Схемы генераторов прерывистого сигнала
В Интернете очень много схем различных звуковых генераторов сигнала "Тревога". Всё хотелось их попробовать в деле, смакетировав "в железе". Вот, наконец, выпало время этим заняться. Сначала хотелось попробовать наиболее часто мельтешащие в Интернете схемы, создающие звук полицейской (милицейской) сирены. Первой была собрана заманчивая схема, содержащая всего одну логическую микросхему и один транзистор:
Схема вообще не работает. Для того, чтобы она заработала, надо поменять местами буквы "С" и "И", указанные на схеме. Выход логического элемента генератора импульсов находится в среднем под более высоким потенциалом, чем его вход, а полевой транзистор КП313- с каналом проводимости N-типа, и у него сток должен находиться под более положительным потенциалом, чем исток. При переброске выводов стока и истока, схема работает. Но работает отвратительно, весьма отдалённо напоминая милицейскую сирену. Установка вместо R3, R4, R5 подстроечных резисторов и их подбор ничего не дало- звук совершенно не приемлем для сигнала "Тревога". Вывод- использование полевиков в цепи обратной связи генераторов на логике, позволяет создать прерывистый свип-тональный сигнал, но не позволяет создать сигнал милицейской сирены. Но прерывистый тональный сигнал можно создать и на одной логической микросхеме, безо всяких полевиков!
Была собрана вторая, часто встречающаяся в Интернете схема- на вездесущих интегральных таймерах NE555:
Схема не работает вообще, ни хорошо, ни плохо, никак! Была сделана попытка подать сигнал с выхода (с вывода 3) левой микросхемы через интегрирующую RC-цепь на вход (вывод 5) правой микросхемы. Схема начинает работать, но звук примерно, как у схемы Рис.1. Вывод- тот-же, что и для предыдущей схемы. Как я понял, на таймере 555 можно создать милицейскую сирену, но придётся использовать задающий генератор несимметричного треугольного сигнала на ОУ по схеме "компаратор-интегратор", при этом нужен двухполярный источник питания, либо применять сложный генератор треугольного сигнала на транзисторах. Так что, овчинка выделки не стОит! Уж лучьше собрать старую проверенную временем схему на двух транзисторных мультивибраторах, какие собирали ещё во времена дорогого и любимого Леонида Ильича Брежнева. Схемы эти можно найти в старых журналах "Радио", раздел "Для начинающих". Они хорошо работают и дают качественный звук милицейской сирены, но содержат много деталей.
Возникает естественный вопрос- как могут эти схемы, совершенно не пригодные и не рабочие, мельтешить на стольких сайтах в Интернете и в масее книг? А очень просто- многие владельцы сайтов и авторов книг по электронной тематике не знают, с какой стороны надо держать паяльник. А многие схемы- просто высосаны из пальца, никогда не собирались "в железе", и выложены на сайт, как "гениальная разработка", которую тут же подхватывают другие сайты и авторы скороспелых книг. Советую брать схемы только с авторских сайтов, где владелец сайта публикует именно свои схемы, которые он собирал "в железе", а не чужие, собранные со всего Интернета. Либо использовать схемы из периодических журналов по электронике, в первую очередь- из журнала "Радио". В редакции журнала "Радио" сплошь кандидаты наук, профессионалы, а в редколлегии вообще вплоть до академиков! Они, при малейшем подозрении, теребят автора так, что тому мало не кажется, это я, как автор публикаций в "Радио" говорю. Там 95% схем- рабочие. Что совсем не скажешь о схемах в книгах! Кроме того, в последние годы появилось много программ для ПК- симуляторов электронных схем, такие как ПиСпеция (PSpice), Верстак (Workbench) и т.п. Единственно, что правильно в этих программах- название. Симулировать- значит делать вид, что работаешь, при этом не работая! Так что, будьте бдительны. Если раньше наличие рисунка печатной платы вселяло уверенность в то, что схема реально собиралась, то теперь в ПиСпеции и Верстаках можно махом по лжесхеме и печатку создать! У меня радиолюбительский стаж 43 года, и я понасмотрелся на эти фокусы, как совершенно не рабочие схемы десятилетиями кочуют из одной книги в другую. Теперь к книгам добавились сайты. Единственный надёжный путь разработки и проверки схем- натуральное макетирование "в железе". Всё остальное- туфта! Можно разработать схему в симуляторе, том же PSpice, затем в Layout Plus (PSpice входит в состав OrCAD) разработать печатную плату, затем изготовить плату, приобрести комплектующие, тщательно, с любовью, её спаять, а потом выбросить в помойное ведро! Конечно, есть схемы, которые не соберёшь на макете, те же скоростные аналого- цифровые с применением контроллеров в корпусе QFP и каккой- нибудь Altera, то тут уж ничего не попишешь- надо после разработки делать плату, на макете не соберёшь, но там, где это можно сделать, нужно делать. Особенно это касается аналоговых схем.
