Простые схемы на транзисторах для начинающих — радар, сигнализатор, индикатор
Содержание
- Акустический радар
- Сигнализатор разряда батареи
- Сигнализатор открытой дверцы холодильника
- Звуковой сигнализатор поворотов автомобиля
- Детали
Простые принципиальные схемы устройств на транзисторах для сборки начинающими.
Акустический радар
Это очень интересное устройство, оно звучит при приближении к нему какого-то препятствия, например, стены. Схема показана на рисунке 1. Схема очень проста и построена всего на двух транзисторах.
Принцип работа основан на таком неприятном эффекте, который имеет место в аудиоаппаратуре при возникновении акустической обратной связи между микрофоном и динамиком, -раздается звук высокого тона, переходящий в свист.
Так вот здесь практически то же самое. На транзисторах VT1 и VT2 сделан простейший усилитель низкой частоты. А микрофоном и динамиком служат два одинаковых пьезоэлектрических звуко-излучателя В1 и В2.
Рис. 1. Принципиальная схема звукового радара препятствий.
Звукоизлучатель В1 служит микрофоном Он подключен ко входу усилителя, а именно, к базе транзистора VТ1. Звукоизлучатель В2 служит динамиком Он подключен на выходе усилителя. — в коллекторной цепи транзисторов.
Так как сопротивление пьезоэлектрического звукоизлучателя очень высокое, чтобы усилитель мог работать параллельно В2 включен резистор R2, нагружающий усилитель по постоянному току.
Соберите эту схему, подключите питание. Проверьте работу путем поднесения В1 к В2. При этом схема самовоэ-буждается и из В2 раздается звук высокого тона.
Расположите В1 и В2 в одной плоскости и направьте их в одну сторону, — в сторону где должно возникнуть препятствие, но так чтобы в отсутствие препятствия звука не было.
Поднесите препятствие, например, руку В2 начинает звучать. При приближении или отдалении препятствия меняется не только громкость звука, но тон. В схеме на рисунке 1 пьезоэлектрические звукоизлучатели должны быть пассивные, то есть, без встроенных генераторов.
Сигнализатор разряда батареи
На рисунке 2 показана схема, задача которой в наблюдении за напряжением на аккумуляторной батарее G1. Если напряжение на батарее падает ниже 11V это устройство издает звук. Звук воспроизводится миниатюрным зуммером BF1, который от пассивного звукоиэлучателя отличается тем, что в нем есть генератор, за счет которого он звучит при подаче на него напряжения питания.
Поэтому BF1 нужно подключать с соблюдением полярности. На транзисторах VТ1 и VТ2 и стабилитроне VD1 сделан компаратор, который следит за напряжением питания схемы.
Если напряжение более 11V стабилитрон VD1 открыт и через него, а так же, диод VD2 и резистор R1 поступает напряжение на базу VТ1, которое открывает этот транзистор. Напряжение на коллекторе VТ1 снижается на столько, что транзистор VТ2 оказывается закрытым.
И напряжение на конденсаторе С1 равно нулю. Это напряжение через R4 поступает на базу VT3 Поэтому транзисторы VT3 и VТ4 закрываются. Звука нет. Если напряжение на аккумуляторе G1 ниже 11V стабилитрон VD1 резко увеличивает свое сопротивление. Напряжение на базе VТ1 падает и транзистор VТ1 закрывается.
Напряжение на его коллекторе увеличивается, что приводит к открыванию транзистора VT2 Напряжение на его эмиттере увеличивается. Вместе с ним увеличивается и напряжение на базе VT3 Транзисторы VT3 и VТ4 открываются и подают питание на BF1, который теперь звучит.
Рис. 2. Принципиальная схема сигнализатора разряда батареи.
Одной из особенностей такого звукоизлучателя как BF1 является то. что если напряжение его питания будет нарастать слишком медленно, его генератор может не запуститься, и звучать он не будет. Чтобы обеспечить гарантированный запуск генератора BF1 в схему добавлен конденсатор С2. Схема на VT3 и VТ4 вместе с конденсатором С2 очень похожа на схему автогенератора.
Но базовое сопротивление R4 транзистора VT3 слишком мало. Поэтому, когда напряжение на С1 велико эта схема как автогенератор не работает Но. в начале, когда напряжение на С1 уже достигло такого значения что VT3 начинает открываться, в этот момент за счет конденсатора С2 возникает импульс тока, который поступает на BF1 и запускает его встроенный генератор.
