через 2-4-6-8-10-12-14-16-18 ч.

Зарядное устройство подключается к гнездам XS1 ("нагрузка"). В начальный момент, чтобы подать питание на схему таймера и в нагрузку, необходимо нажать кнопку SA1 и подержать ее в таком состоянии в течении 2 с — пока не станет светиться индикатор HL1. При этом начинает работать автогенератор на однопереходном транзисторе VT2. Приходящие на управляющий электрод симистора VS1 импульсы (с частотой около 2 кГц) его открывают и цепь кнопки SB1 блокируется.

Так как частота следования импульсов автогенератора значительно больше, чем сетевая, то симистор открывается'практически в начале каждого полупериода сетевого напряжения.

Автогенератор на VT2 будет работать до тех пор, пока на базу транзистора VT1 не поступит напряжение с переключателя SA1.

Электрическая схема выполнена с бестрансформаторным питанием от сети 220 В, что позволяет уменьшить габариты всего устройства. Поэтому конструкция легко помещается в пластмассовом корпусе с размерами 110х90х40 мм.

Все детали схемы, кроме переключателя SA1 и кнопки SB1, расположены на односторонней печатной плате размерами 80х60 мм, рис. 1.42. Плата имеет пять объемных перемычек, что позволило упростить разводку топологии.

В устройстве использованы элементы: резисторы МЛТ; конденсаторы С1, С5 — К50-35 на 50 В, С2 — К10-28, СЗ и С4 типа К10-17, Сб — К73-17 на 400 В. Конденсатор С2 необходимо использовать с минимальным ТКЕ.

Симистор VS1 может быть заменен на ТС122-25-6, ТС112-10-6 или ТС112-16-6.

Микропереключатель SA1 — ПГ2-6-12П1Н (или 12П2Н), кнопка SB1 любая малогабаритная.

Импульсный трансформатор Т1 выполнен внутри броневого магнитопровода типоразмера Б14 из феррита с магнитной проницаемостью М2000НМ1, рис. 1.43. В центре сердечника необходимо обеспечить зазор 0,1...0,2 мм, что исключит его намагничивание однополярнь1ми импульсами. Обмотка 1 содержит 80 витков, 2—40 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,1 мм.

При настройке схемы, если симистор полностью не открывается, может потребоваться поменять местами выводы в любой из обмоток Т1. А задающий генератор настраивается при помощи резистора R2.

Вторая схема таймера аналогичного назначения выполнена с использованием в качестве силового коммутатора контактов поляризованного реле К1 (РПС42 РС4.520.720-01 (03)) рис. 1.44. Это реле имеет герметичное исполнение и допускает коммутацию переменного тока до 1 А.

Так как К1 имеет две группы переключающих контактов, то данный вариант таймера можно использовать не только для управле-

ния зарядным устройством, но и для других целей, например выключения звонка у телефона на необходимый интервал времени.

Поляризованное реле не требует постоянной подачи напряжения на обмотку для удержания контактов в нужном положении. Им можно управлять кратковременной подачей напряжения на соответствующую обмотку, что позволяет в рабочем режиме снизить потребляемый схемой управления ток до величины не более 1,4 мА.

Для включения таймера необходимо нажать кнопку SB1. Индикатором работы таймера является свечение светодиода HL1.

В устройстве использована времязадающая часть, аналогичная предыдущей схеме. В зависимости от положения переключателя SA1, как только на соответствующем выходе DD3 появится уровень лог. "1" — откроется транзистор VT1 и сработает обмотка В-Г реле К1 (за счет накопленной на конденсаторе С4 энергии). Контакты К1.1 вернутся в исходное положение и нагрузка отключится.

Так как обе схемы имеют бестрансформаторное питание от сети, при настройке и проверке данных устройств требуется проявлять повышенное внимание и осторожность, чтобы не попасть под опасное напряжение.

Ограничитель доступа к телевизору

Устройство будет полезно, если у вас есть ребенок, учащийся в школе. Не у всех родителей есть возможность следить днем за выполнением школьником домашних заданий. Телевизор сильно отвлекает от необходимых дел. Не у каждого ребенка хватит силы воли для выполнения домашних уроков, когда идет интересная телепередача. В этом случае может помочь электроника.

Данная приставка позволит включать телевизор только в определенные интервалы времени (сама она не включает телевизор). В выходные дни ограничение доступа работать не будет. Приставка может найти и другое применение в тех случаях, когда требуется обеспечить цикличность управления процессами.

Устройства аналогичного назначения промышленность, к сожалению, не выпускает. По сравнению с опубликованными в литературе аналогами [например, Л9], данное проще в изготовлении и эксплуатации. Оно является универсальным и может быть использовано с современным телевизором любой марки — отечественным или импортным. А для подключения приставки не потребуется вскрывать корпус телевизора и разбираться в его схеме.

Сетевая вилка от телевизора подключается к гнездам (XS1), расположенным внутри корпуса приставки, рис. 1.45. Такой способ исключит возможность обычного подключения телевизора к сети. При этом обеспечивается питание дежурного режима телевизора для управления его работой дистанционно — с пульта на ИК лучах.

Если не пытаться включить телевизор в запрещенные интервалы (в данном варианте схемы их два: 21-00...07-00 и 12-00...17-00), то устройство никак не проявляет своей работы.

При изготовлении приставки временные интервалы можно изменить на любые другие при помощи переключения снимаемых сигналов с выхода дешифратора DD9 и счетчика DD7.

Электрическая схема устройства (рис. 1.46) собрана на КМОП микросхемах и работает в режиме микротоков. Что позволяет использовать бестрансформаторное питание от сети 220 В.

Коммутацию питающего телевизор напряжения осуществляют контакты К1.1 поляризованного реле. Оно срабатывает за счет накопленной на конденсаторе С8 энергии при подаче напряжения на соответствующую обмотку. А для фиксации своих переключающих контактов ему не требуется постоянного питания, что позволяет уменьшить потребляемую схемой энергию. Приставка потребляет от сети ток не более 1,4 мА.

Для того, чтобы цикл работы схемы не нарушался в случае временного исчезновения сетевого напряжения, использован резервный аккумулятор G1 (7Д-0,125Д), от которого будут питаться только цифровые микросхемы.

Работает схема следующим образом. На микросхеме DD1 собран стабилизированный кварцевым резонатором генератор минутных импульсов. С выхода генератора (DD1/10) импульсы приходят на делитель с коэффициентом 60 (DD3, DD4). На вход DD6/15 поступают часовые импульсы. На микросхемах DD6, DD7, DD8 собран делитель с коэффициентом 24 (суточный цикл часов).

Счетчики DD6 и DD7 имеют входы D1...D4 для начальной установки числа в двоичном коде. На схеме показаны перемычки на входах для времени 21 ч. В этот момент времени необходимо нажать кнопку начальной установки SB1. Она обеспечивает обнуление счетчиков DD1...DD3 (по входам R), а также запись двоичного кода в регистры начальной установки счетчиков часов DD6, DD7 времени 21-00. Это позволяет упростить электрическую схему за счет отказа от использования индикаторов текущего времени и элементов для его установки.

Селектор временных интервалов выполнен на микросхемах:

двоично-десятичном дешифраторе DD9 и логических элементах DD10.1...DD10.3. На входы RS-триггера, собранного из элементов DD5.1-DD5.2, поступают импульсы лог. "1" (на DD5/1 — включение;

DD5/6 — отключение нагрузки). При появлении лог. "1" на выходе DD5/4 —дифференцирующая цепь из C6-R9 формирует короткий импульс, который передается через логические элементы DD5.4-DD10.4 и транзистор VT4 для срабатывания обмотки А-Б реле К1 (контакты 12-13 замкнутся).

Отключение нагрузки выполняет обмотка В-Г, когда открывается транзистор VT3.

