Техника и электроника

Электронные устройства для дома

Данное устройство было сконструировано для создания большого шума и предназначено для отпугивания непрошенных гостей. Звук, вырабатываемый устройством, напоминает сигнал сирены машин скорой помощи.

Схема электронной сирены приведена на рис. 6Л, в которой для генерации звука используются две интегральные микросхемы таймеров, включенные по схеме генераторов автоколебаний. Первая из них D1 имеет всего один внешний резистор и конденсатор и работает на частоте около 3 Гц. Генератор такого типа вырабатывает выходные сигналы двух типов. Первый сигнал прямоугольной формы снимается с вывода 3 ИМС, а второй сигнал, практически треугольной формы (представляет собой части экспоненциальных кривых заряда и разряда конденсатора), снимается с точки соединения конденсатора с выводами 2 и б. Импульсы треугольной формы обеспечивают в данной схеме частотную модуляцию звукового сигнала на выходе. Так как необходимое напряжение на конденсаторе обеспечивается при большом сопротивлении резистора, что особенно важно для данной схемы, это позволяет использовать неэлектролитический конденсатор. Поэтому в качестве согласующего каскада используются дополняющие составные транзисторы VТ1 и VT2.

Для создания второго генератора на ИМС D2 используется еще один резистор. Генератор вырабатывает звуковые сигналы с частотой около 1 кГц. Выходной сигнал генератора представляет собой последовательность импульсов длительностью 100 мкс, что обеспечивает наилучшее соотношение между уровнем звукового сигнала и потребляемой мощностью. Изменяя напряжение, приложенное к выводу 5, можно изменять частоту звукового сигнала, поэтому к этому выводу прикладывается управляющее напряжение от первого генератора. При уменьшении управляющего напряжения частота звуковых колебаний увеличивается. Повышение напряжения приводит к более низкому тону звучания. Конденсатор С1 подключен к положительной шине, а не к отрицательной, как это общепринято. При включении схема начинает работать на низкой частоте.

Параметры  звукового  сигнала  задаются резисторами R1, R3 и R4: R1 управляет частотой модуляции, R3 — глубиной модуляции, a R4 - общей высотой тона. Поскольку устройство работает от источников питания с напряжением до 25 В, а максимальное положительное напряжение интегральных микросхем таймеров серии 555 составляет 15 В, в схеме для понижения входного напряжения, значение которого превышает 9 В, до требуемого напряжения 7,5 В используются транзистор VT4, диод VD2 и резистор R9. Генератор на ИМС D2 вырабатывает отрицательные импульсы, которые инвертируются транзистором VT3 и поступают на вход транзисторов VT5 и VT6, обеспечивающих достаточное усиление по мощности, необходимое для работы громкоговорителя  при высоком уровне  звукового  сигнала. Схема электронной сирены собирается на плате с 24 полосками по 50 отверстий в каждой. Плата - достаточно больших размеров, так как много места на ней занимает развязывающий конденсатор С4. На рис. 6.2 показана фольгированная сторона платы  с 18 разрезами в полосках. На рис. 6.3 представлено расположение элементов схемы с 12 перемычками. Транзистор VT6 устанавливается в схеме в соответствии с маркировкой его выводов, для которых отверстия в плате расширяются. Полная выходная мощность устройства составляет около 4 Вт, поэтому необходимо использовать громкоговоритель, рассчитанный на такую нагрузку. Однако на практике, поскольку устройство работает относительно короткое время, целесообразно использовать громкоговоритель диаметром 63,5 мм, так как небольшие громкоговорители при работе на фронтах прямоугольных импульсов создают звук, который способен оглушить на небольших расстояниях. Потребление тока зависит от  напряжения источника питания и составляет  140 мА при напряжении 9 В и 250 мА при напряжении 18 В. Электронная сирена в течение короткого времени может работать от одной аккумуляторной батареи, либо от двух батарей, соединенных последовательно,   что   повышает уровень  звукового  сигнала.

Кроме применения в системах охраны жилых помещений устройство, может быть использовано в противоугонных системах автомобиля, так как схема хорошо работает от источников питания с напряжением 12 В. Не следует встраивать такую сирену в различного рода детские игрушки и игрушечные автомобили, если Вы хотите остаться в хороших отношениях со своими соседями.

Если схема приводится в действие электрическим путем, следует принимать во внимание, что при ее включении на конденсаторах СЗ и С4 возникает перенапряжение, которое при напряжении 18 В может иметь значение, достаточное чтобы вывести транзистор BFX29 из строя. В этом случае необходимо использовать реле или более мощный транзистор.