Тем, кто любит мучать клаву на всяких "симуляторах", и не любит паяльник и осциллограф, предлагаю простой экскремент. Создайте в симуляторе генератор прямоугольных импульсов, которые подайте на вход любого счётчика TTL, скажем К155ИЕ5. Затем меняйте скважность импульсов в широких пределах. Вы увидите, что К155ИЕ5 прекрасно работает, считает, как надо, и на всех выходах правильный сигнал. А теперь соберите схему "в железе" и изменяйте скважность входных импульсов. Вы с удивлением увидите, что при скважности в несколько десятков, счётчик начинает себя вести непредсказуемым образом. Скажем, 1й триггер работает нормально, 2й стоит в единице, не шелыхаясь, зато 3й работает так, будто со вторым всё в порядке, а 4й не колышшется, как и 2й! И пока не уменьшите скважность до, примерно 12, всё будет так! Почему так происходит- сия тайна велика есть! Как, впрочем, и во многих других вопросах. Просто лень мучать клаву, посему на том и ограничусь. Из опубликованных в книгах схем, примерно каждая 4я- не работает вообще, а каждая 2я- не соответствует заявленным параметрам!
Используя схему своей давней разработки Квартирная сигнализация, я также получил схему милицейской сирены, содержащую одну логическую микросхему и один транзистор, причём не полевой, а самый обычный, биполярный:
Номиналы конденсаторов указаны для напряжения 9-12В, при других напряжениях потребуется их подбор. Эта схема отмакетирована и, в отличие от предыдущих, генерирует сигнал милицейской сирены отличного качества. К тому же, схема имеет 2 противоафазных выхода, к которым можно подключить выходной импульсный формирователь, не используя линейного УНЧ для динамической головки громкоговорителя тревоги охранной системы. Полная схема такого формирователя содержится в архиве документации на Квартирную сигнализацию(zip 178 kbyt). Если не устраивает частотный диапазон изменения звука, надо уменьшить/увеличить номинал С3,С4, но С3 и С4 должны иметь одинаковый номинал, т.е. надо заменять их оба.
Если охранная система имеет два рубежа охраны, либо две разные зоны охраны, то можно сделать так, что при нарушении разных рубежей (зон) будет генерироваться разный звуковой сигнал Тревоги:
Пусть при нарушении первого рубежа сигнал ALARM устанавливается в "1", а сигнал RUBEJ в "0". Тогда будет прерывистый двухчастотный свип-тональный звук, обусловленный подобранным резистором R7. При нарушении же второго рубежа в "1" устанавливается и ALARM, и RUBEJ. Тогда открывается VT2, и параллельно R7 подключается подобранный резистор R10, и звук становится, как у милицейской сирены.
Просматривая книгу: Ч.Шумейкер "Любительские схемы контроля и сигнализации на ИС", я нашёл две схемы с интересными названиями. Вот первая из них:
Схема была промакетирована, и звуком я был очень доволен. Правда "пением" его назвать язык не поворачивается. Это надо, чтобы в детстве медведь на ухо наступил, чтобы этот мерзкий звук назвать "пением"! Звук подходит для сигнала Тревога- кажется, что работает не один генератор, а сразу два. Один с частотой примерно 2 Гц генерирует жулькающий свип-тональный звук, а второй, с этой же частотой, в паузах первого генератора, генерирует долбящий прерывистый чисто тональный звук. Звук ценен тем, что резко отличается от всех широко применяемых- от сигнализаций автомобилей, игровых приставок, квартирных звонков, и тем самым хорошо идентифицируется. Я создал схему этого генератора в графике ЕСКД, как у нас принято:
Затем была промакетирована вторая схема с интересным названием:
Ну и вкус у театралов! Схема генерирует архимерзкий звук, похожий на ревун тревоги в подводной лодке, но ещё и с высокочастотным присвистом. Я сам в подводной лодке не бывал, но, судя по фильмам о подводниках, звук очень похож, и подходит для сигнала Тревога. К тому же, как и звук предыдущей схемы, резко отличается ото всего окружающего и хорошо идентифицируется. Поэтому я создал схему в ЕСКД и для этого генератора:
Попытка избавиться от IC2, смешав сигналы двух генераторов после С6,С2 успеха не имела. Звук становится мелодичным, не подходящим для сигнала Тревога, взаправду "театральным". Но хотелось, чтобы этот звук был прерывистым, как в подводных лодках, а эта схема генерирует непрерывный звук. В книге также есть схема и для прерывистого звука:
Но сборка на макете показала её полную неработоспособность! Если пересадить R7 на вывод 13, то схема работает, как предыдущая, в непрерывном режиме, иначе- не работает вообще. Учитывая, что два элемента IC2 в схеме Рис.7 (Рис.8) остаются не использованы, я сам скумекал, как сделать звук прерывистым:
Звук стал полностью, ну как в подводной лодке, и хорошо подходит для сигнала Тревога!
Если охранная система имеет несколько зон охраны, то, используя схемы Рис.3, Рис.6 и Рис.10, можно создать разные звуковые сигналы Тревога для трёх зон охраны. А если использовать набор Рис.4, Рис6, Рис.10, то можно создать разные звуковые сигналы Тревога для четырёх зон охраны, либо для трёх зон, одна из которых- двухрубежная. И все сигналы зон будут резко отличаться и хорошо идентифицироваться. Это особенно ценно при охране частных домов с приусадебным участком и хозпостройками и при охране дач.
Схемы я разрабатываю и макетирую на платах из одностороннего стеклотекстолита, верхняя сторона которого гусаком из ножовочного полотна порезана на равные квадраты со стороной 5 мм, которые затем облужены:
Для монтажа соединений платы используются жилы от телефонного линейного кабеля диаметром 0.5 мм., предварительно облуженные. Для длинных соединений можно использовать и многожильный провод. Я использую жилы от ленточных кабелей ПК. Они хорошо лудятся и при этом не оплавляются и не укорачиваются. Перед припайкой многожильного провода, его оголённые концы надо скрутить и облудить. Крупный план монтажа:
Так как микросхемы стоят вверх ногами, то то стороны ключа отвёрткой делается чёрточка-метка.
Для макетирования устройств с микроконтроллером применяется специальная макетная плата, содержащяя плату с панелью для микроконтроллера:
Плата микроконтроллера изготавливается на основе обрезка стандартной заводской макетной платы с металлизацией отверстий. В запаянную в плату панель микроконтроллера сверху вставляется ещё панель, чтобы при снятии и постановке микроконтроллера нижняя, запаянная панель, не изнашивалась. При износе вархней панели, она заменяется. Верхняя панель скручена на краях проволокой с нижней панелью. Показанная плата очень старая, поэтому многие квадраты фольги отвалились. Долговечность макетной платы зависит от качества приклейки фольги. У мена были случаи, когда плата эксплуатировалась в течении 10 лет без единого отпавшего квадрата. А бывало и так, что платы на год не хватало. Размер платы по горизонтали и вертикали должен быть кратен 5 мм. Плата перед прорезанием прочерчивается со всех сторон штангенциркулем, на котором сначала выставляется размер 5 мм., затем 10 мм., звтем 15 мм., и т.д, пока вся плата не будет размечена. Прорезать плату надо осторожно, не торопясь, не допуская задиров фольги. После прорезания фольги, плата шлифуется мелкой шкуркой, прочищается тряпкой, смоченной в ацетоне, покрывается раствором канифоли в ацетоне, сушится, а затем лудится паяльником 90-100 Вт, после чего промывается и прочищается тряпкой, смоченной в ацетоне.
