Простое сетевое устройство сигнализации на импульсной лампе
Довольно интересные возможности открываются при использовании импульсных фотоламп, конечно при соблюдении определенных мер безопасности, поэтому приступать к сборке таких устройств могут только достаточно подготовленные любители. На рис. 8.5 представлена простая схема сигнального устройства на импульсной лампе. Обмотки трансформатора зажигания (первичная — 20...30 витков провода диаметром 0,3 мм, вторичная — примерно 1000 витков провода диаметром 0,1...0,15 мм) наматываются на кусочек ферритового стержня длиной 30 мм; в качестве первичной обмотки можно использовать дроссель на ферритовом сердечнике диаметром не менее 4 мм, предназначенный для подавления помех. Все устройство может быть закрыто полностью изолированным кожухом, например, из фольгированного картона (фольгой внутрь), причем передняя стенка выполняется из прозрачной пластмассы. Импульсную лампу, например типа 82-80, можно закрепить на куске картона, фольгированного с обеих сторон, фольга при этом играет роль экрана. Габариты кожуха определяются размерами сильно нагруженного балластного резистора (чем чаще частота вспышек, тем сильнее он нагревается) и расстоянием между ним и электролитическим конденсатором, нагрев которого не должен превышать 70 °С.
Это устройство непосредственно подключается к сети благодаря конструкции трансформатора зажигания. Поэтому схема управления импульсной лампой (рис. 8.6), срабатывающая по оптическому сигналу извне, размещается в отдельном кожухе с прозрачной стенкой. Напряжение питания на эту схему подается источником питания самого устройства сигнализации. Схема управления срабатывает при освещении фототранзистора, установленного около прозрачной стенки, низковольтной лампой накаливания, находящейся снаружи и включаемой при нажатии на кнопку звонка.
Рис. 8.6. Схема управления работой импульсной лампы по сигналам лампы накаливания (крестиками отмечены места включения приставки по рис. 8.9)
Рис. 8.7.
Схема, обеспечивающая только одну вспышку импульс ной лампы при нажатии на кнопку звонка
Рис. 8.8. С помощью мультивибратора с самоудержанием, подобного показанному на рис. 8.1, обеспечиваются периодические вспышки лампы накаливания до тех пор, пока вручную не будет разомкнут контакт 5. Свет этой лампы воспринимается фототранзистором в схеме управления по рис. 8.6 (частота мультивибратора должна быть меньше возможной допустимой частоты с учетом термической нагрузки балластного резистора)
Рис. 8.9. Приставка, сигнализирующая о слишком большой освещенности помещения и включаемая в схему по рис. 8.6
Фототранзистор реагирует на свет такой лампы даже в условиях дневного освещения в квартире. Примерно через 5 с после вспышки импульсная лампа снова готова к работе. Но это предполагает, что лампа накаливания должна давать короткие импульсы света, в ином случае (если на эту лампу также подается переменное напряжение со звонкового трансформатора, рис. 8.7) тиристор будет постоянно зажжен за счет связи по переменному напряжению. Частоту миганий лампы накаливания можно задать, например, с помощью мультивибратора, схему которого можно найти в разделе 4. Этот мультивибратор получает напряжение питания от звонкового трансформатора и может работать как в режиме самоудержания, так и обеспечивать новое зажигание лампы только при новом нажатии на кнопку звонка (рис. 8.8).
Сигналы устройства на импульсной лампе хорошо различимы почти при любой внешней освещенности. Но при слишком большой освещенности оно просто не срабатывает вследствие насыщения фототранзистора. При необходимости его рекомендуется дополнить схемой, представленной на рис. 8.9. Для этой схемы необходим внешний источник напряжения (достаточно 2 В), но не требуется выключатель. При напряжении около 1 В, подаваемом через резистор нагрузки фототранзистора (включая сопротивление участка база-эмиттер этого транзистора), светодиод начинает светиться.
При напряжении 2 В, являющемся предельным напря жением при указанных номиналах элементов схемы, это свечение уже хорошо видно. Таким образом, устройство не следует устанавливать напротив окна. Нечувствительность схемы по отношению к постоянной или медленно изменяющейся освещенности помещения обеспечивается подачей сигнала фототранзистора через RC-цепочку на усилитель зажигания.
В устройстве по схеме на рис. 8.5 можно применить диод Д226А или КД209Б. Импульсная фотолампа ИФК-120.
