На рисунке 2 показана схема простейшего реле времени с индикацией на светодиодах Отсчет времени начинается в момент включения питания выключателем S1. В самом начале конденсатор С1 разряжен и напряжение на нем мало (как логический ноль). По этому на выходе D1.1 будет единица, а на выходе D1.2 - ноль. Будет гореть светодиод HL2, а светодиод HL1 гореть не будет. Так будет продолжаться до тех пор, пока С1 не зарядится через резисторы R3 и R5 до напряжения, которое элемент D1.1 понимает как логическую единицу В этот момент, на выходе D1.1 возникает ноль, а на выходе D1.2 - единица.
Кнопка S2 служит для повторного запуска реле времени (когда вы ее нажимаете она замыкает С1 и разряжает его, а когда её отпускаете, - начинается зарядка С1 снова). Таким образом, отсчет времени начинается с момента включения питания или с момента нажатия и отпускания кнопки S2. Светодиод HL2 показывает, что идет отсчет времени, а светодиод HL1 - что отсчет времени завершен. А само время можно устанавливать переменным резистором R3.
На вал резистора R3 можно надеть ручку с указателем и шкалой, на которой подписать значения времени, измерив их при помощи секундомера. При сопротивлениях резисторов R3 и R4 и емкости С1 как на схеме, можно устанавливать выдержки от нескольких секунд до минуты и немного больше.
В схеме на рисунке 2 используется только два элемента микросхемы, но в ней есть еще два. Используя их можно сделать так, что реле времени по окончании выдержки будет подавать звуковой сигнал.
На рисунке 3 схема реле времени со звуком. На элементах D1 3 и D1.4 сделан мультивибратор, который вырабатывает импульсы частотой около 1000 Гц. Частота эта зависит от сопротивления R5 и конденсатора С2. Между входом и выходом элемента D1.4 включена пьезоэлектрическая «пищалка», например, от электронных часов или телефона-трубки, мультиметра. Когда мультивибратор работает она пищит.
Управлять мультивибратором можно изменяя логический уровень на выводе 12 D1.4. Когда здесь нуль мультивибратор не работает, а «пищалка» В1 молчит. Когда единица. - В1 пищит. Этот вывод (12) подключен к выходу элемента D1.2. Поэтому, «пищалка» пищит тогда, когда гаснет HL2, то есть, звуковая сигнализация включается сразу после того, как реле времени отработает временной интервал.
Если у вас нет пьезоэлектрической «пищалки» вместо неё можно взять, например, микродинамик от старого приемника или наушников, телефонного аппарата. Но его нужно подключить через транзисторный усилитель (рис. 4), иначе можно испортить микросхему.
Впрочем, если нам светодиодная индикация не нужна, - можно опять обойтись только двумя элементами. На рисунке 5 схема реле времени, в котором есть только звуковая сигнализация. Пока конденсатор С1 разряжен мультивибратор заблокирован логическим нулем и «пищалка» молчит. А как только С1 зарядится до напряжения логической единицы, - мультивибратор заработает, а В1 запищит На рисунке 6 схема звукового сигнализатора, подающего прерывистые звуковые сигналы. Причем тон звука и частоту прерывания можно регулировать Его можно использовать, например, как небольшую сирену или квартирный звонок
На элементах D1 3 и D1.4 сделан мультивибратор. вырабатывающий импульсы звуковой частоты, которые через усилитель на транзисторе VT5 поступают на динамик В1. Тон звука зависит от частоты этих импульсов, а их частоту можно регулировать переменным резистором R4.
Для прерывания звука служит второй мультивибратор на элементах D1.1 и D1.2. Он вырабатывает импульсы значительно более низкой частоты. Эти импульсы поступают на вывод 12 D1 3. Когда здесь логический ноль мультивибратор D1.3-D1.4 выключен, динамик молчит, а когда единица - раздается звук. Таким образом, получается прерывистый звук, тон которого можно регулировать резистором R4, а частоту прерывания - R2. Громкость звука во многом зависит от динамика. А динамик может быть практически любым (например, динамик от радиоприемника, телефонного аппарата, радиоточка, или даже акустическая система от музыкального центра).
На основе этой сирены можно сделать охранную сигнализацию, которая будет включаться каждый раз, когда кто-то открывает дверь в вашу комнату (рис. 7).
Простые радиосхемы начинающим
В этой статье мы рассмотрим несколько простых электронных устройств на основе логических микросхем К561ЛА7 и К176ЛА7. В принципе эти микросхемы практически одинаковые и имеют одинаковое предназначение. Несмотря на небольшую разницу в неокторых параметрах они практически взаимозаменяемы.