После того, как схема разработана и отмакетирована, отпаиваются навесные провода, затем дискретные детали, затем отпаиваются провода, соединяющие микросхемы с платой от платы, затем выводы микросхем очищаются паяльником от проволок проводов,затем выводы всех деталей пролуживаются, выравниваются гладними плоскогубцами, снова облуживаются и эти же детали используются для изготовления печатных плат. Затем плата, очищенная от всех проволок проводов переворачивается в руке над столом вниз квадратами фольги, паяльником снизу снимается с квадратов лишьний припой, затем плата ложится на стол квадратами вверх, все использованные квадраты пропаиваются, чтобы были гладкими и не было перемычек припоя между квадратами, после чего плата промывается тряпкой, смоченной в ацетоне, и готова для следующего макетирования.
На таких платах можно разрабатывать сложные устройства. Например Светодиодный физиотерапевтический прибор был разработан на такой плате больших размеров. Если бы он был разработан в ПиСпеции, или в каких-нибудь Верстаках, у меня бы не поднялись руки чертить схемы и разрабатывать печатные платы для такого "прибора"! Такую технологию можно использовать для изготовления устройств, которые надо сделать в единичном экземпляре и максимально быстро. Я изготовил таким образом несколько относительно простых устройств, которые работают надёжно долгие годы.
Автор: Исаев Александр Николаевич
г.Железногорск-Илимский. Иркутская обл.
2008г.
Роясь по журналам, обнаружил в журналах и книгах за 200х г.г. старые схемы сирен, и некоторые новые. Должен предупредить, что эти схемы я не макетировал:
Источник
Генератор прерывистого звукового сигнала
В качестве примера использования мультивибратора можно вспомнить схему, издающую прерывистый звуковой сигнал. Для ее создания потребуются уже два мультивибратора. В этой схеме мультивибраторы на двух логических элементах, что позволяет собрать такой генератор всего на одной микросхеме. Его схема показана на рисунке 2.
Рисунок 2. Генератор прерывистого звукового сигнала.
Генератор на элементах DD1.3 и DD1.4 вырабатывает колебания звуковой частоты, которые воспроизводит телефонный капсюль ДЭМ-4м. Вместо него можно применить любой с сопротивлением обмотки около 600 Ом. При указанных на схеме номиналах С2 и R2 частота звуковых колебаний около 1000 Гц. Но звук будет раздаваться лишь в то время, когда на выводе 6 мультивибратора на элементах DD1.1 и DD1.2 будет высокий уровень, который разрешит работу мультивибратора на элементах DD1.3, DD1.4. В случае, когда на выходе первого мультивибратора низкий уровень второй мультивибратор остановлен, звука в телефонном капсюле нет.
Для проверки работы звукового генератора можно 10-й вывод элемента DD1.3 отключить от вывода 6 DD1.2. В этом случае должен зазвучать непрерывный звуковой сигнал (не забывайте, что если вход логического элемента никуда не подключен, то такое его состояние рассматривается как высокий уровень).
Если 10-й вывод соединить с общим проводом, например, проволочной перемычкой, то звук в телефоне прекратится. (То же самое можно сделать и, не нарушая соединения десятого вывода). Этот опыт говорит о том, что звуковой сигнал раздается лишь тогда, когда на выводе 6 элемента DD1.2 высокий уровень. Таким образом, первый мультивибратор тактирует работу второго. Подобную схему можно применить, например, в устройствах сигнализации.
Вообще, проволочная перемычка, соединенная с общим проводом, широко используется при исследовании и ремонте цифровых схем в качестве сигнала низкого уровня. Можно сказать, что это классика жанра. Опасения что-либо таким методом «сжечь» совершенно напрасны. При этом на «землю» можно «сажать» не только входы, но и выходы цифровых микросхем любых серий. Это эквивалентно открытому выходному транзистору или уровню логического нуля, низкому уровню.
В противоположность только что сказанному СОВЕРШЕННО НЕДОПУСТИМО ВЫХОД МИКРОСХЕМ ПОДКЛЮЧАТЬ К ЦЕПИ +5В: если выходной транзистор в это время будет открыт (все напряжение источника питания будет приложено к участку коллектор – эмиттер открытого выходного транзистора), то микросхема выйдет из строя. Учитывая то, что все цифровые схемы не стоят на месте, а что-то все время «делают», работают в импульсном режиме, открытого состояния выходного транзистора ждать придется совсем недолго.
Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 2708 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник