Пьезо- зуммер

Jmk.

Рис 3.2. Печатая плата (q) и монтажная схема {б) эвонкачрели

Для подклк>Цения с^емы звонкатрели необходимо отсоединить электрический звонок и вместо него подключить нашу плату (рис ЗЛ) ~роще всего это сделать, если отпаять соединительные провода на катушке электрического звонка. Заметим, что схема легко размеишется в месте расположения электрического звонка.

3.2, Ымтшгор наличия воды и универсальный

тенаи ный генератор с применением интегральных схем

HS лзментарных МОП-транзисторах

При использовании схем на КМОП-транзисторах следует иметь в виду, что они легко подвергаются разрушению по сравнению с другими полупроводниковыми элементами: достаточх-зо статического заряда человека для их повреждения.

Б настоящее время для гфедотвращения разрушающего воздействия во всех таких схемах применяются защитные диоды. Они обеспечивают стекание заряда ка входах интегральных схем. При этом ток не должен превышать 10 мА с учетом незначительных размеров проводящих токоведущих дорожек.

Предлагаемый модуль основан на двух существенных положениях: наличие высокоом-ных входов КМОП-логических элементов и достаточно большой электропроводности воды с примесями, к которой в строгом смысле относится также водопроводная вода. Химически чистой является только дистиллированная вода.

Рассмотрим схему, приведенную на рис ЗЛ. С 1Юмои9>ю резистораЛ! на выводе 5 триггера Шмитта устанавливается высокое напряжение. Если оба контакта датчика SE находятся в воде, то его сопротивление вместе с сопротивлением резистора R1 образует делитель напряжения, входное напряжение снижается ниже уровня срабатывания и на выходе функ-Ц1;10нальной схемы также устанавливается высокое напряжение. Следующие ступени мо-дулятюказаны на рис 3.4.

72В О-

Ul R2 SE10 f М О

Ж

Рис. ЗА Входное устройство сигнализатора наличия воды Рис 3.4. Схема, иллюстрирующая принцип действия индикатора наличия воды

+ /2во-

.o--cz>

80337 T1

R g3

5fiO

lOOMK

Рис ЗА Окончательная схема индикатора наличия воды с оптическсй, акустической и электрической сигнализациями

Функциональный элемент G1 выполнен по схеме, приведенной на рис 3J. Элемент G2 инвертирует на выходе высокое напряжение, поэтому функциональные элементы G3 и G4 снова имеют на своих выходах высокое напряжение, которое открьшает транзисторы Т1 и Т2. При этом загорается светоизлучающий диод LED и срабатьтает реле. Оно может включить насос или один зуммер.

Теперь можно объединить КМОП-функциональные элементы. В связи с этим была разработана универсальная схема на основе четырех КМОП-функциональных элементов CD 4П93, изожженная на рис 3.5. Входная ступень этой схемы аналогична схеме, приведенной на рис 3 J. Диод и сопротивление резистора, равное 27 кОм, на ее входе уменьшают возможное напряжение помех. Различные металлы на датчике (для этого достаточно, например, штепсельного контакта или аналогичного устройства) могут обрезовать элемент питания, а емкость конденсатора 330 нФ и сопротивление 27 кОм препятствует образованию паразитных импульсов.

Инвертор (рис 3.4) с помощью подстроечного потенциометра и конденсатора может генерировать необходимые колебания.

Попадающие в диапазон звуковых частот и1 1пульсы прямоугольной формы поступают через функциональный элемент G3 на усилитель низкой частоты. Выход А схемы имеет защиту от короткого замыкания.

Функциональный элемент G4 является теперь предоконечным каскадом для транзистора Т1. Последний под воздействием импульсов прямоугольной формы вьщает соответствующий коллекторный ток. Ток коллектора в большинстве случаев сглаживается электролитическим конденсатором емкостью 100 мкФ. Поэтому в схеме можно использовать реле на 12 В. При этом следует иметь в виду, что контакты этого реле не могут коммутировать цепи с напряжением 220 В. Для этой цели требуется промежуточное реле.

Двухтональный ген^)атор. В предлагаемом двухтональном генераторе можно раздельно и в широких пределах регулировать как высоту звука обоих генераторов, так и частоту переключения - звуки следуют непрерывно один за другим. Таким образом, искушенный слушатель может получить все, что пожелает. Это обстоятельство уже в общих чертах объясняет значение рассматриваемого модуля.

Принцип действия двухтонального генератора объясняется с помощью принципиальных схем, приведенных на рис 3.6-ЗЛ

В схеме на рис 3.6 на вход Г поступает сигнал прямоугольной формы. Он проходит элемент И-НЕ, если на вход Е поступает высокий потенциал. Если в этой точке действует низкий потенциал, то на вьиоде логической схемы остается высокий потенциал.

С учетом сказанного становится понятным принцип действия переключателя, приведенного на рис 3.7.

В этой схеме низкий потенциал действует в точке ЕО, Тогда функциональный элемент G2 находится в закрытом состоянии (выход с высоким потенциалом) независимо от потенциала в точке Е2. Элементы G1 и С4 последовательно переключаются, и логическое состояние схемы в точке А совпадает с логическим состоянием в точке Е1. Если провести испытание и приложить к точке ЕО высокий потенциал, то элемент G1 независимо от состояния El будет закрыт (выход соответствует высокому потенциалу), G2 и G4 последовательно переключаются, а логическое состояние в точке А соответствует состоянию в точке Е2.

Заметим, что это устройство является одеальным стрелочным переводом двух поступающих различных звуковых сигналов (прямоугольной формы) в один общий канал, т. е. одноразрядным мультиплексором.

Тональные генераторы можно включать по схеме, приведенной на рис 3.8. Если приложить к верхнему входу высокий потенциал и подать питающее напряжение к логическо-

вЫХОв форм!* сигаалов прямоугольной

Рис 3.7. Схема, иллюстрирующая принцип действия переключателя сигналов

=[>

700 к о

+ B@ i:->.-

7S0H

22 н

7М

О

£/7

1>J

Рис 3.8. Схема включения тональных генераторов с помощью КМОП-элементов

Glh U27K

В-Оф П27

GZ/2

C2/

G2/3

Рис. 3S. Полная схема универсального тонального генератора

му элементу, то конденсатор (разряженный) будет поддерживать на нижнем входе низкий потенциал, а на выходе элемента установится высокий потенциал. Следовательно, конденсатор будет разряжаться через подстроечный потенциометр Р до тех пор, пока нижний вход логического элемента не будет рассматриваться как вход с высоким потенциалом.

Тогда на выходе элемента установится низкий потенциал и конденсатор начнет разряжаться через подстроечный потенциометр Р до тех пор, пока на нижнем входе элемента не будет снова достигнут низкий потенциал. Далее процесс продолжается аналогичным образом. Устройство генерирует колебания прямоугольной формы, которые с параметрами схемы на рис 33 попадают в область звуков - частот. Хотя, конечно, процессы переключения в этом случае протекают гораздо медленнее. Причем вход S (переключателя) полностью разомкнут.

Входные сопротивления КМОП-логических элементов достигают значений 10* Ом. Поэтому если модуль должен генерировать колебания, когда на него подается рабочее нагфяжение, то нужно подключить изображенный штриХ'Лунктирной линией резистор сопротивлением 100 кОм к положительному полюсу источника питания 12 В. Рабочий контакт между переключателем S и массой прерывает тональную последовательность. Резисторы сопротивлением 100 кОм могут быть также подключены между S и массой. В этом случае рабочий контакт подключает генераторы от S к положительному полюсу источника питания 12В. t