Счетчик на микросхеме D2 имеет коэффициент деления 7, что соответствует числу дней в неделе и совместно с транзистором VT2 дает запрет работы VT3 в течении двух выходных дней (когда лог. "1" появляется на выходах DD2/2 или DD2/5, транзистор VT2 открывается и закорачивает управляющий сигнал на базе VT3). При этом предполагается, что первоначальное включение устройства в работу выполняется в воскресенье (в 21-00 кнопкой установки SB1).

Для того чтобы схема различала, включен ли телевизор в работу или находится в дежурном режиме, используется датчик тока в цепи нагрузки — токовый трансформатор Т1. При переходе телевизора из дежурного режима в рабочий напряжение во вторичной обмотке Т1 будет достаточным для открывания транзистора VT1. Этот транзистор обеспечивает лог. "0" на входе DD5/9. И если момент включения телевизора совпадет с запрещенным интервалом (лог. "0" на DD5/4), цепь сетевого питания телевизора отключится до момента, пока этот интервал не кончится.

В устройстве применены детали: резисторы типа МЛТ или аналогичные (их мощность указана на схеме); полярные конденсаторы СЗ, С7, С8 типа К50-24, остальные из серии К10, например типа К10-17.

Диоды VD1...VD5, VD10, VD11 могут быть заменены любыми импульсными, например КД522, КД503; VD5, VD6 — КДЮЗА(Б). Транзисторы VT1, VT2 заменяются на КТ3102, а VT3, VT4 на КТ829.

Кварцевый резонатор ZQ1 от часов на рабочую частоту 32768 кГц. Поляризованное реле К1 использовано типа РПС42Б(А) паспорт РС4.520.720. Оно имеет герметичное исполнение и допускает протекание через свои контакты тока до 1 А.

Микросхемы 561 -и серии могут быть заменены на 564-ю серию, а микросхема 561 ИЕ9 — на 561 ИЕ8 или 564ИЕ8, но при этом изменится нумерация подключения выходных цепей.

Токовый трансформатор Т1 проще всего изготовить самостоятельно на основе применяемого в старых отечественных телефонных аппаратах. У него магнитопровод имеет типоразмер Ш5х5. При этом используются уже намотанные обмотки 1-2 и 3-5, а верхняя снимается и на ее месте наматываются 120 витков проводом

ПЭЛ-2 диаметром 0,33 мм. Фазировка подключения намотанной обмотки 2-4 должна быть такой, чтобы напряжение, поступающее на диод VD3, было увеличено за счет сложения напряжений со всех обмоток Т1.

Печатная плата для схемы не разрабатывалась. Монтаж выполняется на универсальной макетной плате, имеющей места для установки микросхем.

Проверку работы устройства удобно проводить при подаче на вход DD3/2 не минутных, а секундных импульсов (с выхода DD1/4). Для контроля работы коммутатора нагрузки к гнездам XS1 подключаем лампочку мощностью 40...60 Вт. В этом случае весь цикл работы устройства можно увидеть в течение 24 минут и проконтролировать временные интервалы (10-5-5-4).

Так как в задающем генераторе (DD1) использована кварцевая стабилизация частоты, уход за сутки не превышает 15 с, но если имеется частотомер, то с помощью подбора конденсатора С2 можно ход часов настроить более точно.

Таблица 1.3. Питающее напряжение на микросхемах

Настройка схемы при безошибочном монтаже заключается в проверке открывания транзистора VT1 только при включенном (работающем) телевизоре. В режиме сна (ждущий режим) телевизор потребляет незначительный ток, и напряжение на базе транзистора VT1 будет слишком маленьким для его включения. Чтобы выполнялось это условие, может потребоваться подбор номинала резистора R4.

Часы для автоматического управления устройствами

Для автоматического управления режимом работы различных бытовых электроприборов или радиоаппаратуры в домашних условиях, а также на производстве иногда бывает необходимо иметь времязадающий автомат. Например, такое устройство может по заданной программе управлять поливом растений на дачном участке в течении всей недели, пока вы работаете в городе.

Циклический таймер легко выполнить на основе цифровых часов с кварцевой стабилизацией частоты. Использовать для изготовления управляющего автомата уже готовые цифровые часы промышленного изготовления неудобно, так как у них выходные сигналы рассчитаны на управление индикаторами в динамическом режиме, что затрудняет подключение узла управления.

Наиболее часто в опубликованных конструкциях для изготовления электронных часов используют специально разработанную для этих целей еще в 70-х годах 176-ю серии МОП микросхем. В настоящее время они являются устаревшими и имеют существенные недостатки:

невысокую надежность;

номинальное рабочее напряжение +9...12 В (при меньшем могут неустойчиво работать);

узкий диапазон рабочих температур (-10...+70°С).

Предлагаемое устройство выполнено в основном на микросхемах 561-й КМОП серии и лишено всех этих недостатков. Хотя при этом схема содержит больше микросхем и получается сложнее, но она работает при меньшем питающем напряжении, а также позволяет добиться более высокой точности хода часов.

Электрическая схема обеспечивает индикацию текущего времени (часы и минуты) и дня недели. Имеется индикация секундных импульсов, а также предусмотрена возможность контроля работы программы (суточного цикла) в ускоренном режиме.

Основным источником питания устройства является сеть 220 В. В дежурном режиме схема часов потребляет микроток, что обеспечивает ее длительную работу от резервных элементов питания (аккумулятора) в случае отключения основного источника. Учитывая, что в часах больше всего потребляют энергии светодиодные индикаторы и микросхемы, ими управляющие, эти элементы подключены так, что в

случае исчезновения сетевого напряжения они обесточиваются, а от аккумулятора питание подается только на КМОП микросхемы.

Применение в часах светодиодных индикаторов позволяет сделать видимым время даже при слабом освещении.

Приведенный вариант устройства позволяет управлять по двум каналам сетевой нагрузкой мощностью до 10 кВт (ток 5 А). Число каналов легко увеличивается до 10 путем подключения дополнительных микросхем памяти. Кроме того, схема при монтаже легко поддается изменению своих характеристик в зависимости от тех задач, которые необходимо выполнить, например, все каналы или один из них может работать в недельном цикле (для выходных дней записывать свою программу управления, если два входа старших разрядов А11 и А12 микросхемы памяти подключить к выходам счетчика дней недели — DD9).

Дискретность установки необходимого временного интервала составляет 2 мин (или 10 мин при использовании недельного цикла).

Структурная схема автомата показана на рис. 1.47. Устройство для удобства представления условно разделено на следующие узлы:

А1 — кварцевый автогенератор с делителем частоты до минутных импульсов, рис.1.48;

А2 — делители частоты для получения отсчета времени в минутах и часах, рис.1.49;

A3 — узел индикации текущего времени и дня недели, рис. 1.50;

А4 — узел установки временных интервалов для управления работой внешних устройств, рис. 1.51;

А5 — электрическая схема источника питания, рис. 1.52.

Формирователь минутных импульсов (А1) выполнен на микросхемах DD1.1, DD2. Частота стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1 на 32768 Гц. Для того чтобы обеспечить устойчивую работу счетчика DD2 при пониженном напряжении питания, задающий автогенератор выполнен на внешнем элементе DD1.1. Счетчики внутри микросхемы DD2 делят частоту до формирования минутных импульсов.

С выхода DD2/10 минутные импульсы поступают на счетчики с коэффициентом деления 60 (минуты) DD3 и 24 (часы) DD5, DD6 (рис. 1.49). Логические элементы DD4 и DD7 обеспечивают необходимые коэффициенты деления у счетчиков за счет их обнуления в нужный момент по входам R. Нажатие кнопки "установка" (SB1) также формирует импульс обнуления всех счетчиков, а с выхода элемента DD1/11 передний фронт импульса устанавливает в счетчики DD5, DD6 начальное число 22-00 (при появлении импульса на выводах DD5/1, DD6/1 производится запись двоичного кода, установленного на входах D1...D4 микросхем). Время для начальной установки при изготовлении устройства можно выбрать (перемычками в двоичном коде) любым из тех чисел, что вам наиболее удобны.

