Принципиальные схемы - Схемы и конструкции элетронных самоделок

Сенсорный звонок на одной микросхеме

admin — Sat, 15 Oct 2022 16:49:32 +0300

Простой и в тоже время интересный сенсорный звонок можно собрать собственноручно на одной микросхеме по схеме, приведенной ниже.

Такой звонок представляет собой обычный мультивибратор с одной интересной особенностью, о которой пойдет речь позже.

В данном случае представлен мультивибратор, который был собран на D1.1 и DD1.2. микросхемы К176ЛА7.

Высота тона звонка напрямую зависит от емкости частотозадающего конденсатора С1. Цепочка R2 и R3, подключенная к сенсорам Е1, Е2 – это второй частотозадающий элемент. В исходном положении цепь разорвана, и сенсорный звонок не работает

Для того чтобы цепь замкнулась и генератор запустился нужно коснутся пальцем сенсоров расположенных рядом. Так как кожа человека имеет определенное сопротивление, то в данную цепь будет добавлено сопротивление пальца человека, зависящее от силы нажатия на сенсор, влажности и температуры кожи. Исходя из этого, в зависимости от силы нажатия можно «играть» тоном звонка в определенных пределах. Это и есть та особенность, которая вносит разнообразие в монотонность звука.

DD1.3 и DD1.4 – эти два элемента являются усилителем мощности их нужно включать параллельно. Устройство может питаться от практически любого источника напряжения в пределах 5-12 В, к примеру от кроновской батареи. Ток в режиме ожидания так мал, что его можно игнорировать.

Трансформатор можно использовать любой, например, выходной Т от «брехунца» или любого другого карманного радиоприемника. Конечно же, трансформатор радиоприемника меньше по габаритам, но если у вас есть «брехунец», который не жалко, то получите на выходе корпус, трансформатор, динамическую головку и регулятор громкости, который собственно можно и убрать, если громкость звонка вас будет не устраивать.

Для тех, кто будет мотать трансформатор своими руками, рекомендация – первичная обмотка должна иметь 400-600 витков провода диаметром 0,08-0,1 мм ПЭЛ/ПЭВ, вторичная 110-120 витков такого провода, правда, с диаметром 0,25-0,3 мм. Потребуется еще пермаллой «Ш» размеры подбирайте на свое усмотрение.

Для громкоговорителя подойдет любая динамическая головка, мощность, которой должна быть в пределах 0,1-1 Вт, а сопротивление обмотки – 4-8 Ом. Сенсорная кнопка может быть любого вида, единственное, что сенсоры должны перекрываться одним пальцем, так удобней. Можно взять фольгированный текстолит с перерезанной посредине фольгой либо же два винта, расположенных рядом.

Если схема будет собрана без погрешностей, то она сразу заработает, а тональность звонка можно будет подобрать, изменив емкость С1.

Ультракомпактный усилитель 15 Вт + 15 Вт на TDA7297

admin — Fri, 23 Sep 2022 06:31:47 +0300

Вашему вниманию предлагается проект по созданию усилителя звука мощностью 15 Вт + 15 Вт, который отличается простотой изготовления, небольшими размерами. Аудио усилитель можно собрать на микросхеме TDA7297.

Главные характеристики звукового усилителя:

номинальное напряжение – 16,5В;
напряжение питания – в пределах 6,5-18В;
коллекторный ток – 50…65 мА;
выходная мощность при КНИ равной 10% – 15Вт;
КНИ при выходной мощности 1Вт и номинальном напряжении питания – не более 0,1%;
входное сопротивление – 30кОм;
температура срабатывания тепловой защиты – 150ºС;
дисбаланс каналов – не более 0,5дБ;
пороговое значения напряжения MUTE – 2,9В (Uпит=16,5В);
пороговое значения напряжения STAND-BY – 1.3В (Uпит=16,5В);
затухание сигнала в режиме MUTE – 80дБ;
ток покоя в режиме STAND-BY – 100мкА.

Для изготовления усилителя звука потребуются такие элементы:

резистор на 1.8K 1/8 Вт;
два резистора 47K 1/8 Вт
потенциометр 10K логарифмический (тип Alps);
керамический конденсатор 100nF;
два керамических конденсатора или полиэфирный 2.2uF (или 1uF);
электролитический конденсатор 10uF 25V;
электролитический конденсатор 100ouF 25V;
светодиод;
микросхема TDA7297;
три разъема с клеммами;
радиатор.

Пять занимательных схем для начинающих в радиоэлектронике

admin — Mon, 19 Sep 2022 23:30:02 +0300

Предлагаем начинающим поклонникам увлекательного мира радиоэлектроники подборку из пяти простых, но интересных схем. Ознакомиться с подробностями их сбора можно далее в статье.

1. Мультивибратор

2. Усилитель звука на TDA7297

3. 4. Индукционный металлоискатель

5. Пищалка-зуммер на NE555

Детекторы перехода сетевого напряжения

admin — Sat, 13 Aug 2022 17:46:07 +0300

Детекторы перехода сетевого напряжения через ноль на стабилизаторах тока и оптронах.

Детекторы перехода сетевого напряжения через ноль очень часто применяют в устройствах управления различными электронными, электромеханическими устройствами или нагревателями, питающимися от сети.

Для построения такого детектора часто используют схему, показанную на рис. 1. Работает этот детектор так. Пульсирующее напряжение с выхода диодного моста VD1 через резистор R1 поступает на излучающий диод оптрона U1. Под действием этого излучения фототранзистор оптрона открывается и напряжение на нём уменьшается. Поскольку ток через излучающий диод оптрона носит пульсирующий характер, этот детектор формирует импульс высокого логического уровня при каждом переходе сетевого напряжения через ноль, т. е. в тот момент, когда ток через излучающий диод оптрона недотаточен для открывания фототранзистора оптрона. Точнее, когда фототранзистор закрывается, формируется фронт импульса, а когда открывается и переходит в режим насыщения, то формируется спад импульса.