Коротко о микросхеме К561ЛА7
Микросхемы К561ЛА7 и К176ЛА7 представляют собою четыре элемента 2И-НЕ. Конструктивно выполнены они в пластмассовом корпусе черного цвета с 14-ю выводами. Первый вывод микросхемы обозначен в виде метки (так называемый ключ) на корпусе. Это может быть или точка или выемка. Внешний вид микросхем и цоколевка выводов показаны на рисунках.
Питание микросхем составляет 9 Вольт, питающее напряжение подается на выводы: 7 вывод- "общий", 14 вывод- "+".
При монтаже микросхем необходимо быть внимательным с цоколевкой- случайная установка микросхемы "наизнанку" выводит ее из строя. Пайку микросхем желательно производить паяльником мощностью не более 25 Ватт.
Напомним что эти микросхемы назвали "логическими" поэтому что они имеют всего лишь два состояния- или "логический ноль" или "логическая единица". Причем при уровне "единица" подразумевается напряжение близкое к напряжению питания. Следовательно- при уменьшении напряжения питания самой микросхемы и уровень "Логической единицы" будет меньше.
Давайте проведем небольшой эксперимент (рисунок 3)
Сначала превратим элемент микросхемы 2И-НЕ просто в НЕ, соединив для этого входы. На выход микросхемы подключим светодиод, а на вход будем подавать напряжение через переменный резистор, контролируя при этом напряжение. Для того чтобы светодиод загорелся необходимо на выходе микросхемы (это вывод 3) получить напряжение равное логической "1". Контролировать напряжение можно при помощи любого мультиметра включив его в режим измерений постоянного напряжения (на схеме это PA1).
А вот с питанием немного поиграем- сначала подключим одну батарейку 4,5 Вольта.Так как микросхема является инвертором, следовательно для того чтобы получить на выходе микросхемы "1" необходимо наоборот на вход микросхемы подать логический "0". Поэтому начнем наш эксперимент с логической "1"- то есть движок резистора должен быть в верхнем положении. Вращая движок переменного резистора дождемся момента когда загорится светодиод. Напряжение на движке переменного резистора, а следовательно и на входе микросхемы будет примерно около 2,5 Вольт.
Если подключить вторую батарейку, то мы получим уже 9 Вольт, и светодиод у нас в этом случае загорится при напряжении на входе примерно 4 Вольта.
Здесь, кстати, необходимо дать небольшое разъяснение
: вполне возможно что в Вашем эксперименте могут быть другие результаты отличные от вышеуказанных. Ничего удивительного в этом нет: во первых двух совершенно одинаковых микросхем не бывает и параметры у них в любом случае будут отличаться, во-вторых логическая микросхема может любое понижение входного сигнала распознать как логический "0", а в нашем случае мы понизили входное напряжение в два раза, ну и в-третьих в данном эксперименте мы пытается заставить работать цифровую микросхему в аналоговом режиме (то есть управляющий сигнал у нас проходит плавно) а микросхема, в свою очередь работает как ей положено- при достижении определенного порога перебрасывает логическое состояние мгновенно. Но ведь и этот самый порог у различных микросхем может отличаться.
Впрочем цель нашего эксперимента была простая- нам необходимо было доказать что логические уровни напрямую зависят от питающего напряжения.
Еще один нюанс
: такое возможно лишь с микросхемами серии КМОП которые не очень критичны к питающему напряжению. С микросхемами серии ТТЛ дела обстоят иначе- питание у них играет огромную роль и при эксплуатации допускается отклонение не более чем в 5%
Ну вот, краткое знакомство закончилось, переходим к практике...
Простое реле времени
Схема устройства показана на рисунке 4. Элемент микросхемы здесь включен так-же как и в эксперименте выше: входы замкнуты. Пока кнопка кнопка S1 разомкнута, конденсатор С1 находится в заряженном состоянии и ток через него не протекает. Однако вход микросхемы подключен и к "общему" проводу (через резистор R1) и поэтому на входе микросхемы будет присутствовать логический "0". Так как элемент микросхемы является инвертором то значит на выходе микросхемы получится логическая "1" и светодиод будет гореть.
Замыкаем кнопку. На входе микросхемы появится логическая "1" и, следовательно, на выходе будет "0", светодиод погаснет. Но при замыкании кнопки и конденсатор С1 мгновенно разрядится. А это значит что после того как мы отпустили кнопку в конденсаторе начнется процесс заряда и пока он будет продолжаться через него будет протекать электрический ток поддерживая уровень логической "1" на входе микросхемы. То есть получится что светодиод не загорится до тем пор пока конденсатор С1 не зарядится. Время заряда конденсатора можно изменять подбором емкости конденсатора или изменением сопротивления резистора R1.
Схема вторая
На первый взгляд практически то же самое что и предыдущая, но кнопка с времязадающим конденсатором включена немного по-другому. И работать она будет тоже немного иначе- в ждущем режиме светодиод не горит, при замыкании кнопки светодиод загорится сразу, а погаснет уже с задержкой.
Простая мигалка
Если включить микросхему как показано на рисунке то мы получим генератор световых импульсов. По сути это самый простой мультивибратор, принцип работы которого был подробно описан на этой странице.
Частота импульсов регулируется резистором R1 (можно даже установить переменный) и конденсатором С1.
Управляемая мигалка
Давайте немного изменим схему мигалки (которая была выше на рисунке 6) введя в нее цепь из уже знакомого нам реле времени- кнопку S1 и конденсатор С2.
Что у нас получится: при замкнутой кнопке S1, на входе элемента D1.1 будет логический "0". Это элемент 2И-НЕ и поэтому не важно что у него творится на втором входе- на выходе в любом случае будет "1".
Эта самая "1" поступит на вход второго элемента (который D1.2) и значит на выходе этого элемента будет прочно сидеть логический "0". А раз так то светодиод загорится и будет гореть постоянно.
Как только мы отпустили кнопку S1, начинает заряд конденсатора С2. В течение времени заряда через него будет протекать ток удерживая уровень логического "0" на выводе 2 микросхемы. Как только конденсатор зарядится, ток через него прекратится, мультивибратор начнет работать в своем обычном режиме- светодиод будет мигать.
На следующей схеме также введена эта-же цепочка но включена она уже иначе: при нажатии на кнопку светодиод начнет мигать а по истечение некоторого времени станет гореть постоянно.
Простая пищалка
В этой схеме ничего особо необычного нет: все мы знаем что если к выходу мультивибратора подключить динамик или наушник то он начнет издавать прерывистые звуки. На малых частотах это будет просто "тикание" а на более высоких частотах это будет писк.
Для эксперимента больший интерес представляет схема показанные ниже:
Здесь опять же знакомое нам реле времени- замыкаем кнопку S1, размыкаем ее и через некоторое время устройство начинает пищать.
Хотя ее при желании можно без проблем установить и в .
Схема сигнализации предполагает наличие одной цепи охраны (с задержкой на постановку и сработку), но при небольшой доработке, вполне можно добавить сколько угодно цепей мгновенной сработки (подключить датчики на разбитие стекла, датчики движения, и т.д.). Плюсом данной схемы является возможность независимой регулировки таймеров задержки:
- Задержка постановки на охрану — регулировка времени от момента включения системы, до момента, когда хозяин квартиры должен покинуть помещение и закрыть дверь, тем самым замыкая цепь охраны.
- Задержка на включение сирены — регулировка времени от момента открытия двери, до момента включения системой акустического ревуна. То есть время за которое необходимо успеть войти в квартиру и обесточить сигнализацию.
Еще раз подчеркну, таймеры задержек регулируются независимо и не влияют друг на друга , как это, зачастую, встречается в простых охранных системах на логических микросхемах. Принципиальная схема сигнализации изображена на рисунке №1. Схема реализована на 2-х логических микросхемах: К561ЛА7 и К561ЛН2, которые запитаны от 5 Вольтового стабилизатора напряжения. Применение стабилизатора, конечно, сводит на нет преимущества микросхем серии К561 а именно сверх низкий ток потребления, но избавляет от проблемы изменения времени задержек, при снижении . Время задержки постановки на охрану зависит от номинала конденсатора С1, чем больше его емкость, тем длиннее период задержки. Задержка на включение сирены определяется номиналом конденсатора С3, чем больше его емкость, тем больше времени для отключения охранной системы после размыкания контактов охранного шлейфа.
Вкратце о принципе работы сигнализации:
Сначала необходимо рассмотреть участок схемы который непосредственно связан с охранным шлейфом.
Нас интересует один из логических элементов микросхемы DD1 К561ЛА7 который отвечает за сработку системы, а именно передачу импульса для мгновенной
зарядки конденсатора C2 емкостью 2200мкФ (который определяет время работы сирены
в случае если дверь после несанкционированного проникновения будет сразу закрыта, но сигнализация останется включена). Рассмотрим процессы происходящие после сработки системы (т.е. после мгновенной зарядки конденсатора С2 2200мкФ) о том в каком случае происходит такая сработка будет сказано позже, что бы не запутаться в происходящем. Итак, из энергии С2 2200мкФ
через диод VD2 и резистор R5 620k происходит медленный заряд
конденсатора С3 200мкФ. Этот этап является задержкой на включение сирены, как уже говорилось, чем выше емкость С3, тем больше времени пройдет перед включением сирены. Итак, С3 медленно заряжается, и в определенный момент, напряжение на конденсаторе доходит до значения (порядка 3 Вольт), при котором происходит сработка инверторов, выполненных на микросхеме DD2 К561ЛН2. После двухкратной инверсии сигнала, с вывода №4 микросхемы DD2 поступает напряжение питания на токоограничительный резистор ключа, выполненного на биполярном транзисторе КТ819Г. Данный ключ «проключает землю», то есть во включенном состоянии пропускает через себя ток и включает сирену.
Нам осталось разобраться как работает задержка постановки на охрану и при каких обстоятельствах произойдет включение сирены. Итак, при включении охранной системы происходит медленный заряд конденсатора С1, определяющего время задержки постановки на охрану. При достижении напряжения на конденсаторе С1 выше порога сработки (порядка 3 вольт), состояние выхода первого логического элемента микросхемы DD1 К561ЛА7 (ножка 3 микросхемы) поменяет свое состояние: сразу при включении на на этом выводе микросхемы будет напряжение равное напряжению питания, т.е. 5 Вольт, а при заряженном конденсаторе С1 (по окончании времени задержки на постановку) на данной ножке микросхемы напряжение станет равным нолю. Идем дальше по схеме, сигнал поступает на второй логический элемент микросхемы DD1 на котором происходит его инвертирование. Попросту говоря если на входах элемента №6,№5 будет ноль, то на выходе элемента (лапка №4) появится . И на оборот, если на обоих входах (№6,№5) элемента появится полное напряжение питания (5Вольт) , то на выходе элемента напряжение станет равным нолю. Для сброса таймеров (в случае когда, вы по каким-либо причинам не успеваете выйти и запереть за собой дверь) необходимо нажать на несколько секунд строенный переключатель без фиксации положения (кнопку) который произведет разряд всех время-задающих конденсаторов через номиналом в 5 Ом. Производить сброс таймеров также необходимо после каждого выключения охранной сигнализации . Можно объединить кнопку отключения питания и кнопку сброса воедино, если найдете подходящий переключатель с фиксацией положения и возможностью комутации 4 пар контактов. Остается последний непоясненный вопрос.
Мы опять возвращаемся к рассмотрению логического элемента №3 микросхемы DD1 К561ЛА7. Как уже было сказано выше инверсия сигнала произойдет когда на обоих входах логического элемента появится напряжение питания. То есть, если на входе №9 и входе №8 будет +5 Вольт, на выходе данного элемента (ножка №10) напряжение станет равным нолю. С выхода №10 сигнал «ноль» будет подан на точно такой же элемент, который так же инвертирует сигнал и на выходе последнего логического элемента микросхемы DD1 К561ЛА7, то есть на ножке №11 появится напряжение +5 Вольт, которое произведет через диод VD1 мгновенную зарядку конденсатора 2200мкФ. Что происходит далее, было описано выше.
Итак, самый главный фрагмент описания действия сигнализации!
Охранный шлейф является нормально замкнутым
, то есть в режиме «под охраной» кнопка замкнута, а в режиме открытия двери цепь размыкается. Что это нам дает, применимо к схеме? Сигнал, на сработку сирены, через заданное количество секунд будет подан лишь в том случае, когда на обоих входах станет напряжение равным 4-5 Вольт. Это может произойти только лишь в случае, когда охранный шлейф разомкнут, (в этом случае на вход №8 через резистор R11 номиналом 100к будет подано напряжение 5 Вольт). И когда на входе №9 появится напряжение 5 Вольт, а это произойдет после окончания времени задержки постановки на охрану. Обязательно еще посмотрите
PS/
Я старался изложить принцип действия самодельной охранной сигнализации максимально лаконично и доступно, для понимания начинающим любителям самоделок. Если улучшите эту модель – пришлите, пожалуйста фото и схему Вашего варианта охранной сигнализации, я буду очень вам признателен и размещу её в этом разделе. Заранее спасибо.
