Музыкальные сигнализаторы
Занятые домашними заботами либо занимательной беседой, мы забываем, к примеру, о кипящем чайнике. Своевременно напомнить о нем может простой звуковой сигнализатор. Но генераторы колебаний звуковой частоты (к примеру, мультивибраторы), выстроенные на базе транзисторной логики или на интегральных микросхемах, не всегда удовлетворяют собственных создателей.
Несложные устройства дают ровный тональный сигнал, почти не заметный на фоне бытового шума, а неожиданный и громкий «бип-бип» более сложных конструкций способен напугать.
Другое дело, в случае если сигнал мелодичный, как, к примеру, у музыкальных поздравительных открыток, взявших сейчас широкое распространение. Они содержат микросхему DD1 — синтезатор мелодии, миниатюрный источник питания, и сверхтонкий пьезоэлектрический звукоизлучатель.
Музыкальный сюрприз оживает, в то время, когда открытка раскрывается и замыкаются контакты выключателя электропитания.
Приспособить таковой сигнализатор к тому, дабы его мелодичное звучание вовремя напоминало забывчивым о происхождении той либо другой ситуации, под силу любому.
Достаточно блокировать управляемый ползунком выключатель SB1, присоединив параллельно ему выносной датчик, реагирующий на состояние бытового объекта, забранного под электронный контроль, замыканием цепи электропитания открыточного музыкального устройства. Последний легко отделить от бумаги, надрезав клейкие ленточки на створках открытки.
Дабы перевести SA1 в состояние нормально разомкнутых контактов и связать с ним выносной датчик, поступим следующим образом.
На место подвижного штатного язычка, руководившего выключателем, поместим под пружинный контакт полосу из электроизоляционного материала, любая плоскость которой снабжена своим электропроводящим слоем для припаивания проводников, идущих к выносному датчику.
Рис. 1. Электронная «начинка» современной музыкальной открытки
Рис. 2. Схемы для изготовления музыкальных сигнализаторов с контактным датчиком (а) и полевым транзистором (б) на входе
Такую вставку возможно выпилить, скажем, из двусторонне фольгированного пластика либо изготовить из плотного картона с последующим приклеиванием сверху и снизу облуженных бронзовых (латунных) полос. Рекомендуемые размеры — 13x6x1,5 мм.
Для удобства компоновки в бытовом приборе музыкальное устройство вырежем вместе с прилегающим к нему участком открытки.
А сейчас ознакомимся с некоторыми примерами применения на практике музыкального сигнализатора.
У большинства дома имеется электрочайник «Тефаль» либо подобный ему водонагреватель со встроенным автоматом, что обесточивает прибор, когда вода в нем закипит. Но сопровождающий выключение щелчок не редкость так не сильный, что никто его не слышит.
Дабы не пропустить момент готовности кипятка, возможно дополнить электрочайник музыкальным сигнализатором по достаточно несложной схеме (рис. 2а).
Позиция А1 относится к открыточному музыкальному устройству в целом, выводы 1 и 3 которого соответствуют одноименным электрическим контактам в конструкции, представленной на рисунке 1. Между этими контактами — вставка Х1, токопроводящие обкладки которой соединены с выводами геркона SF1, трудящегося на замыкание при приближении постоянного магнита.
Геркон возможно забрать самый популярный (КЭМ1). Магнит — отдатчика охранной сигнализации «СМК» либо иного распространенного аналога.
Его целесообразно закрепить на рычаге включения электрочайника, а геркон — чуть выше, на пластмассовой полосе между боковых торцев ручки.
На данной же полосе рекомендуется установить и плату, и звукоизлучатель сигнализатора, и микротумблер SA2, назначение которого — отключить сигнализацию, в то время, когда вода в чайнике уже вскипела. Включается SA2 в один момент с нажатием на штатную кнопку чайника.
Поменяв геркон на модификацию с нормально замкнутыми контактами, музыкальное устройство возможно приспособить, к примеру, для сигнализации о неплотно прикрытой створке холодильника. Трудозатраты — минимальные. Необходимо только закрепить постоянный магнит на верхнем торце створки, а геркон и музыкальный сигнализатор — на корпусе холодильника.