Длительность этого импульса и потребляемая детектором мощность зависят от сопротивлений резисторов R1, R2, напряжения сети и параметров применённого оптрона. Чем шире импульс, тем больше погрешность между моментом перехода сетевого напряжения через ноль и фронтом этого импульса.

Требования к резистору R1 противоречивы. С одной стороны, для повышения экономичности устройства сопротивление этого резистора необходимо увеличивать, но это приведёт к увеличению длительности выходного импульса детектора. С другой стороны, для уменьшения длительности импульса сопротивление резистора R1 следует уменьшать, но это приведёт к увеличению мощности, потребляемой детектором. С уменьшением напряжения сети длительность импульса уменьшается вплоть до его исчезновения. С увеличением сопротивления резистора R2 длительность импульса увеличивается, но при этом увеличивается и длительность фронта.

Один из основных параметров оптрона, который оказывает влияние на параметры выходного импульса, - коэффициент передачи тока. Чем больше этот коэффициент, тем больше чувствительность детектора, т. е. при меньшем токе через излучающий диод оптрона можно получить нормальный импульс, т. е. уменьшить энергопотребление детектора. Если длительность импульса не имеет значения, все элементы следует выбирать исходя из повышения экономичности.

Однако в некоторых случаях требуется оптимизация параметров детектора, например, с целью повышения экономичности или уменьшения длительности импульса. Вопросам решения такой задачи посвящена статья [1], в которой для достижения этих целей авторы предлагают использовать в детекторе стабилизатор тока на двух биполярных транзисторах. Благодаря такому стабилизатору одновременно с повышением экономичности удалось уменьшить и длительность импульса. А для дальнейшего улучшения параметров предлагается такой стабилизатор снабдить параметрическим стабилизатором напряжения. Однако это существенно усложняет схему детектора, а значит, его массу и габаритные размеры.

Реализовать детектор со стабилизатором тока и при этом существенно упростить схему можно, если применить одну из специализированных микросхем стабилизатора тока [2-5]. Эти микросхемы предназначены для применения в качестве драйверов в светодиодных сетевых лампах. Они рассчитаны для работы в цепях постоянного тока с напряжением до 450 В и обеспечивают стабилизацию тока до нескольких десятков миллиампер, значение которого можно установить с помощью внешнего резистора. Эти микросхемы выходят на режим стабилизации тока уже при напряжении на них 4.6 В [6], поэтому их можно с успехом применить в детекторе перехода сетевого напряжения через ноль.

Схема такого детектора показана на рис. 2. Как видно, детектор содержит немного деталей. Ток стабилизации I_ст устанавливают резистором R1 = 0,6/I_ст. Если применить оптрон с большим коэффициентом передачи по току, через излучающий диод оптрона можно установить сравнительно небольшой ток, что обеспечит экономичность детектора. Для указанных на схеме элементов ток стабилизации - около 1 мА, а длительность выходного импульса - 50...70 мкс.

Поскольку упомянутые микросхемы часто применяют в светодиодных сетевых лампах, а неисправных ламп, к сожалению, в распоряжении радиолюбителей становится всё больше и больше, то, скорее всего, найдутся такие, в которых и установлены именно такие микросхемы или их аналоги. Кроме того, в лампах найдётся и диодный мост. С учётом того что основная причина выхода ламп из строя - перегорание светодиодов, диодный мост и микросхема стабилизатора остаются исправными. К таким лампам относятся, например, лампы торговой марки "Онлайт". Именно элементы этой лампы и использованы в детекторе. Плата этой лампы мощностью 10 Вт показана на рис. 3. На ней, кроме светодиодов и резисторов, установлены необходимые для детектора диодный мост 1 и микросхема стабилизатора тока 2.

Но детектор может быть ещё проще, если применить микросхему BP5133 (корпус HSPO-7), в которой совмещены стабилизатор тока и мостовой выпрямитель. Эта микросхема, например, применена в некоторых лампах торговой марки "Эра". На рис. 4 показана плата такой лампы мощностью 15 Вт с установленной микросхемой. Здесь, между прочим, следует обратить внимание не только на микросхему 1, но и на качество изготовления самой лампы. Соединение между платой и цоколем сделано отрезками проводов, но не с помощью пайки, а за счёт использования разъёма DZ2. При сборке лампы провода просто вставляют в разъём, где они фиксируются. На рис. 4 видно, что один из этих проводов 2 загнут и находится в опасной близости к другому.

Схема детектора перехода сетевого напряжения через ноль на микросхеме BP5133 показана на рис. 5. Схема включения этой микросхемы составлена исходя из её включения в светодиодной лампе. Ток стабилизации (около 1 мА) задан резистором R1 = 0,6/I_ст, длительность выходного импульса при напряжении 230 В и указанных на схеме элементах - 60...80 мкс.

Для построения детекторов перехода сетевого напряжения через ноль можно применить и другие микросхемы линейных стабилизаторов напряжения, используемых в драйверах сетевых светодиодных ламп.

Имитатор работы охранной сигнализации

admin — Sun, 24 Jul 2022 20:05:24 +0300

Различные объекты движимого и недвижимого имущества всегда нуждаются в охране. Однако устанавливать полноценную охранную систему с выводом сигнала на пульт централизованного наблюдения бывает очень дорого, да и не всегда целесообразно. В то же время простейшее устройство, имитирующее работу извещателя (датчика) такой системы, способно отпугнуть злоумышленника и таким образом защитить имущество или помещение.

В статье описывается простое устройство, подающее короткие вспышки света через равные промежутки времени. Его схема представлена на рис. 1. Оно состоит из распространённой схемы блокинг-генератора на транзисторах VT1, VT2, резисторах R1—R3, конденсаторе С1 и светодиоде HL1. Работа генератора достаточно проста — при разряженном конденсаторе С1 ток через резистор R1 и базу транзистора VT1 начинает открывать транзистор VT1. Увеличение тока базы транзистора приводит к увеличению тока его коллектора, который, в свою очередь, является базовым для транзистора VT2. Тогда вслед за транзистором VT1 открывается и транзистор VT2, зажигается светодиод HL1, и конденсатор С1 в это время заряжается через переход база—эмиттер транзистора VT1 и участок коллектор-эмиттер транзистора VT2.

Напряжение на левом выводе (по схеме) конденсатора C1 — минусовое, а на правом — плюсовое. После окончания зарядки конденсатора С1 базовый ток транзистора VT1 начинает снижаться, и транзисторы VT1, VT2 начинают закрываться. Напряжение на резисторе R3 и светодиоде HL1 уменьшается. Это приводит к тому, что минусовое напряжение на левом выводе конденсатора С1 ещё больше закрывает VT1. Поэтому оба транзистора быстро закрываются и светодиод HL1 гаснет.

Затем конденсатор С1 медленно перезаряжается через элементы R1, R3 и HL1. Время перезарядки определяется в основном ёмкостью конденсатора С1 и сопротивлением резистора R1. Когда конденсатор С1 практически полностью разрядится, транзистор VT1 начинает открываться и весь процесс повторяется.

Питать устройство можно от батареи гальванических элементов или аккумуляторов напряжением 9...15 В. Особенностью устройства является его экономичность. Средний ток потребления — не более 0,5 мА.

Имитатор можно запитать от сети 230 В. Схема этого варианта устройства показана на рис. 2. В него дополнительно введены выпрямитель на диоде VD2, параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне VD1 и токоограничивающем (балластном) резисторе R4. Конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Ёмкость этого конденсатора может быть 10...47 мкФ. Если применить конденсатор ёмкостью несколько тысяч микрофарад, за счёт малого потребления возможна длительная работа маячка после отключения питания. Например, конденсатор С2 ёмкостью 220 мкФ поддерживает работу маячка в течение 1 ...2 мин после отключения питания.

Печатная плата устройства и схема расположения элементов устройства с питанием от сети представлены на рис. 3. Транзистор КТ315Б можно заменить транзистором серии КТ3102 или импортным аналогом — ВС547. Транзистор КТ361Б заменим транзисторами серий КТ3107, 2SA555, ВС250А, 2SA601, 2SA611. Конденсатор С1 — керамический или плёночный, С2 — оксидный К50-35 или импортный. Все резисторы — МЛТ, С2-23, при этом резистор R1 можно составить из нескольких соединённых последовательно. Светодиод может быть любым с достаточной яркостью свечения, цвет его свечения желательно выбрать красным. Диод VD4 — любой маломощный с допустимым обратным напряжением не менее 400 В. Для подключения кабеля питания на плату устанавливается клеммник (ХТ1) DG305-5.0-02P-12-00AH. Можно применить клеммник другого типа или припаять кабель напрямую к соответствующим печатным площадкам платы. Смонтированная плата показана на рис. 4.

При питании от источника питания напряжением 6...12 В можно применить плату, показанную на рис. 3, при этом элементы VD1, VD2, R4 и XT 1 не устанавливают.

Устройство, собранное без ошибок, начинает работать сразу. Частоту мигания светодиода можно изменить подборкой резистора R1 или конденсатора С1. При увеличении сопротивления резистора или ёмкости конденсатора частота миганий уменьшается.

Смонтированную плату (рис. 4) помещают в подходящий корпус, например, в пластиковую распределительную коробку (рис. 5), и крепят на стену под потолком на видном месте. Для её подключения желательно использовать кабель в оранжевой изоляции. Провода такого цвета применяются в охранно-пожарной сигнализации.

При проверке и налаживании варианта имитатора с питанием от сети 230 В следует строго выполнять правила техники безопасности!

СВЧ-датчик движения RCWL-0515

admin — Tue, 29 Mar 2022 16:51:43 +0300

В Интернете и в радиомагазинах можно недорого приобрести СВЧ-датчики движения RCWL-0515 и RCWL-0516 [1]. Конечно, это не принципиально новые устройства, аналоги появились уже давно, но эти датчики стали в последнее время доступны из-за невысокой стоимости. Принцип их работы одинаков, отличаются они схемами и имеют небольшие различия в параметрах. Далее подробнее рассмотрим датчик движения RCWL-0515.

Основные параметры этого датчика приведены в [2]. Рабочая частота — 2,7 ГГц; заявлена максимальная дальность обнаружения — 7...15 м; угол обнаружения — 360°; выходной сигнал — логический 0 или 1; интервал напряжения питания — 4... 15 В (по некоторым данным4...18 В), потребляемый ток без нагрузки —4...6 мА, габаритные размеры —24x17 мм. Все заявленные параметры в основном соответствуют действительности. Но дальность обнаружения сильно зависит от размеров и материала подвижного объекта, а также от наличия и расположения окружающих предметов и препятствий. Элементы датчика смонтированы на двухсторонней печатной плате, которая изображена на рис. 1 и рис. 2.

Но сначала немного о принципе работы датчика движения RCWL-0515. Он основан на эффекте Доплера [3], суть которого заключается в том, что если какой-либо объект является источником сигнала (электромагнитного или другого колебания), то, в зависимости от того, приближается он к наблюдателю или удаляется, частота принимаемого сигнала будет отличаться от излучаемого. При сближении частота увеличивается, при удалении — уменьшается. По этим изменениям можно определить скорость приближения или удаления объекта.

Этот эффект свойственен всем электромагнитным и другим распространяющимся колебаниям, например, свету и звуковым волнам. В масштабах расширяющейся вселенной эффект Доплера проявляется в так называемом "красном смещении" [4], а на бытовом уровне он широко используется, например, в полицейских радарах и продвинутых системах безопасности автомобилей. Кстати, во время Второй мировой войны эффект Доплера использовался в радиолокационных взрывателях [5], которыми снабжались артиллерийские зенитные снаряды. При сближении с самолётом такой радиовзрыватель срабатывал. Всем известен также эффект изменения частоты сигнала поезда при его проезде мимо наблюдателя. При приближении его частота выше, а при удалении снижается.