Вы также можете прислать любые свои самодельные кострукции, и я с удовольствием их размещу на этом сайте с указанием Вашего авторства! samodelkainfo{собачка} yandex.ru
В этой статье приведены схемы простейших электронных сигнализаций, сделать которые может каждый, кто хоть в минимальной степени знаком с электроникой или просто умеет держать в руке паяльник. Пригодятся такие сигнализации во многих случаях. Их можно поставить на окнах, если в доме есть маленький ребенок, который может их открыть. На дверях квартиры или гаража охраняемой стоянки. И при срабатывании сторож вызовет милицию. Можно поставить такую сигнализацию и в квартире, если вы дружите с соседями. Даже если вы идете в поход, но не грех раскинуть на ночь охранный шлейф и вокруг лагеря на случай появления диких животных или посторонних.
Первая схема электронной сигнализации проста до крайности, проще уже некуда. Это всего один транзистор, резистор и исполнительно реле. Если предполагается звуковая сигнализация, то вместо реле включают звуковую сирену или ревун.
Принцип работы: Охранный шлейф представляет собой тонкий провод, или замкнутый контакт. Когда провод цел (или контакт замкнут), база транзистора заземлена и транзистор закрыт. Ток между коллектором и эмиттером не протекает.
Если же порвать охранный провод, или разомкнуть контакт, база окажется подключенной к источнику питания через резистор R1, транзистор откроется и сработает реле (или сирена). Выключить ее можно только либо отключив питание, либо восстановив охранный шлейф.
Такую сигнализацию можно использовать для охраны своих вещей, например. В качестве охранного контакта применяют геркон, сигнализацию прячут в боковой карман сумки или рюкзака, а рядом располагают магнит. Если магнит удалить от самой сигнализации (переместить вещь), сирена заверещит на все голоса.
Вторая схема с более продвинутыми пользовательскими функциями
Как и в первом случае, в качестве датчика служит охранный шлейф, нормально замкнутый (в режиме охраны) контакт или геркон, замкнутый магнитным полем. При нарушении шлейфа происходит срабатывание сигнализации и работа ее продолжается до отключения питания. Восстановления шлейфа не приводит к выключению сигнализации, она все равно будет продолжать работать некоторое время. Сигнализация имеет кнопку временной блокировки, необходимой для покидания охраняемой зоны сами владельцем. Сигнализация так же имеет и задержку срабатывания, необходимую для ее выключения владельцем при его входе в охраняемую зону.
Разберем работу схемы. Прежде чем поставить сигнализацию на охрану, Необходимо выключить (разомкнуть) выключатель S1. Его надо установить в потайном месте недалеко от входа. Можно использовать, например, скрытый геркон, который замыкается – размыкается перестановкой какого либо предмета с встроенным в нем магнитом и т.п. Этот выключатель блокирует работу системы и она перестает реагировать на обрыв шлейфа. При уходе, выключатель S1 размыкается и конденсатор С2 начинает заряжаться через резистор R2. Пока конденсатор не зарядится до определенной величины, система «слепая». И у вас есть время покинуть объект, восстановив охранный шлейф или замкнув контакты. Подбирая значения резистора R2 и конденсатора С2 добейтесь приемлемой для себя задержки при выходе.
Если охранный шлейф будет нарушен, то через резистор R1 начнет заряжаться конденсатор С1. Эта пара создает небольшую задержку срабатывания сигнализации, и у хозяина есть время ее нейтрализовать, включив выключатель S1. Необходимо подобрать номиналы резистора и конденсатора для комфортного времени задержки срабатывания.
Если же шлейф нарушен злоумышленником, который не знает как выключить сигнализацию, то через некоторое время после разрыва шлейфа, сигнализация сработает (на обеих входах элемента D1.1 будут по логической «1», соответственно, на выходе «0». Пройдя через инвертор D1.2 он снова станет «1» и откроет транзистор VT1. Транзистор разрядит конденсатор С3 и через инвертор откроет транзистор VT2, который и заставит сработать исполнительное реле или включит сирену.
Даже если злоумышленник быстро восстановит шлейф, то сирена будет продолжать работать, так как конденсатор С3 будет достаточное время заряжаться через резистор R3. Именно номиналы этой пары и определяют время работы сигнализации после восстановлении шлейфа. Если же шлейф не восстановлен, сигнализация будет работать постоянно.
Микросхема — К561ЛА7, транзисторы — любые n-p-n (КТ315, КТ815 и т.д.) Источник питания — любой с напряжением +5 — +15 Вольт. Исполнительное реле или сирена может быть подключена к более мощному источнику питания, нежели сама схема. В режиме ожидания схема тока практически не потребляет (на уровне саморазряда батарей).
