Устройства на светодиодах, и не только

Датчик влажности, или Индикатор протечки

Это устройство^ звуковой сигнализации обеспечивает прерывистый и громкий звук примерно 60 дБ при возникновении опасной ситуа­ции. Электрическая схема устройства показана на рис. 3.37.

Устройство собрано на микросхеме K561TJI1 (используется толь­ко один ее элемент). Эта многофункциональная микросхема попу­лярна среди радиолюбителей и имеет ряд преимуществ, по сравне-

нию с другими микросхемами К561 серии. В состав микросхемы К561ТЛ1 входят четыре однотипных элемента И (с инверсией) с передаточной характеристикой триггера Шмитта. Передаточная характеристика каждого элемента имеет два порога - срабатывания и отпускания. Разность {7сраб и Uom есть напряжение гистерезиса, ко­торое в данном случае пропорционально (зависит от) напряжению питания. Благодаря высокой чувствительности элементов микросхе­мы К561ТЛ1 удалось создать электронный узел, реагирующий на незначительное изменение напряжения на входе.

Между входом элемента DD1.1 и «+» питания включен ограничи­тельный резистор R1, регулирующий чувствительность устройства. При верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 чувствительность узла минимальна.

Как видно по рисунку, ничего сложного в схеме нет, и ее мог бы при­думать, пожалуй, любой школьник, а повторить - даже начинающий. Но... главное еще и в том, что такую схему ребята могут самостоя­тельно усовершенствовать, то есть создать на ее основе собственные разработки, заменив датчик влажности на другой датчик с характерис­тиками параметрического сигнализатора (который изменяет под воз­действием среды свои параметры - электрическое сопротивление).

Итак, вторым по значимости элементом в схеме является дат­чик влажности. Он конструктивно выполнен из датчика вращения электродвигателя НГМД (накопителя на гибких магнитных дисках) типа МС-5301, которые сейчас являются анахронизмом эпохи и мо­гут быть за бесценок приобретены либо найдены там, где регуляр­но проводят апгрейд (обновление) компьютерного оборудования. Практически каждый дисковод был оборудован такой платиной (рис. 3.38), которую использовали как датчик вращения, а мы далее приспособим под датчик влажности.

Электродвигатель дисковода аккуратно разбирается, и из него из­влекается датчик вращения.

На рисунке хорошо видно, что замкнутые проводники дорожки, расположенные в форме лабиринта, перерезаны скальпелем в одном месте. Это сделано для размыкания короткозамкнутой цепи датчи­ка. Электрические проводники аккуратно припаиваются к штатным контактам (хорошо видны на рисунке) гибким проводом МГТФ-0,6 (подойдет МГТФ-0,8). Устройство и датчик соединяются проводами длиной до 3 метров (большая длина не испытывалась) - это может быть витая пара из тех же проводов МГТФ, телефонный провод или гибкие электрические многожильные провода.

Внимание, важно!

Непосредственно к датчику необходимо припаивать только гиб­кий провод МГТФ (или аналогичный), чтобы не спровоцировать отслоения дорожек на металлической основе датчика.

А далее этот провод может быть соединен (например, через элект­рический клеммник) с проводами другой гибкости и сечения. На другом конце (у корпуса устройства) эти провода переходят в разъ­ем типа В2В-ХН-А или аналогичный.

Перед использованием с датчика мелкозернистой наждачной бу­магой удаляют небольшой слой лака, покрывающего токопроводя­щие дорожки на поверхности датчика.

Как работает устройство

Пока вокруг датчика сухо, на входе элемента DD1.1 высокий уровень напряжения. На выходе элемента (вывод 3 DD1.1) низ­кий уровень и сигнализация выключена. При небольшой влажно­сти, а тем более при воздействии на датчик влаги (капель воды) на входе элемента напряжение уменьшается, благодаря передаточной характеристике триггера Шмитта внутреннее состояние скачком из­меняется на противоположное, на выводе 3 микросхемы DD1 при­сутствует высокий уровень. При высоком уровне на выходе элемен­та DD1.1 транзистор VT1 открывается, и через капсюль НА1 течет ток - включается звуковая сигнализация.

Недостатком устройства можно отметить некоторую инертность выключения сигнализации, связанную с высыханием датчика. Одна­ко для этого предусмотрен выход - при обнаружении протечки и ее локализации устройство сигнализации принудительно выключают включателем SB1.

Но даже если этого не сделать, то по высыхании датчика устрой­ство выключит сигнализацию и автоматически перейдет в режим ожидания.

Микросхемы данного типа являются маломощными, и выходной ток каждого элемента не превышает нескольких единиц милиампер; поэтому к выходу элемелта DD1.1 подключен усилитель тока на транзисторе VT1. В цепи коллектора этого транзистора включен звуковой капсюль с встроенным прерывистым генератором 34 типа KPI-4332-12, который можно приобрести в магазинах радиотоваров за 20-30 руб.

Элементы устройства монтируются в любом подходящем ком­пактном корпусе. В авторском варианте используется корпус от ак­вариумного компрессора воздуха. Проводники питания можно со­единять через разъем Х2 (например, от батареи типа 6F22 Крона) или выводить через штатное отверстие сбоку корпуса устройства, как показано на рис. 3.39.

Налаживание

Устройство в налаживании не нуждается и начинает работать сра­зу после подачи питания. Датчик располагают на полу под стираль­ной машиной или в ином труднодоступном месте - под трубами (где его не видно и где наиболее возможна протечка) - контактной пло­щадкой вверх, при необходимости фиксируют провода изолентой к полу или трубам. Перед первым включением движок переменного резистора R1 устанавливают в среднее положение.

Для проверки работоспособности устройства на расстоянии 0,5- 1.м от датчика распыляют влагу из емкости для глажения (пульве­ризатора или другой емкости с распылителем). Этого оказывается достаточным, чтобы «проснулась» звуковая сигнализация.

О замене деталей и элементов

В качестве источника питания применяется промышленное устрой­ство ПУ-1М производства завода «Северный пресс» Санкт-Петербурга. Выходное напряжение 9 (6 В) - имеется фиксированный переключа­тель, регулирующий выходное напряжение на корпусе блока.

Источник питания с трансформаторной развязкой от сети пере­менного тока. Максимальный ток нагрузки - 150 мА.

Кроме указанного источника питания, можно использовать лю­бой (в том числе нестабилизированный) источник с выходным на­пряжением в диапазоне 7-12 В.

При подключении звукового капсюля со встроенным прерывис­тым генератором следует соблюдать полярность. Положительный вывод источника питания подключают к выводу капсюля с обозна­чением «+».

Микросхему К561ТЛ1 можно заменить на К564ТЛ1, CD4093B (зарубежный аналог). Переменный резистор R1 типа СПО-1 или аналогичный, желательно с линейной характеристикой. Постоян­ные резисторы типа МЛТ-0,25. Транзистор VT1 можно заменить на КТ603, КТ608, КТ801, КТ815, КТ972, 2SC1573, 2N4927 и ана­логичные. Звуковой капсюль - любой с встроенным генератором, рассчитанный на постоянное напряжение 5-15 В и ток до 100 мА. Например, FXP-1212, FMQ-2015B - в этих случаях звук будет не прерывистый, а монотонный.

Оксидный конденсатор С1 в схеме важен, он сглаживает пульса­ции напряжения.

Включатель SB1 штатный, расположенный в корпусе от компрес­сора. Можно применить и любой другой тумблер, например MTS-1.

Индикаторный светодиод подключен постоянно - он сигнали­зирует о работоспособном устройстве, находящемся в готовности. Вместо указанного на схеме применяют любой другой светодиод, с током до 20 мА, например ARL-5013URC-B.