В устройстве по схеме на рис. 8.6 можно применить фототранзистор ФТ-1 и кремниевые транзисторы КТ342А или КТ312Б, КТ315Г. Тиристор КУ202К или КУ202Л.
В устройстве по схеме на рис. 8.8 подойдут любые выпрямительные кремниевые диоды, например Д226 или КД209.
В устройстве по схеме на рис. 8.9 транзистор КТ342А или КТ312Б, светодиод АЛ307А или АЛ307Б, АЛ102А, АЛ102Б.
8.2. «СВЕТОВОЙ» БУДИЛЬНИК
Если обеспечить срабатывание устройства сигнализации на импульсной лампе, например, по командам, периодически подаваемым электронным будильником, то это устройство можно использовать в качестве «светового» будильника или для подачи сигналов, несущих какую-либо информацию.
8.3. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ИМПУЛЬСНОЙ ЛАМПЫ
Импульсная лампа может быть использована для беспроволочного управления какими-либо процессами с кровати или кресла на колесах. При этом — особенно для установки на кресле — лучше применять батарейную лампу-вспышку промышленного производства или самодельное устройство, подобное описанному в разделе 8.1. «Приемником» оптического сигнала может быть, например, схема включения лампы накаливания с низковольтным питанием (рис. 8.10). Такое включение освещения может представить интерес не только для больных.
В устройстве по схеме на рис. 8.10 применяются те же транзисторы, что и в устройстве по схеме на рис. 8.6. Но здесь можно использовать низковольтные тиристоры, например, КУ201 и КУ202 с любыми буквенными индексами.
Рис. 8.10. Схема включения низковольтной лампы накаливания по сигналу, подаваемому импульсной лампой (контакт 5 предназначен для выключения лампы)
8.4. КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ ДЛЯ СЛЕПЫХ
Описанные в этом разделе «говорящие часы» были разработа ны специально для использования их слепыми в домашнем хозяйстве. Каждые четверть часа они через громкоговоритель объявляют точное время. Это обеспечивается с помощью кассетного магнитофона, например типа КТЗОО, выпускаемого в ГДР. Предлагаемую здесь схему не следует считать единственно возможной, в зависимости от наличия тех или иных деталей ее можно соответственно изменить. Кроме того, она послужит и для решения других задач, таких как устная выдача рекомендаций на кухне или в фотолаборатории, напоминание о приеме лекарств и их дозировке больному. Для этого можно предусмотреть «библиотеку» соответствующих кассет.
Постановка задачи. Необходимо разработать устройство, которое с помощью кассетного магнитофона автоматически и с достаточной точностью через громкоговоритель сообщало бы о времени через каждые четверть часа. По сравнению с часами с боем этот вариант имеет то преимущество, что каждая информация о времени полностью понятна, так как кроме указания четверти объявляется и сам час. Кроме того, эту информацию можно дополнить объявлением даты или каких-либо указаний в определенные моменты времени. И наконец, словесная информация — совершенно неоценимое достоинство такого устройства. Желательно, чтобы программирование устройства осуществлялось на недельный срок. Необходимо также предусмотреть работу устройства при выходе электросети из строя. Ввод и проверка программ должны быть несложными.
Путь решения. Для решения задачи такое устройство должно содержать функциональные элементы, представленные на рис. 8.11.
Описание этих элементов приведено ниже. Они объединены друг с другом так, чтобы вся схема могла быть размещена на четырех печатных платах 35X80 мм.
В будущем, вероятно, с помощью маломощных ТТЛ-микросхем можно будет собрать подоб ную схему, имеющую меньшее потребление тока и, следовательно, более длительный период работы между сменами батарей или подзарядками аккумуляторов.
Рис. 8.11. Функциональная схема «говорящих часов»:
1 — хронизатор; 2 — делитель до 900 с; 3 — блок записи с генератором кодовой частоты; 4 — схема переключения; 5 — кассетный магнитофон с громкоговорителем; 6 — устройство автоматического выключения с глушением кодовой частоты; 7 — блок питания
Хронизатор с генератором кодовой частоты. В качестве хронизатора здесь использован кварцевый резонатор на 200 кГц. Схема собрана на трех транзисторах SF136, при использовании кварцевого резонатора она более экономична, чем часто используемые для этой цели ТТЛ-микросхемы. Третий транзистор обеспечивает сопряжение хронизатора со входом делителя частоты.