Применение всего одной кнопки для установки времени позволяет упростить схему. Эта же кнопка при очередном нажатии переключает день недели, так как импульсы поступают через элемент DD1.4 на вход счетчика дней DD9/14, рис. 1.50. Конденсатор СЗ устраняет дребезг контактов кнопки при формировании импульса на переключение счетчика дня недели.

Переключатель SA1 позволяет проверить работу часов и установленной программы управления в ускоренном режиме (положение "ускорение"), когда используется повышенная частота с выхода DD2/6.

Схема узла индикации состоит из дешифраторов двоичного кода (DD10...DD13) в семисегментный код, необходимый для управления работой цифровых индикаторов, выполненных на основе светодиодов. На рис. 1.51 показано соответствие входных сигналов сегментам индикатора. Резисторные матрицы D1...D4 ограничивают ток через светодиоды индикаторов, а диоды VD1, VD2 и элементы микросхемы DD13.1-DD13.2 обеспечивают формирование сигнала гашения старшего разряда в часах, когда на обоих входах DD10 нулевой уровень (при лог. "0" на DD10/4 индикатор светиться не будет). По этой причине сегмент F в индикаторе HG1 можно не подключать.

Светодиод HL1 мигает с частотой 1 Гц, а из светодиодов HL2...HL8 будет светиться только один, соответствующий дню недели .(элементы микросхемы DD14 позволяют обеспечить необходимый для свечения светодиодов ток).

В цепях снижения потребляемого тока от источника питания на остальные входы гашения индикаторов DD11/4...DD13/4 подаются импульсы, но из-за инерции зрения это не заметно.

Узел установки временных интервалов, рис. 1.52, собран на микросхемах оперативных запоминающих устройств (ОЗУ) из серии 537. Они изготовлены по КМОП технологии, что обеспечивает длительную работу схемы от автономного источника питания (сохраняют содержимое памяти, пока есть питание). Количество микросхем памяти может быть увеличено до необходимого числа каналов управления.

Так как оба канала управления нагрузкой выполнены аналогично, рассмотрим функционирование на примере одного. Схема предусматривает индивидуальную запись информации в каждую из микросхем памяти.

Работу данной микросхемы памяти поясняет табл. 1.4.

Таблица 1.4. Таблица истинности для микросхемы 537РУ2

где х — любое значение логического сигнала, т.е. лог. "0" или лог. "1".

На входы адресов А0...А11 поступает двоичный код с выходов счетчиков часов и минут, а если надо, то и дней недели. Для записи нужной программы в канапе 1 (DD15) необходимо выполнить действия в следующей последовательности:

1) переключатель SA1 устанавливается в положение "ускорение" цикла — в этом случае сигнал на вход счетчика DD3/2 подается с DD2/6 и часы проходят суточный цикл примерно за 12 мин;

2) включить переключатель "ЗАП", для канала 1 это будет SA4 — в этом случае микросхема ОЗУ работает в режиме записи состояния на входе DI (лог. "0");

3) нужно дождаться момента индикации на часах необходимого времени включения нагрузки и в этот момент включить SA2 ("ПР1") — на интервал, в течение которого нагрузка должна работать (происходит запись лог. "1");

4) после окончания записи всего цикла переключатель SA4 вернуть в исходное положение (режим чтения) и по часам проверить срабатывание реле К1 на нужных интервалах времени;

5) вернуть все переключатели в исходное положение (как это показано на схеме) и кнопкой SB1 установить день недели и точное время.

Теперь на выходе D0 микросхемы (DD15/7) будет присутствовать уровень лог. "1" только в течение нужных интервалов времени. Этот сигнал открывает транзистор VT1 и срабатывает реле К1, включая своими контактами К1.1 нагрузку на гнездах XS1. Схема предусматривает также ручное управление включением нагрузки в любой момент времени при помощи трехпозиционных переключателей SA6 и SA7, рис. 1.52. Светодиоды HL9, HL10 являются индикаторами включения нагрузки в соответствующем канале.

Для питания устройства от сети выполнен источник питания по схеме, показанной на рис. 1.53. Трансформатор Т1 подойдет унифицированный, типа ТПП255-127/220-50 или ТПП255-220-50, но его можно изготовить и самостоятельно, воспользовавшись методикой расчета, приведенной в литературе, например Л20, стр. 167. Ток потребления по цепи 4,8 В составляет 0,35...0,55 А, по цепи 30 В — зависит от числа реле и для двух обычно не превышает 120 мА.

Для получения высокой точности хода часов использован стабилизатор напряжения (DA1). Он может быть также собран по схеме, приведенной в разделе источников питания на рис. 4.3. Конденсаторы С8 и С9 располагаются вблизи от логических микросхем, а С7 установлен рядом с выводами стабилизатора (лучше, если оксидные конденсаторы использовать танталовые).

В качестве резервного источника питания (G1) подойдут 4 аккумулятора типа Д-0,115 или Д-0.26Д. Диод VD13 предотвращает разряд элементов через схему стабилизатора при отключении сетевого питания. А в нормальном режиме через него происходит подзаряд аккумуляторов. Включатель SA8 служит для исключения полного разряда аккумулятора при отключении часов на длительное время.

Питание на выводы микросхем подается в соответствии с табл. 1.5.

Таблица 1.5. Питающее напряжение на микросхемах

Печатная плата для сборки часов не разрабатывалась. Монтаж выполняется на универсальной макетной плате (лучше, если она будет предусматривать установку любых микросхем — с планарным и обычным расположением выводов). Конструктивно узлы А1 и А2 удобно располагать на одной плате, соединяемой с блоком индикации A3 через 32 контактный разъем (например, типа РП 15-32). Аккумуляторы закрепляются так, чтобы к ним был легкий доступ, так как раз в год с поверхности элементов необходимо удалять выступающий налет.

Уменьшить габариты платы и всего устройства можно, если вместо серии 561 применять аналогичные микросхемы с планарным расположением выводов из серии 564, но они стоят значительно дороже.

Для сборки устройства резисторы подойдут любого типа. Резисторные сборки D1 ...D4 можно заменить обычными резисторами сопротивлением 100...120 Ом и мощностью 0,125...0,25 Вт. Конденсаторы С1, С2 должны иметь малый ТКЕ (М47, М75); СЗ типа К10-17; оксидные С4...С8 — К53-1. Кварцевый резонатор ZQ1 подойдет любого типа — они широко распространены, так как специально выпускаются для применения в часах.

Диоды VD1, VD2 подойдут любые импульсные; выпрямительные диоды VD3...VD12 могут быть любого типа на ток не менее 1 А, но лучше применять КД257 или КД258 (последняя буква в обозначении для данной схемы может быть любая), так как у них есть очень полезные свойство: в случае возникновения неисправности в схеме диоды при перегрузке лопаются и разрывают цепь, выполняя роль предохранителя, что делает такой источник питания безопасным даже в аварийной ситуации.

Светодиоды HL1...HL10 лучше применять из серии КИПД05А (Б, В — с разным цветом свечения) — они при токе около 1 мА светятся достаточно ярко. Цифровые индикаторы HG1...HG4 могут быть использованы АЛС321Б или АЛС324Б, но они имеют меньше высоту цифр (8 мм) в отличие от указанных на схеме (18 мм).

Микросхема DA1 должна устанавливаться на радиаторе. Микросхемы памяти DD15, DD16 заменяются на 537РУ6.

Реле К1, К2 использованы польского производства, но подойдут многие другие на рабочее напряжение обмотки 24...27 В и допускающие прохождение тока через контакты 5 А. Микропереключатели SA1 ...SA5 типа ПД9-2 или ПД9-1; SA6, SA7 — типа ПД21 -3.

При первоначальной проверке работы схемы ее лучше питать от лабораторного источника, контролируя потребляемый ток.