Любопытно, что при таком техническом ответе нет необходимости в выключателе SA2, так как солидную часть времени створка закрыта, контакты геркона разомкнуты, сигнализатор молчит — и электричество от миниатюрного гальванического элемента не расходуется.
Музифицировать возможно, выясняется, и кастрюлю с борщом. Действительно, для этого нужно изменить тип датчика. Посоветуем его идею, предоставив интересующимся самим создать конструкцию.
Кроме того школьники младших классов знают, что вода в простых условиях кипит при 100 °С. Конечно, такой же нагрев будет и у стенок кастрюли, в которой эта вода находится. Прилежным старшеклассникам знаком и так называемый сплав Розе, состоящий (по массе) из 25 процентов свинца, 25 процентов олова, 50 процентов висмута и плавящийся при температуре, близкой к 95 °С.
Так из-за чего бы не применять данный сплав в датчике для кастрюли с борщом, закипающим на газовой плите? Сплав Розе, переходя из жёсткого состояния в жидкое, способен замкнуть несколько неподвижных контактов в цепи включения музыкального сигнализатора. В то время, когда же звуковое оповещение услышано, корпус плавкого датчика возможно отделить от стены посуды и перевернуть, дабы расплав возвратился в исходное положение и снова отвердел.
Нельзя исключать, что в распоряжении любителя мастерить окажется более дешёвый сплав Вуда, имеющий температуру плавления 75 °С. Таковой материал также возможно применять для плавкого датчика. А верного срабатывания легко достигнуть, помещая между датчиком и нагреваемой до 100 °С кастрюли с борщом пластинку, имеющую подходящее тепловое сопротивление.
Применяя музыкальную открытку, возможно выстроить сигнализатор (рис. 2б), реагирующий на относительно сильные электрические поля. Неоценимую помощь он окажет в том месте, где имеют дело с бытовой техникой, трудящейся от электросети 220 В. В частности, разрешит проверить, не находятся ли арматура и корпус электроприбора под страшным напряжением, что может явиться следствием старения или механического повреждения изоляции.
Оптимален полевой зондаж и при обнаружении нагруженных силовых цепей среди множества второстепенных.
Музыкальный блок А1 включается посредством датчика — полевого транзистора VT1, что руководит биполярным полупроводниковым триодом VT2, применяемым в схеме в качестве эмиттерного повторителя. Последний связан с цепью питания звукового устройства контактной вставкой Х1.
До тех пор пока изолированный антенный штырек WA1 не введен в электрическое поле, транзистор VT1 открыт Между истоком и стоком маленькое — порядка 300 Ом — сопротивление, которое «заземляет» базу VT2 на неспециализированный провод («минус» источника G1), удерживая «биполярник» в закрытом состоянии. В присутствии электрического поля сопротивление перехода сток — исток у VT1 возрастает до нескольких кОм и более.
Полупроводниковый триод VT2 приобретает через резистор R1 отпирающее смещение и включает сигнализатор, пропуская ток электропитания, приблизительно равный 2 мА
Увидим, что с некоторыми типами транзисторов серии КП103 рассмотренное устройство энергично реагирует на касание WА1 рукой.
Столь характерная изюминка разрешает применять его в качестве чувствительного сенсора с музыкальной сигнализацией Соответственно, расширяется область применения впредь до уникального звукового оповещения о приходе гостей либо зова к телефону.
Рис. 3. Принципиальная электрическая схема музыкального электрозвонка с применением «открыточного» генератора мелодии
Рис. 4. Топология печатной платы самодельного транзисторного усилителя с двухтактным выходом, нагруженным на динамик
Выше рассматривались звукосигнальные устройства, где электронная начинка от музыкальной открытки игралась независимую роль. Но очень привлекательно применение столь уникального генератора мелодии как части современного электронного звонка, звуковая мощность которого достаточна, дабы перекрыть другие сильные источники звука.
При таких условиях, отечественный музыкальный автомат должен быть дополнен усилителем, к примеру, транзисторным, с двухтактным выходным каскадом (рис. 3).
Потому, что выход музыкального блока А1, развивающий «звуковое» напряжение около 1,2 В, запланирован на высокое сопротивление пьезоизлучателя, постольку соответствующее входное сопротивление должен иметь и усилитель. Значит, не обойтись без согласующего каскада. В этом случае предлагается выполнить его на полевом транзисторе VT1.
С его низкоомной истоковой нагрузки R4 снимается сигнал, управляющий фазоинверсным каскадом на биполярном транзисторе VT2. Тот, со своей стороны, «раскачивает» двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности, собранный на транзисторах VT3, VT4 с различным типом проводимости (n-p-n и p-n-p).
До тех пор пока сигнала звуковой частоты нет напряжение на эмиттерах VT3 и VT4, и на «минусовом» выводе конденсатора С4 должно равняться половине напряжения источника GB1.
Требуемый режим достигается подбором резистора R5, задающего на базе транзистора VT2 такое смещение, что на плечах делителя, образованного резистором R7 и n-p переходом VT2, получаются приблизительно равные напряжения.
Благодаря падению напряжения на диоде VD3 базы VT3 и VT4 имеют маленькие отпирающие смещения. Это снабжает экономный ток спокойствия (2—4 мА в коллекторных цепях).
Приход на базу VT2 хорошей полуволны звукового сигнала чуть больше немного откроет транзистор, приведя к некоторому увеличению коллекторного тока и падение напряжения на R7 при одновременном понижении коллекторного напряжения. Соответствующий отрицательный сдвиг возьмут напряжения на базах VT3 и VT4.
Транзисторы выходного каскада отреагируют на это очень необычно: VT3 посильнее запрется, a VT4 дополнительно приоткроется, отчего напряжение на спаренных минусе и «эмиттерах» С4 устремится к нулевому уровню неспециализированного провода. В следствии через звуковую катушку динамика ВА1 потечет ток от источника GB1, что качнет диффузор в одну сторону.
Но состояния транзисторов VT3 и VT4 с приходом отрицательной полуволны сигнала поменяются.
Напряжение на минусовом выводе С4 устремится к уровню напряжения источника, а через головку ВА1 потечет ток в обратном направлении, отклоняя диффузор в противоположную (по отношению к ранее рассмотренному случаю) сторону.
Очевидно, изложенное — только упрощенная картина.
Но и она разрешает уяснить, что работа «раскачиваемого» выходного двухтактного каскада по сути собственной отдаленно напоминает слаженные перемещения напарников, орудующих двуручной пилой — механического аналога единой (для VT3 и VT4) нагрузки. Становятся понятнее процессы усиления как электрических колебаний типа «несложной синусоиды», так и сложного музыкального сигнала, заставляющего динамик выдавать на выходе мелодию, по силе и мощи собственной многократно превышающей исходную, поступающую от звукового сигнализатора.
Потому, что включение отечественного музыкального звонка происходит при замыкании дверной кнопкой SB1 цепи неспециализированного источника электропитания GB1 типа 9-вольтной «Кроны», постольку и для «открыточного» музыкального блока А1 целесообразно приобретать его от той же батареи, а не от прошлого миниатюрного гальванического элемента. Для этого в принципиальной электрической схеме предусматривается применение резистивно-диодного делителя напряжений R1VD1VD2.
Цепь электропитания музыкального блока А1 со звонком стыкуется штатными токосъемниками 1 и 2 посредством вставки Х1, равной по высоте замещаемому гальваническому элементу.
В случае если предполагается сделать музыкальный звонок с регулируемой громкостью, то в принципиальной схеме устройства направляться заменить резистор R4 постоянного сопротивления на переменный с тем же номиналом (типа СП-0,4 либо близкого к нему). В качестве остальных (неизменных) лучше подойдут обширно распространенные МЛТ-0,25.
Конденсаторы С1 и С2 — не меньше дешёвые К73-П3, К73-9. Динамическая головка возможно любого типа, только бы имела мощность 0,5—2 Вт с сопротивлением звуковой катушки постоянному току порядка 8 Ом. Источник электропитания — «Крона», 9-вольтный аккумулятор либо две соединенные последовательно гальванические батареи 3LR12.
Главная часть принципиальной электрической схемы музыкального звонка монтируется на псевдопечатной монтажной плате размерами 87x40x1,5 мм из односторонне фольгированного пластика. Корпусом для собранного устройства может служить пластмассовая коробка типа мыльницы подходящих размеров.
П.
ЮРЬЕВ