При активной радиолокации, когда осуществляется приём отражённого сигнала, происходит сравнение частот излучаемого и отражённого сигналов. Если сигнал отражается от неподвижного (относительно передатчика) объекта, частоты переданного и принятого сигналов совпадают. Если объект движется, появится разница между частотами этих сигналов. Поэтому для построения датчика движения необходимо определить наличие этой разницы. Так и сделано в датчике движения RCWL-0515. Возможен, конечно, и пассивный вариант датчика движения, но тогда передатчик должен быть на подвижном объекте, а частота его сигнала известна и стабильна.

Изменение частоты при эффекте Доплера называют доплеровским смещением или доплеровской частотой Fd [6], которая зависит от частоты сигнала и скорости сближения или удаления. Для случая радиолокационного обнаружения Fd = 2-V0-cosaA, где Vo — скорость движения объекта; а — угол между направлением движения объекта и направлением на него; X — длина волны колебания. Цифра 2 означает, что сигнал проходит удвоенное расстояние, т. е. до объекта и обратно. Так как А. = Vc/Fc, где Vc — скорость распространения сигнала; Fc — частота сигнала, то Fd= 2-Vo>cosa-Fc/Vc. Из этого выражения видно, что Fd тем больше, чем больше частота сигнала Fc и меньше скорость его распространения Vc. Кроме того, если объект перемещается перпендикулярно направлению на датчик, тогда cosoc = 0, значит и Fd = 0, т. е. датчик движение регистрировать не будет.

Поэтому становится понятным, почему для повышения чувствительности и разрешающей способности датчиков движения, работающих в диапазоне радиоволн, требуется увеличивать частоту сигнала. За счёт того, что скорость распространения звуковых волн на несколько порядков меньше скорости распространения электромагнитных волн в свободном пространстве, эффект Доплера сильнее проявляется при распространении именно звуковых волн.

Приведённое выражение позволяет оценить частоту Доплера в датчике RCWL-0515 для случая, когда Гс = 2,7 ГГц и объект приближается к нему или удаляется от него со скоростью Vo = 5 км/ч (пешеход): Fd = 2-V0-Fc/Vc = 25 Гц, где Vc — скорость света. Если акустический датчик движения будет работать на ультразвуковой частоте Fc = 40 кГц, для того же случая Fd= 2*VO-FC/VC = 336 Гц, где Vc — скорость звука. В обоих случаях при удалении объекта частота будет со знаком минус, при приближении — со знаком плюс.

Таким образом, в датчике движения должны быть генератор сигнала, приёмно-передающая антенна, преобразователь частоты (смеситель) и анализирующее устройство, которое вырабатывает сигнал в зависимости от того, присутствуют вблизи него движущиеся объекты или нет. По сути, получается так называемый автодинный приёмник [7].

Все эти элементы есть и в датчике RCWL-0515. Его упрощённая функциональная схема, поясняющая принцип работы, показана на рис. 3. Антенна А1 обеспечивает передачу сигнала СВЧ-генератора G1 и приём отражённого сигнала. В смесителе U1 происходит преобразование сигнала. Активный фильтр Z1 выделяет низкочастотный сигнал и усиливает его. Пороговое устройство A4 срабатывает, когда уровень низкочастотного сигнала превышает определённый уровень. Формирователь А5 вырабатывает выходной сигнал определённой длительности. Если в датчике RCWL-0515 установить фоторезистор R, устройство будет реагировать на уровень освещённости. Когда она достаточна, пороговое устройство A3 блокирует формирование выходного сигнала. Взамен фоторезистора можно установить, например, терморезистор соответствующего номинала, и тогда датчик будет включаться или выключаться при определённой температуре окружающей среды. Если установить проволочную перемычку, работа датчика будет блокирована. Питание всех узлов осуществляется от стабилизатора напряжения А2.

Схема датчика RCWL-0515 показана на рис. 4. Она составлена на основе платы (см. рис. 1, рис. 2) и описания датчика в [2]. Нумерация элементов — произвольная, поскольку на печатной плате она отсутствует. На транзисторе VT1 (BFR520 [8]) собран СВЧ-генератор. Частотозадающими элементами служат конструктивная катушка индуктивности L', конденсатор С и некоторые другие элементы на плате. Эти элементы составляют открытую резонансную систему, которая одновременно выполняет и функции антенны. Кроме того, транзистор VT1 работает как смеситель, перемножая сигнал генератора и отражённый сигнал. Результирующий низкочастотный сигнал через ФНЧ R6C7 поступает на дальнейшую обработку.

Таким образом, каскад на транзисторе VT1 и его обвязка выполняют функции узлов А1, G1 и U1 одновременно (см. рис. 3). Остальные узлы размещены в специализированной микросхеме ТТ1712В, информацию о которой найти не удалось, но это в данном случае не имеет большого значения. Вероятно, активный фильтр Z1 (см. рис. 3) собран на встроенном в микросхему ОУ, вход которого — вывод 2, а выход — вывод 1. В цепь обратной связи включены элементы R5, R7—R9, С6, С8. Конденсатор С6 определяет нижнюю границу полосы пропускания — 1,5...2 Гц, а конденсатор С8 определяет верхнюю границу полосы пропускания — около 20 Гц. На частоте более 20 Гц усиление уменьшается плавно. Резисторы R5, R7—R9 служат для установки требуемого коэффициента усиления. Резистор R5 (маркировка на плате — G+) на плате не установлен, он служит для увеличения коэффициента усиления. Резистор R8 (маркировка на плате — G-) на плате также не установлен, он служит для уменьшения коэффициента усиления. Пороговое устройство A4 (см. рис. 3) встроено в микросхему, и как оно работает, пока неизвестно.

Цепь R13C11 задаёт длительность выходного сигнала, который вырабатывает формирователь А5 при срабатывании датчика. Этот сигнал (без нагрузки) — с уровнями лог. 1 — 3,3 В и лог. О — О В. На выходе датчика установлен токоограничивающий резистор R14, что позволяет подключать к нему светодиод, лучше красного или зелёного свечения. В описании на датчик RCWL-0515 приведена информация о том, что при указанных на схеме номиналах цепи R13C11 длительность выходного сигнала — 5...6 с. При установке дополнительно конденсатора С12 (маркировка на плате Т+) ёмкостью 10 нФ длительность составит 50...60 с, а с конденсатором ёмкостью 100 нФ — 500...600 с. Очевидно, что постоянная времени цепи R13C11, даже с дополнительным конденсатором С12, на много порядков меньше длительности выходного сигнала. Это наводит на мысль о том, что цепь R13C11 является задающей для RC-генератора, импульсы которого подсчитывает встроенный в микросхему счётчик. Это подтвердилось после проверки формы напряжения на конденсаторе С11, которая показана на рис. 5.

Пока датчик не сработал, на этом конденсаторе присутствует напряжение около 3,3 В. При срабатывании датчика начинает работать встроенный релаксационный генератор, и конденсатор С11 заряжается и разряжается между напряжениями 1,2 В и 2,25 В. Частота следования импульсов с указанными на схеме номиналами цепи R13C11 — около 20 кГц. Эти импульсы подсчитывает (по-видимому, двоичный десятиразрядный) счётчик, при переполнении которого RC-генератор останавливается и выходной сигнал датчика становится равным нулю. При дальнейшем срабатывании датчика, скорее всего, счётчик обнуляется, и формирование выходного сигнала начинается заново.

Если датчик обнаружит движение во время действия выходного импульса, отсчёт его длительности начнётся заново.

Вывод 3 микросхемы DA1 работает как вход Enable, который позволяет активировать или дезактивировать формирование выходного сигнала. Напряжение активации — около 0,7 В, но не более 3,3 В. При напряжении менее 0,7 В на выводе 3 микросхемы датчик неактивен. Это необходимо учитывать при подключении фоторезистора (терморезистора), для которого предназначено посадочное место с маркировкой CDS. Для подстройки порога срабатывания можно использовать дополнительный резистор R10, который на плате не имеет маркировки, а посадочное место для него находится в левом нижнем углу платы на рис. 1.

Все узлы, встроенные в микросхему, а также каскад на транзисторе питаются от стабилизатора напряжения 3,3 В, встроенного в микросхему. Благодаря этому датчик работает при большом интервале питающих напряжений, а потребляемый ток при этом остаётся практически постоянным. Питающее напряжение подаётся на вывод 5 микросхемы, а стабилизированное напряжение снимается с вывода 8.

Самое естественное применение датчика RCWL-0515 — в сигнализаторе о несанкционированном проникновении в охраняемое помещение, автомате включения освещения, подсветки и т. д. Но выходного напряжения (3,3 В) и тока датчика в большинстве случаев недостаточно для включения какого-либо исполнительного устройства, и потребуется применение дополнительного каскада на полевом или биполярном транзисторе.

Для подключения акустического сигнализатора можно применить каскады, схемы которых показаны на рис. 6. Для указанных на схеме элементов можно использовать маломощные сигнализаторы, например, НРМ14АХ, НРМ24АХ, AW1B23TSP, SC235B, SCT235, SUL516, SULM516 и аналогичные. Если же необходимо включать мощную сирену со встроенным генератором, лучше применить схему на рис. 6,6 и мощный полевой транзистор с малым напряжением открывания, например, IRLB3034 или аналогичный.

Для управления электромагнитным реле дополнительный каскад можно собрать по одной из схем, показанных на рис. 7. Здесь номинальное напряжение реле должно соответствовать напряжению питания. Контактами реле можно включать и выключать различные устройства, в том числе и питающиеся от сети 230 В. Но эти контакты должны быть рассчитаны на это напряжение и ток, потребляемый устройством.

В некоторых случаях при срабатывании датчика RCWL-0515 длительности импульса на его выходе может быть недостаточно. Тогда можно установить дополнительный конденсатор С12 с маркировкой на плате Т+ (см. рис. 4). Если этот вариант не подходит и требуется оперативная регулировка длительности импульса, можно применить расширитель импульса на логической микросхеме (рис. 8).

Работает он следующим образом. В исходном состоянии транзистор VT1 закрыт, конденсатор С1 разряжен, на входах логического элемента DD1.1 высокий логический уровень, поэтому на его выходе низкий уровень. При появлении выходного сигнала датчика RCWL-0515 полевой транзистор открывается и конденсатор С1 быстро заряжается практически до напряжения питания. В этом случае на нижнем по схеме входе элемента DD1.1 будет низкий уровень, а на выходе — высокий. Поскольку длительность выходного импульса датчика RCWL-0515 5...6 с, этого времени достаточно для зарядки конденсатора С1. Резистор R1 ограничивает ток зарядки, а благодаря применению логического элемента с переключательной характеристикой триггера Шмитта выходной сигнал устройства имеет прямоугольную форму и крутые фронт и спад. После окончания выходного импульса датчика RCWL-0515 транзистор VT1 закроется и конденсатор С1 будет медленно разряжаться через резисторы R1—R3. При этом ток разрядки, а значит, и её продолжительность определяет в первую очередь резистор R2. Если в это время на выходе датчика RCWL-0515 появится импульс, конденсатор С1 будет снова заряжен и выдержка времени начнётся сначала. Когда конденсатор разрядится примерно до третьей части напряжения питания, логический элемент DD1.1 переключится в состояние с низким уровнем на входе. Длительность выходного импульса расширителя зависит от ёмкости конденсатора С1 и введённой части сопротивления резистора R2. Для получения стабильной выдержки следует применить конденсатор с малым током утечки.