Настройка устройства при правильном монтаже заключается в установке на выходе источника питания напряжения 4,8 В и проверке работы записанных в память программ. Для получения высокой точности хода часов потребуется также точная подстройка при помощи конденсатора С1 частоты автогенератора по частотомеру. Частоту можно контролировать на выходе DD2/13 — она должна соответствовать 32768,0 Гц.

Точно подстроить автогенератор можно и без частотомера, контролируя за месяц отклонение хода часов по секундной стрелке в телевизоре, но это займет довольно много времени.

Установку любого времени можно выполнить и не используя кнопку SB1. Для этого потребуется переключатель SA1 установить в положение "ускорение" и дождавшись, когда на индикаторе будет нужное числовое значение, вернуть переключатель в обычное положение. Но такой метод установки времени менее точный, так как в этом случае счетчики секундных импульсов могут иметь произвольное значение числа.

Электрический способ борьбы с крысами и мышами

Многие, у кого имеется погреб или подвал с хранящимися зимой продуктами, с огорчением вспоминают ущерб, причиняемый грызунами. Не съедят, так покусают и испортят. Кроме того, они являются разносчиками инфекционных болезней.

Крысы отличаются умом, и их довольно сложно поймать. Химический способ борьбы (с помощью ядов) дорогостоящ. Предлагаемое устройство является экологически чистым, отличается простотой и не потребует больших затрат, при этом обеспечивая надежное уничтожение грызунов.

Рис. 4.1. Конструкция ловушки

Принцип работы приспособления аналогичен электрическому стулу, при меняемому в США для казни преступников, но в миниатюрном исполнении. К контактным токопроводящим площадкам, рис 41, подводится напряжение не менее 380 В (например можно подключить две фазы от трехфазного напряжения). Если использовать одну фазу и общий провод (220 В), то устройство будет не всегда убивать — враг пискнет и убежит. Когда трехфазное напряжение не подведено и его сложно найти поблизости, можно воспользоваться повышающим трансформатором с соответствующим напряжением во вторичной обмотке (или автотрансформатором). Обычный трансформатор для увеличения выходного напряжения можно включить в режиме, повышающем напряжение автотрансформатора. Но в этом случае устройство будет потреблять электроэнергию в ждущем режиме (ток холостого хода трансформатора), что нежелательно.

Само приспособление удобно выполнять из листа стеклотекстолита, сняв при помощи резака и ножа лишние участки фольги и подпаяв соединительные провода. Аналогичную конструкцию можно сделать и из медной фольги, закрепив ее на диэлектрическом (не впитывающем влагу) основании. При этом должен быть исключен случайный контакт токопроводящих поверхностей ловушки с землей (жесткое крепление на месте установки).

Рис. 4.2. Схема подключения

Для того чтобы привлечь внимание крысы и заманить ее, в центр устройства кладем приманку, например кусочек мяса, и подключаем напряжение. После этого раз в день проверяем ловушку и выкидываем убитых грызунов. Но не следует забывать, что применяемое напряжение представляет опасность для жизни не только грызунов, особенно в условиях подвала, и в целях электробезо пасности желательно установить реле К1 (рис. 4.2) на соответствующее рабочее напряжение, которое будет отключать питание ловушки при включении света в подвале или открывании двери (при установке концевого выключателя F1 на входной двери). Общий выключатель SA1 должен обязательно отключать оба провода.

Устройство не может вызвать пожара, и практика его применения показала высокую эффективность.

Простой металлоискатель

При ремонтных работах, когда в квартире приходится сверлить стены, есть вероятность наткнуться на металлическую арматуру, трубы или проводку. Чтобы этого не случилось, удобно воспользоваться металлоискателем для точного определения их места. Устройство позволяет на расстоянии до 20 см обнаруживать любой металлический предмет. Дальность обнаружения зависит только от площади металлического предмета. Для тех, кому этого расстояния недостаточно, например искателям кладов, можно порекомендовать увеличить размеры рамки (что должно увеличить и глубину обнаружения).

Рис. 4.3. Электрическая схема металлопскателя

Электрическая схема, рис. 4.3, собрана на транзисторах, работающих в режиме микротоков, и состоит из ВЧ генератора (100 кГц) на VT1, который настраивается резистором R1 на максимальную чувствительность к металлическим предметам. В качестве катушек L1 и L2 используются две рамки, рис. 4.4. Транзисторы VT2, VT3 включены как диоды и обеспечивают стабилизацию режимов автогенератора — VT1 и активного детектора на VT4 при изменении напряжения питания и температуры. Резистор R6 устанавливает чувствительность металлоискателя. На транзисторах VT5 и VT7 собран звуковой автогенератор, который включается транзистором VT6. Для того чтобы обеспечить громкий звук пьезоизлучателя HF1, параллельно включена катушка L3, что увеличивает напряжение на пьезоизлучателе за счет резонанса между внутренней емкостью HF1 и индуктивностью L3.

При попадании в поле катушек L1-L2 металлического предмета частота генератора меняется, что приводит к уменьшению амплитуды напряжения на входе детектора (VT4) — он запирается, а транзистор VT6 откроется, что разрешает работу звукового генератора.

Рис. 4.4. Расположение катушек L1, L2 и вид конструкции металлоискателя

Рис. 4.5. Топология печатной платы и расположение элементов

шает работу звукового генератора. Данная схема по сравнению с аналогичными устройствами, использующими принцип биений частот, обеспечивает большую чувствительность и проще в изготовлении.

В качестве источника питания применена батарея типа "Корунд" или "Крона" (9 В), но может использоваться и любой стационарный источнике напряжением 6...10 В. Ток потребления в дежурном режиме не более 1,5 мА, при работе звукового сигнала — 7 мА.

Все элементы схемы размещены на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита, рис. 4.5. Корпус для рамки выполняется из любых диэлектрических материалов, например склеивается из оргстекла. Катушки L1 и L2 одинаковые и содержат по 40+40 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм (периметр катушек 340 мм); L3 наматывается на двух склеенных вместе ферритовых кольцах типоразмера К10х6х3 мм марки 400...1000НМ — 250...300 витков провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм.

Подстроенные резисторы R1 и R6 типа СП5-16В, остальные могут быть любыми малогабаритными. Конденсаторы применены: С7 — типа К50-35 на 16В, остальные типа К10-17. Диод VD1 можно заменить любым импульсным. Микровыключатель SA1 типа ПД-9-2.

При настройке устройства, если не удается получить генерации на VT1 с помощью регулировки резистором R1 (контролировать осциллографом напряжение на этом резисторе), потребуется изменить фазу подключения выводов катушки L1. При регулировке схемы на максимальную чувствительность к металлическим предметам может потребоваться изменить расстояние перекрытия катушек А (рис. 4.4), после чего рамки катушек фиксируются клеем.

Прерыватель тока

Иногда в конструкциях (от игрушек до сигнализации) требуется прерывистая работа индикаторов, сирены или аварийной мигалки. Это необходимо, чтобы обеспечить экономичность работы, т. к. значительно снижает потребляемую энергию, что особенно важно, если источником питания является батарея или аккумулятор, например в автомобиле.

Обычно такие устройства, для получения малых габаритов, выполняют на КМОП микросхеме (генератор импульсов) и Транзисторе (усилитель тока). Схема получится проще, если собрать генератор на электронных переключателях К561КТЗ, рис. 4.6. Они так же, как и все микросхемы КМОП серии, работают в режиме микротоков, но могут коммутировать ток до 200 мА, а большое входное сопротивление управляющих входов позволяет не использовать электролитические конденсаторы, что повышает надежность устройства. Если требуется включать нагрузку с большим потребляемым током, вместо светодиодов устанавливается реле К1, рис. 4.7.

На элементах микросхемы D1.1 и D1.2 собран генератор импульсов с периодом 3 с (длительность около 1 с), a D1.3, D1.4 используются как коммутаторы тока через светодиоды. Электронные ключи замыкаются при появлении на управляющем входе лог. "1". Период и длительность импульсов можно легко установить любую с помощью резисторов R1, R2 (или С1) соответственно.

Pис. 4.6. Электрическая схема прерывателя

Рис. 4.7. Подключение реле для коммутации мощной нагрузки

Схема может работать от источника питания с напряжением от 3 до 15 В. При этом яркость свечения светодиодов зависит от номиналов резисторов R4 и R5. Светодиоды и резисторы подойдут любого типа. Конденсаторы применены типа К10-17. Если использовать реле, то вместо соответствующего резистора на входе ключа ставится перемычка, а напряжение питания схемы должно соответ ствовать рабочему для реле, но не более 15В, так как для микросхемы это напряжение является максимально допустимым.

Топология односторонней печатной платы и расположение на ней элементов приведены на рис. 4.8 (извилистой тонкой линией показана необходимая объемная перемычка).

Pис. 4.8. Топология печатной платы и расположение элементов

Широкодиапазонный таймер

В литературе публиковалось много схем простых электронных таймеров. Такие схемы, как правило, имеют дискретное переключение временных интервалов в очень ограниченном диапазоне. При этом некоторые положения переключателя не используются, а временных интервалов, наиболее часто необходимых, нет, или же они устанавливаются с невысокой точностью (что характерно для схем, использующих процесс заряда конденсатора).

Приведенная на рис 4.9 схема таймера позволяет устранить все перечисленные недостатки и обеспечивает возможность устанавливать десять любых фиксированных временных интервалов в диапазоне от 3 с до 16659 мин. Количество временных интервалов легко может быть увеличено, если применить микропереключатель SA2 на большее число положений. Переключатель SA1 устанавливает диапазон отсчета временного интервала: минуты (М) или секунды (С).

Устройство собрано на трех КМОП микросхемах, что обеспечивает малое потребление тока (0,25 мА) и позволяет использовать автономное питание от аккумуляторов напряжением от 5 до 12 В (применены четыре элемента Д-0.26Д).

Таймер, кроме звуковой сигнализации, может работать совместно со стационарным бестрансформаторным блоком питания (рис. 4.10), что позволяет управлять включением мощной нагрузки (до 2 кВт, например обогревателя) на необходимый интервал. При этом от стационарного блока происходит также подзаряд аккумуляторов.

Pис. 4.9. Электрическая схема таймера

Схема устройства состоит из задающего генератора минутных (секундных) импульсов на микросхеме D1, счетчика с изменяемым коэффициентом деления D2 и RS-триггера, собранного на логических элементах D3.2...D3.4.

Pис. 4.10. Сетевой источник питания таймера с электронным
включением нагрузки

Звуковым излучателем является пьезозвонок ЗП-25 (ЗП-18), включенный параллельно с катушкой L1. Катушка позволяет за счет резонансных колебаний в контуре между емкостью излучателя и индуктивностью L1 значительно повысить громкость звука.

При использовании микросхемы D1 совместно с кварцем отпадает необходимость в точной настройке задающего генератора.

Включение таймера производится кнопкой SB1 при предварительной установке нужного временного интервала переключателями SA1 и SA2. Кнопка SB2 служит для отмены отсчета временного интервала.

В исходном состоянии на выводах D3/11 лог. "1", D3/4 — "0". Нулевое со стояние на входах М счетчика запрещает его работу в режиме счета (производится только запись установленного коэффициента деления). При включении таймера (SB1) триггер переключится (D3/4 — "1"), и начинает работать счетчик D2. Через интервал времени, заданный двоичным кодом на входах, на выходе D2/23 появится лог. "1". Этот сигнал разрешает прохождение звуковой частоты от D1/11 через D3.1 на базу VT1 и HL1.

Длительность работы звукового сигнала зависит от постоянной времени цепи заряда R4-C3. Как только напряжение на СЗ достигнет порога срабатывания элемента D3.2, триггер вернется в исходное состояние. При этом запирающее напряжение через диод VD2 и резистор R6 поступает на базу VT1.

Правила установки любого коэффициента деления для счетчика 561ИЕ15 подробно описаны в разделе 1. Так, например, для коэффициента деления N=480 (P1=P2=P5=0):

N=M(1000Р1 +100Р2+10РЗ+Р4)+Р5=10(10х4+8)=480

На схеме показаны положения перемычек переключателя SA2 для коэффициентов деления 480, 240, 120, 60, 20. В зависимости от положения SA1 на вход D2/1 будут поступать секундные или минутные импульсы. При этом выдерживаются интервалы, соответствующие 8 мин (ч), 4 мин (ч), 2 мин (ч), 1 мин (ч) и 20 с (20 мин). Одни и те же интервалы можно получить в зависимости от выбора М, разной комбинацией сигналов на входах Р1...Р5 счетчика.

При подключенном таймере к стационарному источнику питания транзистор VT2, совместно с VT3 и VT4, управляет симисторным коммутатором VS1. Включение нагрузки производится кнопкой SB1, а выключение выполняется автоматически, через заданный интервал, или кнопкой SB2 в любое время.

В схемах использованы резисторы С2-23, конденсаторы С1, С2 типа К10-17, СЗ...С5 — КМ-6. Номиналы могут отличаться от указанных на 20%. Диоды VD1..VD3 подойдут любые импульсные. Транзистор КТ3107 можно заменить на КТ361 Г. Симистор VS1 может применяться на меньший или больший рабочий ток, а также подойдет оптронный симистор ТС0142-50-6, включенный аналогично приведенной на рис. 4.11 схеме. Симистор устанавливается на радиатор.

Переключатель SA1 типа ПД9-2, SA2 — ПР2-5П2НВ, кнопки SB1, SB2 — любые малогабаритные (их легко можно сделать самостоятельно из пружинящих контактов разобранного реле). Микросхемы 561-й серии заменяются на 564-ю.

Катушку L1 можно взять от неисправных электронных часов или изготовить, намотав на двух склеенных ферритовых (600...1000НМ) кольцах типоразмера К10х6х3 мм примерно 250...300 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. Импульсный трансформатор Т1 наматывается проводом ПЭЛШО диаметром 0,18 мм на ферритовом кольце К20х12х6 мм — 2000...4000НМ1 и содержит в обмотке 1 — 80 витков, 2 — 60 витков. Перед намоткой острые грани сердечника нужно закруглить надфилем, иначе они могут прорезать провод. После намотки и пропитки катушки лаком или парафином необходимо убедиться в отсутствии утечки (сопротивления) между обмотками.

При правильной сборке и исправных деталях настройка таймера не требуется. Проверку работоспособности устройства удобнее начинать с минимальных временных интервалов (положение переключателя SA1 — "С"). Настройка блока питания и электронного коммутатора заключается в подборе номинала резистора R17 на максимум напряжения в нагрузке (выполняется при отключенном резисторе R16). Если не удается получить максимальное выходное напряжение, то потребуется поменять фазировку одной из обмоток Т1.

Данное устройство имеет один недостаток: требуется заранее установить временной интервал, так как для его записи в регистры счетчика требуется три такта входных импульсов. Как правило, приходится редко изменять установленный интервал и это незаметно.

Ступенчатое включение мощной нагрузки

Устройство предназначено для постепенной подачи сетевого напряжения в активную нагрузку.

Из опыта известно, что наиболее часто мощные лампы и нагреватели выходят из строя в момент включения. Это связано с тем, что нагревательная нить лампы в холодном состоянии имеет сопротивление более чем в 10 раз меньшее, чем при прогреве. Из-за чего возможен бросок тока при подаче напряжения. Если же включение случайно попало на момент действия в сети максимальной амплитуды напряжения, возникает импульсная перегрузка.

Приведенная на рис. 4.11 схема облегчает режим работы нагрузки, снижая броски тока за счет постепенного (в течение 4 с) увеличения амплитуды подаваемого напряжения. Это позволяет значительно продлить жизнь ламп, кроме того, снижается уровень сетевых помех в момент включения. Электрическая схема работает следующим образом. Электронным симисторным коммутатором VS1 управляет генератор на однопереходном транзисторе VT1.

Рис. 4.11. Электрическая схема

Генератор синхронизирован с частотой сети, так как он питается пульсирующим напряжением, рис. 4.12. В зависимости от величины резисторов R3 и R4 время заряда С1 может меняться, т. е. меняется угол открывания оптронного симистора. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога открывания VT1, С1 быстро разрядится через ограничительный резистор R1 и светодиод оптрона.

Pис. 4.12. Форма напряжения

Для открывания симистора при любой окружающей температуре, через светодиод должен проходить ток не менее 80...100 мА. Использование однопереходного транзистора позволяет иметь источник питания схемы управления небольшой мощности, так как необходимая для открывания симистора энергия накапливается на конденсаторе С1 и отдается в течение короткого импульса.

При включении, в начальный момент, транзистор VT2 заперт (примерно в течение 4 с), так же, как и VT3. От номинала резистора R3 зависит, какое минимальное начальное напряжение будет подано в нагрузку А1. Как только С2 зарядится, появится ток через VT3, что приведет к открыванию VT2, — резистор R3 будет закорочен переходом эмиттер-коллектор транзистора. Это уменьшит время заряда С1, т. е. транзистор VT1 сформирует импульс для открывания VS1 раньше. Номинал резистора R4 подбираем так, чтобы при этом было максимальное напряжение в нагрузке.

Так как в схеме облегчается режим работы симистора VS1, устройство позволяет коммутировать суммарную мощность нагрузки до 10000 Вт.

В схеме применены резисторы МЛТ, а конденсаторы С1 — К73-9, С2, СЗ — К52-1Б на 63 В. Оптронный коммутатор устанавливается на радиатор (при использовании схемы с нагрузкой до 500...1000 Вт в нем нет необходимости).

Топология печатной платы приведена на рис. 4.13.

Рис. 4.13. Топология печатной платы и расположение элементов

Управление освещением с любого пульта ДУ

В продаже уже появились импортные устройства аналогичного назначения, но по достаточно высокой цене. Такое приспособление при желании несложно сделать самостоятельно, причем без больших материальных затрат.

Привычной частью современного телевизора или музыкального центра является пульт дистанционного управления (ДУ) на ИК-лучах. Таким пультом можно также управлять и освещением с помощью небольшой приставки. При этом нажимается одна из кнопок (редко используемых). Предлагаемое устройство позволяет с любого пульта ДУ на расстоянии до 5 м включать и выключать нагрузку, например освещение.

Обычно для управления работой телевизора приходится держать нажатой кнопку пульта не более 1 с. Предлагаемое устройство выполняет переключение нагрузки, если кнопка на пульте нажата в течение времени более 2 с. Этот алгоритм выделения команды для управления переключением позволяет значительно упростить электрическую схему.

Рис. 4.14. Приемник ПК-импульсов

Устройство состоит из приемника ИК-импульсов, рис. 4.14, и блока управления, рис. 4.15. В качестве приемника можно взять любую из типовых схем, применяемых в телевизорах для ДУ. Узел управления собран на трех КМОП микросхемах и состоит из формирователя широких импульсов (D1.1), селектора двухсекундного временного интервала (D1.2) и двоичных счетчиков на элементах триггеров D2...D3. Кнопки SB1 и SB2 позволяют включать и выключать нагрузку без пульта ДУ.

Индикатором срабатывания последнего триггера (D3.2) является свечение светодиода HL1. Оптронный ключ VS1 обеспечивает электрическую развязку блока управления от сети 220 В, что позволяет получить хорошую устойчивость схемы к помехам.

Рис. 4.15. Схема узла управления

Вместо оптрона оконечный каскад управления лампой можно выполнять на обычном симисторе по схеме, показанной на рис. 4.16.

Рис. 4.16. Схема подключения симистора

На рис. 4.17 приведены диаграммы напряжений в контрольных точках, поясняющие работу блока управления. В начальный момент подачи питания на схему, цепь из элементов C4-R5 обеспечивает установку триггера в D3.2 в исходное состояние (лог. "0" на выходе 1).

При нажатой кнопке на пульте ДУ из приходящих пачек импульсов на входы элементов D1.1 и D1.2 формируются более широкие. Триггер D1.2 через 2 с обеспечивает установку счетчиков D2, D3.1 в исходное состояние (формирует импульс обнуления на выходе D1/12).

Схема устройства не критична к выбору деталей и их номиналы могут отличаться от указанных на 30%. Все постоянные резисторы применены типа МЛТ, подстроенный R1 — типа СП4-1. Неполярные конденсаторы типа К10-17, электролитические СЗ и С5 (для приемника С1, С2 и С5, Сб) типа К53-16. Диоды КД522 можно заменить любыми импульсными. Стабилизатор напряжения D4 (импортный аналог 78L12) заменяется более распространенным из серии КР142ЕН8Б.

Трансформатор Т1 типа ТП112-8-1, но также подойдет любой из тех, что применяется в отечественных телевизорах для питания в дежурном режиме или в игровых приставках типа ДЕНДИ. Необходимое напряжение вторичной обмотки — 15...20 В, и ток — не менее 10 мА.

При подключении вместо оптронного ключа симистора, импульсный трансформатор Т2 выполняется на ферритовом кольце типоразмера К16х10х4 мм марки М4000НМ1 или М2000НМ проводом ПЭЛШО диаметром 0,18 мм и содержит в обмотке 1 — 80 витков, 2 — 60 витков. Перед намоткой острые грани сердечника необходимо закруглить надфилем, иначе они прорежут провод и будет замыкание между обмотками.

Рис. 4.17. Диаграмма напряжений

Конструктивно все устройство собрано в корпусе с размерами 110х88х44 мм. Печатная плата приемника ИК-импульсов, рис. 4.18, помещается в экран из медной фольги, что необходимо для исключения влияния помех. Для монтажа схемы блока управления использована универсальная макетная плата, а соединения выполнялись проводами.

Рис. 4.18. Печатная плата схемы приемника ИК-импульсов

Приставка проверена в работе с пультами ДУ от импортных телевизоров разных фирм — АКА1, SAMSUNG, PANASONIC. Но так как у каждого пульта свое соотношение между длительностью кодовой посылки и интервалом, для четкого срабатывания переключения может потребоваться подстройка схемы резистором R1 (или подбора номинала конденсатора С1).

Электронное зажигание для газовой плиты

Современные газовые плиты выпускаются промышленностью с уже имеющимся встроенным электронным зажиганием газа. Что довольно удобно и более безопасно, чем использование спичек или ручной зажигалки. Но в стране имеется еще большое количество старых плит, не оборудованных такими устройствами. В этом случае может быть полезным применение схемы на рис. 4.19. Она довольно простая, что позволяет изготовить устройство самостоятельно.

Рис. 4.19. Электрическая схема преобразователя

Рис. 4.20. Расположение электрода поджига вблизи газовой горелки

Электрическая схема состоит из умножителя, повышающего в два раза сетевое напряжение на конденсаторах С1...С4. Конденсаторы заряжаются через резистор R1 и соответствующий диод, а при достижении напряжения величины 650 В открывается тиристор VS1 (напряжение открывания тиристора зависит от номиналов элементов — резистора R4 и емкости С5).

Рис. 4.21. Топология печатной платы

зависит от номиналов элементов — резистора R4 и емкости С5). В этом случае происходит быстрый разряд конденсаторов через открытый тиристор и малое сопротивление первичной обмотки трансформатора Т1. В результате этого на вторичной обмотке трансформатора появляются импульсы высокого напряжения. Выводы трансформатора высоковольтным проводом соединяются с электродами, расположенными вблизи от газовых горелок, рис. 4.20. В качестве электродов, для поджига газа, можно воспользоваться отслужившими свой срок автомобильными свечами. Для этого потребуется снять с них металлическую рубашку (ножовкой по металлу) и закрепить под крышкой на диэлектрической пластине. При этом, если нажать кнопку SB1, искра будет появляться между двумя горелками одновременно. Если же горелок четыре (что наиболее часто встречается), то вторичных обмоток у трансформатора должно быть две и они могут иметь по 1000...1200 витков.

