01.04.21

[Домашняя]

Микросхема CD4093 очень похожа на К561ЛА7 или CD4011, в ней точно так же четыре логических элемента «2И-НЕ», и по цоколёвке совпадает. Но отличается тем, что эти логические элементы у неё не обычные, а с эффектом триггера Шмитта. То есть, имеется существенный гистерезис между порогом нуля и порогом, единицы. Это придает микросхеме много дополнительных интересных свойств, а схемы, построенные на ней работают более стабильно. В этом смысле наиболее интересно применение CD4093 в простых охранных устройствах. На рисунке 1 показана схема сигнального устройства, которое можно установить на проход или тропинку.

Срабатывает оно на пересечение луча света, излучаемого сверх ярким светодиодом индикаторного типа. При пересечении луча включает звуковая сигнализация, которая звучит около 15 секунд. Звуковая сигнализация представляет собой звук частотой около 2000 Гц прерывающийся с частотой около 2 Гц. Включение и выключение с помощью выключателя, работающего наоборот (замкнули - выключено, разомкнули - включено). После включения около 15 секунд схема не реагирует на датчик. HL1 - это сверхяркий индикаторный светодиод. Ток на него подается через резистор R1 от общего источника питания. Ток постоянный. Вторая часть датчика - фототранзистор 2N5777. В рабочем состоянии светодиод и фототранзистор строго нацелены друг на друга. Желательно чтобы фототранзистор был закрыт блендой в виде трубки. Это уменьшит вероятность попадания на него прямого солнечного света, что может помешать работе сигнализации. Пока никто луч не пересекает фототранзистор FT1 под его действием открыт. И на вывод 2 D1.1 поступает через него напряжение логической единицы. На выходе D1.2 тоже единица. Диод VD1 открыт и блокирует мультивибратор на элементе D1.3. Ноль с его выхода блокирует мультивибратор на D1.4. На его выходе единица, поэтому ключ на разноструктурных транзисторах VT1 и VT2 закрыт, ток через динамик BF1 не протекает. При пересечении луча фототранзистор закрывается, и напряжение на выводе 2 D1.1 падает до логического нуля. Это вызывает запуск одновибратора на элементах D1.1 и D1.2, который формирует на выходе D1.2 нулевой перепад длительностью около 15 секунд. При этом VD1 закрывается и запускает мультивибратор на D1.3, вырабатывающий импульсы частотой около 2 Гц. По фронту каждого его импульса запускается мультивибратор на D1.4, вырабатывающий импульсы частотой около 2 кГц. Они через транзисторный ключ на VT1 и VT2 поступают на высокочастотную рупорную динамическую головку BF1. Для включения и выключения служит выключатель S1. Для того чтобы выключить сигнализацию его нужно включить. При этом через него разряжается конденсатор С2, и остается в таком состоянии. На выводе 6 D1. удерживается логический ноль, поэтому на его выходе всегда будет логическая единица, независимо от состояния датчика. После включения сигнализации путем выключения S1 схема еще 15 секунд не будет реагировать на датчик, пока С2 заряжается через R4 до напряжения логической единицы. На рисунке 2 показана схема сигнализации для квартиры, офиса, склада или другого помещения.

Схема аналогична предыдущей, и отличается в основном датчиком, в качестве которого применен стандартный герконовый датчик положения двери (SG1). Есть различие в схеме включения и выключения. Включение производится выключателем S10, который подает на схему питание. После включения схема не восприимчива к датчику во время зарядки конденсатора С2 через резистор R4 (15 секунд). Когда дверь закрыта контакты SG1 замкнуты и через них на вывод 2 D1.1 поступает напряжение логической единицы. В таком состоянии диод VD1 открыт и мультивибраторы на D1.3 и D1.4 заблокированы. Звука нет. При открывании двери контакты SG1 размыкаются, и на выводе 2 D1.1 напряжение падает до логического нуля. Это вызывает запуск одновибратора на элементах D1.1 и D1.2, который формирует на выходе D1.2 нулевой перепад длительностью около 15 секунд. При этом VD1 закрывается и запускает мультивибратор на D1.3, вырабатывающий импульсы частотой около 2 Гц. По фронту каждого его импульса запускается мультивибратор на D1.4, вырабатывающий импульсы частотой около 2 кГц. Они через транзисторный ключ на VT1 и VT2 поступают на высокочастотную рупорную динамическую головку BF1. Выключение производится в два этапа. Сначала при помощи простой кодовой клавиатуры на кнопках - переключателях S0-S9 вводится код одновременным нажатием кнопок кодового числа (такая клавиатура многократно описана на страницах этого издания, и, поэтому не вижу необходимости рассказывать, как она работает). При этом через замкнутую цепь S0-S9 конденсатор С2 разряжается. Теперь есть 15 секунд, чтобы войти в помещение и выключить сигнализацию выключателем S10. На рисунке 3 приводится схема простого автомобильного охранного устройства, сделанного на той же основе.

Здесь датчиком служит цепь автоматического включения освещения салона автомобиля. В любом легковом автомобиле в дверных проемах установлены датчики, которые замыкаются при открывании двери и включают лампу освещения салона. Эта цепь очень часто используется и как датчик открытия дверей для сигнализации. При открытии двери замыкание цепи происходит на общий минус. На выходе схемы уже нет ВЧ-динамика, потому что в качестве звукового сигнализатора используется автомобильный звуковой сигнал. Коллекторы транзисторов VT1 и VT2 подключаются к реле звукового сигнала, имеющееся в схеме автомобиля. Включение производится выключателем S1, который подает на схему питание. После включения схема не восприимчива к датчику во время зарядки конденсатора С2 через резистор R4 (15 секунд). Когда двери закрыты контакты дверных датчиков разомкнуты и через резистор R2 на вывод 2 D1.1 поступает напряжение логической единицы. В таком состоянии диод VD1 открыт и мультивибратор на D1.3 заблокирован. Звука нет. При открывании любой двери контакты дверного датчика замыкаются, и на выводе 2 D1.1 напряжение падает до логического нуля. Это вызывает запуск одновибратора на элементах D1.1 и D1.2, который формирует на выходе D1.2 нулевой перепад длительностью около 15 секунд. При этом VD1 закрывается и запускает мультивибратор на D1.3, вырабатывающий импульсы частотой около 2 Гц. По фронту каждого его импульса открывается транзисторный ключ на VT1 и VT2, и реле звукового сигнала автомобиля включает его звуковой сигнал. Раздаются звуки, повторяющиеся с частотой 2 Гц. Выключение производится в два этапа. Сначала нужно поднести постоянный магнит к геркону SG1. При этом через замкнутую цепь S0-S9 конденсатор С2 разряжается. Теперь есть 15 секунд, чтобы войти в помещение и выключить сигнализацию выключателем S1. Геркон SG1 нужно расположить где-нибудь за остеклением кузова автомобиля. А магнит можно сделать в виде брелка для ключей. В схемах на рис. 1 и 2 в качестве динамика BF1 можно использовать любую высокочастотную динамическую головку сопротивлением не ниже 4 Ом, желательно рупорную. Микросхему CD4093 можно заменить отечественным аналогом - К561ТЛ1 или любым другим аналогом типа «4093». Светодиод HL1 - любой индикаторный сверхяркий светодиод. Чем больше его яркость, тем шире расстояние может быть между ним и фототранзистором. Фототранзистор 2N5777 можно заменить любым другим фототранзистором или даже фоторезистором. При этом может потребоваться подбор сопротивления резистора R2. Диоды 1N4148 можно заменить на КД522, КД521 или другие аналоги. Транзисторы ВС557 можно заменить на КТ3107, транзистор ВС547 - на КТ3102, транзисторы TIP61 можно заменить на транзисторы КТ815 или КТ817. В процессе налаживания резистором R4 можно установить задержку после включения. Резистором R3 можно установить продолжительность сигнализации. Резистором R5 можно установить периодичность повторения сигнальных звуков. Резистором R6 - тон звучания. На всех схемах для ясности сохранена общая последовательность, нумерации деталей принятая на рисунке 1, поэтому на рисунках 2 и 3 некоторые позиции пропущены.

Радиоконструктор №2 2017г стр. 31