Простой мини усилитель на микросхеме 8002В

admin — Sat, 11 Dec 2021 11:28:32 +0300

8002A, 8002B (CKE8002B, NS8002B, SC8002B, CSC8002B) – отличная микросхема китайского происхождения. Это практически законченный усилитель НЧ, требующий минимуму обвязки з других электронных компонентов и стоящий недорого.

Благодаря этим достоинствам его часто можно встретить в переносной радиоаппаратуре, произведенной в Китае. Микросхему также можно использовать для домашних самоделок, она потребляет небольшой ток и вместе с этим выдает мощность до3 ВТ, что вполне удовлетворительно для некоторых приборов, компактных переносных колонок, приемников и прочего.

Характеристика микросхемы 8002B

Эту микросхему УНЧ относят к классу АБ, и является собой некий компромисс между качеством сигнала и довольно-таки высоким коэффициентом полезного действия (КПД). Наибольшее действующее значение напряжения – рабочее напряжение находится в пределах от 2,0 до 5,5 В, а максимально допустимое значение достигает 6 В. Данная микросхема подходит для компактной, пререносной техники, где питание происходит от батареи, аккумуляторов на 3,7 В. Это своеобразный моно усилитель, его выходная мощность при 5 В составляет 3 Вт при сопротивлении динамика 3 Ом, 2,5 Вт при 4 Ом, 1,5 Вт при 8 Ом. При питании 5 В и нагрузке 4 Ом уровень искажений равен 10%, а при нагрузке 8 Ом составляет 1%.

Какая схема включения усилителя на базе микросхемы 8002B

Схема усилителя, который был построен на основе микросхемы 8002A(B) довольно проста и взята из технической спецификации. Она состоит из небольшого количества компонентов, а именно микросхемы в SMD корпусе SOP8, остальные детали также выполнены в этих корпусах, исходя из этого, не требуется сверление и можно в разы быстрее собрать мини усилитель.

За счет этого справедливо считать микросхему хорошим выбором для применения как усилителя в разнообразной малогабаритной, переносной техники, питание которой осуществляется за счет аккумуляторов или батареек.

Схемы для плавного включение или выключение светодиодов

admin — Mon, 28 Jun 2021 06:59:55 +0300

В некоторых случаях от LED ламп или индикаторов требуется плавное включение и выключение. Естественно светодиод при обычной подаче питания включается мгновенно (в отличии от ламп накаливания), что требует применения в данном случае небольшой схемы управления. Она не сложная и в простейшем варианте представляет собой всего десяток радиодеталей, во главе с парочкой транзисторов.

Сборник принципиальных схем
Вначале идут общеизвестные схемы из Интернета, а далее несколько собранных лично и прекрасно работающих. Первая схема простейшая - при подаче питания диод постепенно увеличивает яркость (открывается транзистор по мере заряда конденсатора):

Делал вот такую схему плавного включения и выключения светодиодов, резистором R7 подбирается нужный ток через диод. А если вместо кнопки подключить вот этот прерыватель, то схемка сама будет разжигаться и затухать, только резистором R3 нужно установить нужный интервал времени.

Вот ещё две схемы плавного розжига и затухания, которые также лично паял:

Все эти конструкции относятся не к сетевым (от 220 В), а обычным низковольтным светодиодным индикаторам. Промышленные LED лампы с их неизвестными драйверами, чаще всего в разных плавных контроллерах работают непредсказуемо (или мигают, или включаются всё-таки резко). Так что управлять нужно не драйверами, а непосредственно светодиодами. Схемы предоставил senya70.

Малогабаритная электронная нагрузка мощностью до 480 Вт

admin — Fri, 11 Jun 2021 00:15:25 +0300

Потребность в электронной нагрузке возникает, как правило, при ремонте или тестировании блоков питания (БП) в качестве удобной замены набора пассивных нагрузок в виде мощных резисторов. Популярность электронных нагрузок среди радиолюбителей обусловлена как отсутствием высоких требований к их точности и стабильности параметров, так и относительной дешевизной компонентов, включая мощные МОП-транзисторы и индикаторы с применением микроконтроллеров (МК). Конструкция электронной нагрузки, как правило, очень проста — обычно это источник тока на биполярном или МОП-транзисторе. установленном на теплоотвод соответствующей эффективной площади. Но проблемы начинаются при мощности нагрузки 100 Вт и более, поскольку теплоотвод приобретает настолько большие размеры, что приходится прибегать к его активному охлаждению вентилятором. В результате при мощностях более 200 Вт устройство начинает представлять собой весьма громоздкую конструкцию. Конечно, для профессиональных целей большие габариты и масса не являются препятствием к использованию, но, с другой стороны, для профессионалов промышленностью выпускаются специальные приборы, в т. ч. и электронные нагрузки.

Выходом из положения является применение жидкостного охлаждения, но не традиционного с теплообменником, помпой и расширительным бачком, а в буквальном смысле охлаждения нагревающегося элемента в жидкости, в данном случае в воде. Этот метод давно известен. Например, довольно широко распространено тестирование промышленного блока питания на 24 В подключением к нему низкоомного мощного проволочного переменного резистора серии ППБ, опущенного в ёмкость с водой. Такой метод прост и надежен, но для радиолюбительской практики, на взгляд автора, малопригоден ввиду своей узкой специализации по параметрам, и для охвата всей номенклатуры попадающих на стол радиолюбителя источников питания потребуется содержать коллекцию таких резисторов

В [1] рассмотрен вариант указанного выше технического решения с помощью выносного нагревающегося элемента — мощного МОП-транзистора. Этот метод обладает двумя недостатками Во-первых, гидроизоляция транзистора без каких-либо дополнительных элементов делает её малонадежной, и. как следствие. возникает необходимость в периодическом её обновлении. А во-вторых, оказался проигнорирован тот факт, что потребность в электронной нагрузке мощностью в 500 Вт у радиолюбителя очень редка, например, промышленный БП на 24 В и ток 20 А — сам по себе эксклюзив Очевидно, что в большинстве случаев будет востребована электронная нагрузка гораздо меньшей мощности, а поэтому и ставить каждый раз на стол банку с водой, по мнению автора, мягко говоря, неудобно. Это означает, что более предпочтительно иметь малогабаритную электронную нагрузку относительно небольшой мощности с возможностью обеспечения её внешнего эффективного охлаждения в случае необходимости.

На рис. 1 показаны основные составляющие изготовленного автором устройства, отвечающего указанным выше требованиям, которые поясняют главный принцип его изготовления Важно, что в данном случае применены общедоступные материалы, а именно алюминиевая квадратная труба размерами 40x40 мм и заглушка к нему И то, и другое продается в магазинах сети "Леруа Мерлен” и аналогичных. К сожалению, из-за того, что заглушка выполнена не из резины, а из пластика, необходимость применения герметика сохранилась, но, в отличие от конструкции в [1]. эта необходимость носит однократный характер.

На рис. 2 показано собранное и готовое к эксплуатации устройство, а на рис. 3 — его схема. Как и в (1), здесь для измерения тока использован датчик тока ACS712 (DA3) от Allegro MicroSystems. Inc. Эти датчики выпускаются на максимальный измеряемый ток 5. 20 или 30 А. Связано это. прежде всего, с тем, что. по мнению автора, этот датчик не имеет альтернативы, несмотря на его относительно высокую стоимость. Но широкий интервал измеряемых токов не оставляет иного выбора, поскольку типовой резистивный датчик тока, рассчитанный на ток от 1 до 20 А, окажется весьма габаритным и теплонагруженным, а АЦП МК, как правило, тоже имеют ограничения по измерению слабых сигналов. Для радиолюбителя датчик ACS712 имеет ещё одно преимущество — его точность настолько высока, что для налаживания прибора нет необходимости 8 амперметре на 20 А, вместо этого достаточно измерять напряжение на выходе датчика.

В электронных нагрузках изначально заложена проблема питания. С одной стороны, широкий интервал напряжения такого питания (от 3,3 В до 24 В и более) обуславливает использование автономного источника питания, а с другой — автономный источник делает пользование прибором неудобным. В [1] эта проблема была решена "в лоб", сначала с помощью повышающего преобразователя входное напряжение повышалось до 20 В, а затем с помощью линейного понижающего стабилизатора — до 5 В, необходимого для питания МК и светодиодного индикатора. Необходимость напряжения 20 В обусловлена тем, что для полного открытия мощного МОП-транзистора напряжения 5 В на его затворе зачастую недостаточно, поэтому управляющий этим транзистором ОУ питают от этого повышенного напряжения. В предлагаемом устройстве использован преобразователь напряжения SEPIC (Single-ended primary-inductor converter), более известный в русскоязычной литературе как повышающий/понижающий преобразователь. Этот преобразователь выдает на выходе напряжение 5 В при изменении напряжения на входе от 3.3 В до 24 В.

К сожалению, автору не удалось найти ничего более доступного из SEPIC, кроме переделанного и широко известного модуля МТ3608 на одноимённой микросхеме. С другой стороны, существуют уже опробованные радиолюбителями переделанные модули этого типа, например (2). Проведенная проверка показала пригодность такого модуля для целей разработки, с той лишь разницей, что вместо замены подстроечного резистора вновь вводимой катушкой индуктивности автор предпочёл приклеить ее на имеющуюся, сохранив на плате модуля этот резистор. На рис. 3 полностью показана схема доработанного модуля МТ3608, здесь вновь введенные элементы — С2 и L2.

У этого модуля обнаружились два существенных недостатка. Первый и них — это недостаточная стабильность выходного напряжения, вследствие чего пришлось вводить дополнительный канал измерения его выходного напряжения. Второй — практически мгновенное выгорание микросхемы при срабатывании защиты испытуемого источника питания. Как оказалось, это происходит из-за способности модуля работать при очень низких напряжениях (0,9 В), из-за чего слишком медленное падение выходного напряжения испытуемого источника питания вследствие большой ёмкости конденсаторов на его выходе приводило к перегреву ключевого транзистора в микросхеме МТ3608. Эта проблема была решена путём введения диода VD2. Установка дополнительного конденсатора С4 сравнительно большой емкости на выходе преобразователя обусловлена необходимостью предотвращения перехода пары электронная нагрузка — источник питания в режим низкочастотной генерации, что происходит часто при наличии у последнего защиты от короткого замыкания.

Как уже упоминалось ранее, для эффективного управления мощным МОП-транзистором выходного напряжения МК недостаточно, поэтому был использован преобразователь напряжения на основе последовательного резонансного контура (3]. Очевидно, что если генерируемое с помощью последовательного резонанса выпрямленное напряжение в состоянии управлять МОП-транзистором в ключевом режиме, оно тем более сможет это делать и в аналоговом, что и требуется для электронной нагрузки. Однако испытания показали, что использование резонансного преобразователя для управления затвором МОП-транзистора непосредственно приводило к слишком широкому варьированию напряжения на затворе, что, очевидно, связано с инерционностью как выпрямителя, так и узла управления на МК в целом. Поэтому было принято решение отказаться от применения МК для прямого управления затвором, сохранив за ним функцию измерителя тока. Тем не менее резонансный преобразователь был использован в качестве источника питания регулирующего ОУ — это элементы С7, С5. L3 и VD4 Стабилитрон VD3 ограничивает выходное напряжение преобразователя.

С целью снижения нагрузки резонансного преобразователя и с учетом того, что нагрузкой ОУ фактически является ёмкость затвора МОП-транзистора, был применён малопотребляющий ОУ. Выбор пал на доступный TL061 с током потребления не более 200 мкА. Управление затвором осуществляется напрямую, так как в этом ОУ предусмотрена защита от короткого замыкания, необходимая для управляющего затвором выходного каскада ОУ. В качестве регулирующего МОП-транзистора выбран IRFP150N. Такой выбор был обусловлен прежде всего типом корпуса — ТО-247, который в примененной конструкции удобнее корпуса ТО-220. При выборе транзистора необходимо учитывать, что отбор параметров и, в первую очередь, максимального тока следует вести не для температуры 25 °С, а для температуры 100 °С. Этот же принцип предпочтителен и при выборе всех остальных элементов, поскольку вентиляция внутри корпуса прибора носит естественный характер.

Сейчас стало нормой использовать МК только для управления и индикации, благо их относительная дешевизна и доступность позволяют сделать это. Однако, если приглядеться ко многим таким устройствам, можно обнаружить, что управление и индикация как структурно, так функционально и конструктивно нередко превалируют над главным назначением прибора. При конструировании радиолюбительских приборов нередко возникает проблема в размещении органов индикации и управления — дисплея, индикаторов и кнопок. В то же время уже давно известна и активно развивается технология loT (Internet of Things — Интернет вещей) — концепция сети передачи данных между физическими объектами ( вещами ), оснащенными встроенными средствами и технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой Для радиолюбителя 1оТ не чужда, ведь "вещи" — это его приборы В настоящее время целый ряд фирм выпускает чипы и модули для 1оТ, но наиболее доступны и раскручены в радиолюбительских целях МК и модули от Espressif Systems, которые, несмотря на целый букет недостатков и справедливых претензий, остаются наиболее предпочтительными для радиолюбителя с точки зрения как доступности. так и цены.

Поэтому в разработанной электронной нагрузке применен модуль NodeMCU, именуемый часто как WEMOS D1 mini R1 (А1 ), построенный на MK ESP8266. Основное его назначение — снятие аналоговых данных (напряжения) с датчика тока ACS712. их обработка и последующая выдача по радиоканалу Wi-Fi на компьютер или смартфон. Причём никаких специальных программ или приложений на ПК или смартфоне не требуется, вывод идёт в любом браузере Примечательно, что вывод информации на экран не разукрашен баннерами, таблицами и мультиками. Выводится только само значение с двумя знаками после запятой и обозначение единицы измерения — А (рис. 4). Это вовсе не означает, что общение прибора с ПК должно быть столь минималистски ограничено, ведь можно выводить целые таблицы данных и оперативно вводить свои параметры, и опять-таки без каких-либо приложений, кроме обычного браузера.

Применение MK ESP8266 широко освещено в Интернете, и для радиолюбительских целей автор порекомендовал бы работы Rui Santos [4] и Сергея Третьякова [5], так как они позволяют сравнительно легко и с минимальными познаниями программирования свести примеры этих авторов до необходимого для радиолюбителя минималистского уровня. В данном случае пример [4] низведён до вывода одного-единственного значения без каких-либо дополнительных украшательств, что объясняется не только интересом автора, но и ограниченными возможностями MK ESP8266. По сути, экран монитора ПК или дисплей смартфона использован как индикатор, и автор считает такой функционал для электронной нагрузки необходимым и достаточным. Как это выглядит на практике в данном случае, можно увидеть на рис. 4. Светодиод синего цвета встроен в модуль А1, и в данном случае его работа включена в цикл, т. е. он индицирует факт выхода МК в рабочий режим.

Код для MK ESP8266 был написан на Arduino, но, к сожалению, её возможностей не хватило — максимальная частота PWM оказалась слишком мала для создания преобразователя напряжения с последовательным резонансом Поэтому автору пришлось подключать библиотеку pwm.c от Stefan Bruns (6]. что позволило получить выходную частоту около 147 кГц. С целью снижения выходного сопротивления три вывода MK ESP8266 включены параллельно.

Так как MK ESP8266 имеет только один вход АЦП, он был задействован через аналоговый мультиплексор DD1 Сигнал с выхода датчика тока ACS712 через делитель напряжения R9R10 поступает на вход мультиплексора DD1 Наличие делителя обусловлено недопустимостью подачи на мультиплексор напряжения, превышающего напряжение питания. В этом же цикле проводится измерение напряжения на выходе делителя R3R5, которые позволяют скорректировать вычисления в связи с недостаточно высокой стабильностью напряжения питания 5 В и его несогласованностью с питанием 3,3 В для МК Каждое из этих измерений производится четыре раза с последующим усреднением, что позволяет нивелировать измерение помех на входе АЦП и сгладить его показания. В этом же цикле измеряется напряжение на выходе резистивного делителя RK1R12, в котором применён терморезистор (NTC). установленный на плате в максимальной близости от МОП-транзистора VT1 В случае превышения предельно допустимой температуры импульсов на выходах D1—D3 модуля А1 не будет, ОУ DA2 лишается питания, и соответственно напряжение на его выходе становится близко к нулю, что обеспечивает закрытие транзистора VT1 и тока через него не протекает. При этом включается светодиод HL1 красного свечения, сигнализируя о том, что надо дать возможность теплоотводу остынуть (если измеряемый ток небольшой) либо погрузить прибор в воду для производства дальнейших работ с испытываемым источником питания.

Резистор R13 предусмотрен на тот случай, когда в приобретенном модуле А1 его нет, но чаще всего он в модуле присутствует, тогда вместо этого резистора устанавливают перемычку

Вызывает недоумение тот факт, что 1оТ так мало используется радиолюбителями, хотя любое устройство, которое не требует постоянного наблюдения, является потребителем такой технологии. Например, самый обычный электронный термостат при применении в нём ІоТ освобождается от необходимости создания панели управления как таковой, расширяя при этом функционал этого управления почти безгранично недорогими и общедоступными средствами. С помощью смартфона можно легко и удобно вводить не только пороговую температуру, но и гистерезис, тип датчика, точки аварий и постоянные времени ПИД.