Настройка схемы заключается в подборе номинала резистора R4 (контролируя осциллографом напряжение на конденсаторах) таким, чтобы тиристор открывался периодически и синхронно с сетевыми заряжающими конденсаторы импульсами.

В схеме применены детали: резисторы R1 — ПЭВ-25, остальные типа МЛТ; конденсаторы С1...С4 типа МБМ, С5 — любого типа. Диоды можно заменить любыми выпрямительными на ток не менее 0,5 А и допустимое обратное напряжение не менее 400 В.

Конструкция высоковольтного трансформатора аналогична используемому в электрошоковом устройстве (см. рис. 2.27), но можно применить и трансформатор промышленного изготовления от электронных устройств зажигания газа.

Все элементы схемы, кроме резистора R1 и трансформатора Т1, расположены на печатной плате, рис. 4.21.

Вся конструкция закрывается диэлектрическим корпусом подходящих размеров, а кнопка SB1 закрепляется на корпусе плиты в удобном месте.

Зависимое включение двух разных устройств

Некоторые из электро- и радиоприборов работают совместно. Например, при использовании активной телевизионной антенны было бы удобно, если блок питания антенного усилителя сам включался при включении телевизора и автоматически выключался при его отключении. Это избавляет от необходимости следить за состоянием вспомогательных устройств (ведомого) при включении главного (ведущего). Удобно также иметь вечером небольшую фоновую подсветку за телевизором — это меньше утомляет зрение при длительном просмотре телепередач.

Данную задачу выполняет приведенная на рис. 4.22 схема. При появлении тока через нагрузку, подключенную к гнездам XS1, напряжение, снимаемое с автотрансформатора Т1, выпрямляется диодами VD1, VD2 и через резистор R1 подается на управление коммутатором VS1. Оптоэлектронное реле VS1 из серии КР293 (маркировка на корпусе 5П19Т1) позволяет коммутировать любую нагрузку с потребляемым током до 1 А (200 Вт), подключенную к гнездам XS2. При этом падение напряжения на ключе VS1 не превышает 2 В.

Рис. 4.22. Электрическая схема приставки

В данной схеме имеется возможность дистанционного управления включением устройств, если главное (например телевизор) имеет такую возможность (в дежурном режиме телевизор потребляет маленький ток, что недостаточно для включения электронного коммутатора).

Трансформатор Т1 является самодельным и выполнен на основе широко распространенного телефонного (используются в старых моделях телефонных аппаратов). Для этого потребуется снять с него одну верхнюю обмотку и на ее месте расположить 120 витков провода ПЭЛ-2 диаметром 0,5 мм. Остальные обмотки подключаются по схеме повышающего напряжение автотрансформатора. Это увеличивает минимальную чувствительность устройства. Для трансформатора может также использоваться ферритовый магнитопровод М2000НМ1 типоразмера Ш5х5 мм. Чувствительность схемы к минимальному току нагрузки зависит также от числа витков в первичной обмотке (4-6).

В схеме могут применяться любые диоды на ток не менее 100 мА. Резистор использован МЛТ, полярные электролитические конденсаторы типа К50-35 или аналогичные.

Печатная плата для схемы не разрабатывалась, а монтаж выполняется объемным монтажом. Вся конструкция размещена в пластмассовом корпусе с размерами 90х50х30 мм.

Налаживание устройства удобно проводить при подключенной лампе и вольтметре к гнездам XS2 и сводится к подбору номинала резистора R1 так, чтобы ключ VS1 полностью открывался при реальной нагрузке, подключенной к гнездам XS1. Максимально допустимая мощность нагрузки ведущего устройства, подключенного к гнездам XS1, составляет 200 Вт. Она может быть увеличе на, при увеличении диаметра провода в первичной обмотке автотрансформатора (при этом число витков в первичной обмотке можно уменьшить).

Приведенная схема не потребляет энергию в ждущем режиме. Она проще в изготовлении и содержит меньше деталей по сравнению с устройством аналогичного назначения, опубликованным в журнале Радио N 8, 1996.

Рис. 4.23. Схема приставки для управления мощной нагрузкой

При необходимости включать более мощную нагрузку ведомого устройства можно использовать промежуточное реле (включаемое к гнездам XS2) с контактами на необходимый ток или же собрать аналогичную схему коммутатора с более мощным тиристором, рис. 4.23.

Сетевой сигнализатор

Уходя из квартиры, нужно не забыть выключить свет и бытовые приборы. Предлагаемое устройство сигнализатора напомнит об этом.

Данный блок является индикатором наличия тока в цепи и может быть установлен в квартире вблизи сетевого распределительного щитка (рис. 4.24), а диод размещается на видном месте около входной двери. Светодиод будет све титься только в том случае, если в сетевой цепи протекает ток. Как правило, в современных квартирах имеется не менее двух сетевых контуров подводки напряжения. По одной цепи подключены все розетки, а второй контур используется для подачи напряжения на освещение (через соответствующие включатели). Несложно установить такие схемы индикаторов по каждой из цепей. Для питания холодильника потребуется проложить отдельные провода от щитка, где индикатор тока в цепи не нужен.

Рис. 4.24. Индикатор тока в цепи

Приведенная схема индикатора имеет порог чувствительности к мощности подключенной нагрузки примерно 40 Вт. В этом случае работа бытовых радиоприборов в дежурном режиме, таких, как телевизор, видеомагнитофон, часов и др., не вызовет свечения индикатора.

Для изготовления токового трансформатора Т1 взят унифицированный телефонный трансформатор, с каркаса которого снимается верхняя обмотка и на ее месте (4-6) наматываются витки до заполнения свободного места проводом ПЭЛ-2 диаметром 1 мм. В этом случае Т1 позволяет попускать через себя ток до 15 А (мощность 3 кВт).

Светодиод HL1 подойдет любой, с малым потребляемым током при свечении, например из серии КИПД.

Схема в дежурном режиме не потребляет энергии и абсолютно безопасна в работе и удобна в подключении.

Защита радиоаппаратуры от повышенного напряжения в сети

Повышенное напряжение в сети может появиться в результате аварии. Особенно эта проблема актуальна в сельской местности или на даче, где такие явления не редки. Это связано с тем, что подходящие сетевые провода имеют открытую (воздушную) проводку и возможен их обрыв с замыканием.

Большая часть современной радиоаппаратуры имеет импульсные источники питания, которые в случае перегрузки выходят из строя. Постоянно контролировать сетевое напряжение неудобно, да и не эффективно. Ведь перегрузка при работающей радиоаппаратуре может произойти в любой момент времени. Предлагаемое устройство позволяет предотвратить повреждение электроприборов и радиоаппаратуры от повышенного напряжения.

Простейший вариант защиты аппаратуры от перегрузки можно выполнить, используя специальный разрядник, включенный после входных предохранителей. Он имеет такую характеристику, что пробой газа внутри корпуса происходит при превышении действующего напряжении выше 270 В. Сработавший разрядник имеет очень малое внутреннее сопротивление и закорачивает сетевую цепь. В этом случае просто перегорят плавкие вставки (или сработает защитный электромеханический автомат), что прервет подачу напряжения на все включенные бытовые устройства.

Основными недостатками разрядника является его дефицитность и нерегулируемый порог срабатывания.

Рис. 4.25. Электрическая схема защитного устройства

Приведенная схема, рис. 4.25, аналогична по принципу работы разряднику. Только вместо него использован более доступный электронный коммутатор — симистор. При этом порог открывания VS1 можно установить с помощью резистора R4 на уровне 260 В (действующее значение). Конденсатор С1 устраняет срабатывание схемы от кратковременных помех (выбросов). Устанавливать светодиод HL1 не обязательно, но его удобно иметь при настройке, когда управление симистором можно временно отключить.

Проверить работоспособность устройства и установить порог срабатывания защиты можно при помощи ЛАТРа (установив предохранители FU1 на небольшой ток — 1 ...2 А). В ждущем режиме схема потребляет ток не более 3 мА.

Pис. 4.26. Доработка схемы защитного устройства

Защитное устройство можно сделать более "умным", если дополнить его схемой, реагирующей на ток в цепи, рис. 4.26. (Работа ее описана в предыдущей статье, где также приведена методика изготовления токового трансформатора.) При этом устройство будет срабатывать только в том случае, если к сети подключены потребители энергии.

Микрофонный усилитель

Схема микрофонного усилителя, рис. 4.27, отличается от аналогичных, опубликованных в литературе, малыми габаритами и глубокой автоматической регулировкой усиления (АРУ). Это позволяет использовать ее в составе радиостанции или кассетного магнитофона. Все устройство выполнено на одной микросхеме, имеющей в своем корпусе четыре универсальных операционных усилителя.

На элементе микросхемы DA1.1 собран неинвертирующий предварительный усилитель сигнала с микрофона. Это необходимо для эффективной работы автоматической регулировки усиления и снижения уровня шумов. Регулировка коэффициента передачи сигнала между каскадами осуществляется за счет изменения внутреннего сопротивления открытого транзистора VT1, включенного в делитель напряжения, образованный совместно с резистором R5. В исходном состоянии (при низком уровне входного сигнала) VT1 заперт и на прохождение сигнала влияния не оказывает.

Второй каскад усилителя собран на элементе DA1.2. Полоса усиливаемых частот от 50 Гц до 50 кГц. Номинальное выходное напряжение 200 мВ. Элемент DA1.3 является повторителем сигнала, что улучшает согласование схемы с нагрузкой.

Pис. 4.27. Электрическая схема микрофонного усилителя

Для работы системы АРУ используется усилитель на DA1.3 и детектор уровня сигнала на транзисторах VT2, VT3. Время восстановления схемы (инерционность) задается конденсатором С12. При изменении входного напряжения на 50 дБ — выходное меняется не более чем в 2 раза.

В схеме применены полярные конденсаторы типа К50-16, остальные К10-17; резисторы МЛТ.

При правильной сборке схема будет работать сразу, но элементы, отмеченные звездочкой "*", могут потребовать подбора. Так, изменением величины резистора R10 необходимо добиться в точке делителя, указанной на схеме, напряжения 1,15 В. Это напряжение подается на входы усилителей и обеспечивает начальное смещение для работы микросхем на линейном участке характеристики. В этом случае, при перегрузке, ограничение сигнала будет симметричным. От номиналов резисторов R3 и R7 зависит коэффициент усиления каскадов.

Как сделать из монитора телевизор

У многих, кто начинал свое знакомство с компьютерами из семейства ZX-SPECTRUM, БК-001 и др., имеется цветной монитор типа 32ВТЦ-202 (МС 6113.02) или аналогичный. Если этот монитор уже не используется по своему прямому назначению, то предлагаемая доработка схемы позволяет превратить его в современный телевизор с дистанционным управлением на ИК-лучах. Для этого потребуется к уже имеющимся в мониторе блокам установить часть недостающих узлов: модуль цветности, радиоканал и блок управления. Их лучше приобрести уже готовые. Узлы эти унифицированны и легко устанавливаются внутри корпуса на металлическом каркасе (калитке). Это не потребует больших материальных затрат и много времени.

Имеющуюся в мониторе плату видеоканала и блок управления необходимо удалить (они в дальнейшем не используются). А для удобства крепления новых плат фильтр блока питания и сам блок питания перемещаются глубже внутрь основания корпуса.

При доработке схемы монитора применены новые узлы:

• блок радиоканала БРК-3-32 (от телевизора Ц-415);
• модуль цветности МЦ-31 (подойдет любой модификации);
• модуль управления МСН-405 с блоком БПД-45, а также пульт ДУ на ИК-лучах;
• динамик типа 0.5ГД-36 (для него имеются уже установочные отверстия на передней панели монитора).

Блок-схема электрических соединений узлов показана на рис. 4.28. На ней новые блоки, которые устанавливаются в корпусе, показаны пунктиром. На рисунке изображены только выполняемые соединения между блоками, в дополнение к уже имеющемуся монтажу.

Расположение блоков на каркасе внутри корпуса показано на рис. 4.29 (вид сзади). Блок радиоканала устанавливается в нижней части левой калитки. В верхней части той же калитки закрепляется модуль цветности. Блок питания располагается вертикально на своем родном кронштейне, выходным разъемом вверх.

В данном случае в качестве блока управления используется модуль МСН- 405 совместно с блоком дежурного режима БПД-45. Модуль МСН-405 устанавливают на месте снятого блока управления, используя металлический кронштейн. На месте его установки с лицевой стороны в корпусе телевизора прорезается отверстие под индикатор и органы управления. Блок дежурного режима и ПФП устанавливаются на основании внизу корпуса телевизора на освободившемся после перемещения БП месте. Динамик крепится справа внизу корпуса на имеющееся посадочное место с помощью саморезов.

Соединение блоков и модулей проводится жгутом, прокладку которого лучше начинать от источника питания до требуемых мест.

Для нормальной работы телевизора на плате МГСР, расположенной на модуле строчной развертки, потребуется выполнить доработку, рис. 4.30. Она заключается в установке транзистора КТ315 в разрыв цепи от разъема ХР1/13 (место для размещения указанных элементов на плате имеется). Это обеспечи вает инвертирование сигнала, что необходимо для нормальной синхронизации генератора внутри микросхемы.

Потребуется также на плате блока разверток установить дополнительные резисторы R1 и R2 (см. рис. 4.28). Они используются в дальнейшем для регулировки напряжения.

При настройке телевизора потребуется его комплексная регулировка. Для этого необходимо представлять себе принцип работы входящих в него узлов и иметь электрические схемы всех блоков. Объем книги не позволяет описывать этот процесс подробно. Например, можно порекомендовать познакомиться с книгой "Регулировка и ремонт цветных телевизоров", автор С. А. Ельяшкевич, или аналогичной.

В частности, в процессе регулировки выполняются операции в следующей последовательности:

1. Проверить наличие номинальных напряжений на выходе источника питания.
2. Установить напряжение примерно 30 В на модуляторе кинескопа (на блоке разверток резистор R1, см. рис. 4.28).
3. Настроить при помощи блока МСН телевизор на любой принимаемый телевизионный сигнал-в соответствии с инструкцией по эксплуатации телевизора "Горизонт 51CTV-441".
   

   
   

   Рис. 4.28. Схема соединений блоков

   
   

   Pис. 4.29. Расположение узлов внутри корпуса

   
   

   Pис. 4.30. Выполняемая доработка на плате модуля строчной развертки

4. Для нормальной регулировки звука потребуется в модуле МСН-405 заменить резистор R34 на номинал 1 кОм, а подбором резистора R7 (из блока радиоканала БРК-3-32) настраивается минимальный уровень громкости. Максимальную громкость устанавливаем подстройкой резистором R28 на блоке радиоканала.
5. После получения на экране изображения настраивается модуль цветности (МЦ-31). Комплексная регулировка телевизора проводится в соответствии с рекомендациями, изложенными в литературе. Следует лишь иметь в виду, что выходной каскад будет питаться пониженным напряжением (180 В).
6. Последним этапом настройки является устранение геометрических искажений и центровка растра с помощью соответствующих регуляторов на платах блока разверток. При неустойчивой синхронизации она регулируется штатными элементами на МКР и МГСР соответственно. В указанной литературе методика настройки описана более подробно, но при этом необходимо учитывать состав данного телевизора.