Сигнализатор открытой дверцы холодильника
На рисунке 3 показана схема, задача которой следить за тем чтобы не забывали закрывать дверцу холодильника. Смысл работы состоит в том, что схема следит за освещением внутри холодильника. Ведь в любом холодильнике есть лампочка которая загорается при открывании его дверцы.
Пока дверца закрыта в холодильнике темно, как открывается в нем становится светло. Практически это фотореле с зуммером на выходе. Но нам же не нужно чтобы зуммер звучал каждый раз когда мы открываем дверцу холодильника, нам нужно чтобы он звучал если мы забыли эту дверцу закрыть.
Поэтому в этой схеме есть задержка времени на 15 секунд, чтобы зуммер зазвучал только если дверца холодильника остается открытой больше этого времени.
За светом следит фоторезистор FR1. Когда дверь холодильника закрыта, и. следовательно, внутри его темно, сопротивление этого фоторезистора большое. Но при открывании дверцы холодильника, когда включается его лампа и становится светло, сопротивление фоторезистора резко снижается.
Рис. 3. Принципиальная схема сигнализатора открытой дверцы холодильника.
И так. дверь закрыта Темно Сопротивление FR1 велико, и поэтому напряжение на конденсаторе С1 мало. Транзистор VТ1 закрыт И напряжение на конденсаторе С2 равно нулю. Это напряжение через R4 поступает на базу VТ2.
Поэтому транзисторы VТ2 и VT3 закрываются. Звука нет. Теперь дверь открыли. Светло. Сопротивление FR1 резко снижается. Но конденсатор С1 большой емкости, да и резистор R1 тоже значительного сопротивления.
Поэтому, хотя сопротивление FR1 и уменьшилось резко, но напряжение на С1 растет медленно, и только где-то через 15 секунд напряжение на нем достигает такой величины, что транзистор VT1 открывается на столько, что напряжение на конденсаторе С2 становится достаточным на открывания транзисторов VT2 и VТ3.
Транзисторы VТ2 и VТ3 открываются и подают питание на BF1, который теперь звучит. Как уже было сказано выше, одной из особенностей такого звукоизлучателя как BF1 является то, что если напряжение его питания будет нарастать слишком медленно. его генератор может не запуститься. и звучать он не будет.
Чтобы обеспечить гарантированный запуск генератора BF1 в схему добавлен конденсатор С3. Схема на VТ2 и VТ3 вместе с конденсатором С3 очень похожа на схему автогенератора.
Но базовое сопротивление R4 транзистора VТ2 слишком мало. Поэтому, когда напряжение на С2 велико эта схема как автогенератор не работает.
Но, в начале, когда напряжение на С2 уже достигло такого значения, что VТ2 начинает открываться, в этот момент за счет конденсатора С3 возникает импульс тока, который поступает на BF1 и запускает его встроенный генератор.
После закрывания двери холодильника в нем опять становится темно и сопротивление RF1 резко увеличивается. Теперь напряжение на конденсаторе С1 снижается и через некоторое время зуммер выключается.
Звук прекращается. Если же дверцу закрыть до того как начался звук, то конденсатор С1 начинает разряжаться не достигнув той степени заряженности, при которой раздается звук.
Звуковой сигнализатор поворотов автомобиля
Иногда можно увидеть, как автомобиль едет с мигающим сигналом поворота, но никуда поворачивать не собирается. Просто водитель забыл выключить его.
А это не просто световой прибор, а сигнализатор, вводящий других водителей, в данном случае, в заблуждение, и провоцирующий этим ДТП’. Чтобы такого не происходило в некоторых автомобилях есть звуковые сигнализаторы, которые звучат при каждом зажигании лампочки сигнала поворота.
Но там же есть и выключатель, чтобы водитель мог отключить такую опцию. И многие отключают, чтобы не слышать назойливое пи-пикание.
Здесь, на рисунке 4 предлагается схема очень простого звукового индикатора сигналов поворота, который начинает звучать только в том случае, если сигнал поворота включен более чем на 15 секунд.
Причем, звучание происходит с нарастанием громкости, чтобы при слишком длительной работе сигнала поворота привлечь к себе больше внимания.
Время в 15 секунд выбрано потому что в очень редких случаях сигнал поворота нужно держать включенным дольше этого времени. Впрочем, эту задержку времени можно регулировать переменным резистором, и установить другую, либо вообще сделать работу без задержки.
Рис. 4. Схема сигнализатора.
Схема питается напряжением питания ламп поворота. Питание на неё поступает через один из диодов VD1 или VD2, в зависимости от того какой поворот включен.
Ну, или через оба, если включена аварийная сигнализация. Пока ни один из поворотов не включен на схему не поступает питание и поэтому нет и звука.
При включении одного из поворотов, через один из диодов VD1 или VD2 на схему поступает питание. И через резисторы R1 и R2 начинается зарядка конденсатора С1. Пока напряжение на этом конденсаторе ниже напряжения стабилитрона VD3 транзистор VT1. включенный эмиттерным повторителем, остается закрытым.
Ток на зуммер BF1 не поступает и звука нет. Если сигнал поворота удерживают включенным продолжительно, то конденсатор С1 постепенно заряжаясь достигает порога открывания стабилитрона VD3.
В этот момент на базу VT1 поступает напряжение около 3.5-4V. транзистор открывается. ,. так как он включен по схеме эмиттерного повторителя, почти такое же напряжение поступает на зуммер BF1. Он начинает звучать.
При этом звучание прерывается, потому что лампочка мигает и прерывается питание транзистора VT1 Но благодаря диодам VD1 и VD2 напряжение на конденсаторе С1 не только сохраняется, но и продолжает расти.
С его ростом, растет и напряжение, поступающее на зуммер соответственно, и громкость его звучания увеличивается. После выключения сигнала поворота звук сразу же прекращается, потому что перестает поступать питание на схему.
Детали
Во всех схемах где используется зуммер, автор применил зуммер QSI-2310, он рассчитан на номинальное напряжение питания 12 V, но отлично работает в диапазоне питания от 2.5 до 20V при токе 12мА. При этом только меняется громкость и немного частота (тон) звука. Зуммер, как уже сказано выше, представляет собой пьезоэлектрический звукоизлучатель со встроенным в корпус генератором импульсов частотой около 3000 Hz.
При подаче питания генератор работает и звукоизлучатель пищит с такой частотой. При подключении зуммера необходимо соблюдать полярность Для этого на его корпусе отмечен положительный вывод знаком + . и кроме того провод идущий от него красного цвета. А отрицательный провод черный.
Неправильное подключение к источнику питания может вывести его из строя. Вместо QSI-2310 можно применить любой другой пьезоэлектрический звукоизлучатель со встроенным генератором.
Они бывают как однотонные, как QSI-2310, которые при подаче питания звучат одним звуком, так и со встроенными звуковыми эффектами, вроде полицейской сирены или простого прерывания.
В любом случае, это должен быть зуммер, работающий в диапазоне питания от ЗV до 12V (желательно с запасом), и потребляющий ток не более 20мА. Потому что бывают и сирены, которые потребляют значительно больше. Они сюда не подходят.
В схеме на рисунке 1 нужны пассивные пьезоэлектрические звукоизлучатели. Автор использовал LD-EDPE-2720. Это круглая пластина из пьезокекрамики с металлизированными контактами. к которым припаяны два провода. То есть, он безкорпусный. Можно применить практически любой другой, такой же безкорпусный или в корпусе.
Но, это обязательно должен быть пьеокерамческий (или пьезоэлектрический) звукоизлучатель пассивный (без встроенного генератора).
Все конденсаторы должны быть на напряжение не менее напряжения источника питания схемы. То есть, если напряжение питания схемы 12V то рабочее напряжение конденсатора может быть 12V, 16V 25V и сколько угодно больше. Диоды КД522 можно заменить на КД521, 1N4148 и другие аналоги.
Фоторезистор (рис 3) типа GL5528 Можно заменить другим аналогичным. Стабилитроны можно заменить импортными аналогами на указанное напряжение, на рис 2 на 9,1 V, на рис 4 — на З.ЗV.
Рис. 5. Цоколевка транзистора КТ3102 и КТ3107.
Транзисторы КТ3102 и КТ3107 могут быть с любыми буквенными индексами На рисунке 5 показана цоколевка транзистора КТ3102 или КТ3107.
Источник: