Узел звукового сопровождения подключается непосредственно параллельно к контактам питания того устройства, включение которого он призван контролировать, в данном случае параллельно питанию микросхемы DA1.

В основе этого электронного узла популярная микросхема K561ЛA7. Благодаря применению одного из ее логических элементов, а также использования капсюля со встроенным генератором звуковой частоты (34) в схему нет необходимости вводить какие-либо генераторы импульсов или усилители к ним. Такой же узел не сложно собрать и на логических элементах других микросхем КМОП (например, K561ЛE5, K561TЛ1), однако наиболее простое схемное решение показано на рис. 1.

Схема кратковременной звуковой сигнализации основана на одном логическом элементе DD1.1 микросхемы K561ЛA7, включенном как инвертор. При подаче питания на входе элемента (выводы 1 и 2 DD1.1) присутствует низкий уровень напряжения до тех пор, пока не зарядится оксидный конденсатор С1 через ограничительный резистор R2. Пока этого не произошло, на выходе элемента (вывод 3 DD1.1) присутствует высокий уровень напряжения. Он поступает через ограничивающий ток резистор R6 в базу транзистора VT3, работающего в режиме усилителя тока.

Транзистор VT3 открыт, сопротивление его перехода на коллектор-эмиттер близко к нулю, и на пьезоэлектрический капсюль со встроенным генератором звуковой частоты НА1 подано напряжение питания.

Когда постоянное напряжение на пьезоэлектрическом капсюле со встроенным генератором НА1 окажется почти равным напряжению питания устройства, капсюль переходит в режим генерации колебаний звуковой частоты.

По мере заряда конденсатора С1 через резистор R2 и внутренний узел элемента DD1.1 происходит изменение состояние выхода микросхемы. Когда напряжение на обкладках конденсатора С1 достигнет уровня переключения микросхемы, она переключится, и высокий уровень напряжения на выходе DD1.1 сменится низким. Транзистор VT1 закроется. Постоянное напряжение на пьезоэлектрическом капсюле со встроенным генератором НА1 окажется почти равным нулю, и капсюль перейдет в режим ожидания.

При указанных на схеме значениях элементов R2 и С1 задержка выключения звука составит около 3 сек. Ее можно увеличить, соответственно увеличив емкость конденсатора С1. В качестве конденсатора С1 лучше использовать оксидный типа К50-29, К50-35 и аналогичный с небольшим током утечки. В обратную сторону длительность временного интервала можно легко сократить, уменьшив сопротивление резистора R2. Если вместо него установить переменный резистор с линейной характеристикой, то получится устройство с регулируемой задержкой.

Функцию данного электронного узла можно поменять на обратную – то есть сделать так, чтобы пьезоэлектрический капсюль НА1 молчал первые 3 сек после подачи на устройство питания, а затем все остальное время работал. Для этого оксидный конденсатор С1 и времязадающий резистор R1 следует поменять местами (с соблюдением полярности включения оксидного конденсатора – положительной обкладкой к «плюсу» питания). При этом средняя точка их подключения к выводам 1 и 2 элемента DD1.1 сохраняется. В таком варианте устройство без особых изменений можно применять для звукового сигнализатора открытой (сверх меры) дверцы холодильника. Кроме того, вариантов применения данного простого и надежного устройства бесконечно много, и они ограничены только фантазией читателя.

О налаживании и деталях. Устройство в налаживании не нуждается. Элементы устройства закрепляют на монтажной плате. Корпус – любой подходящий.

R1 – типа СПЗ-4 или аналогичный, с линейной характеристикой изменения сопротивления. Все постоянные резисторы R2—R6 типа МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы типа К50-29 или аналогичные. Светодиоды любые с током 5-8 мА, например, АЛ307БМ. Транзисторы VT1, VT2 типа КТ3107А – КТ3107Ж или аналогичные. Транзистор VT3 любой кремниевый, малой и средней мощности структуры п-р-п, например, КТ603, КТ608, КТ605, КТ801,КТ972, КТ940 с любым буквенным индексом.

Реле Kl, К2 на напряжение срабатывания 8—12 В и ток до 30 мА. Реле К2, кроме того, должно обладать особыми свойствами коммутационных контактов – быть рассчитано на напряжение коммутации не менее 250 В и ток не менее 1 А. Пьезоэлектрический капсюль может быть любым, рассчитанным на напряжение 4—20 В постоянного тока, например FMQ-2015D, FXP1212, KPI-4332-12.

Источник питания – стабилизированный, обеспечивающий выходное напряжение 5—15 В – в этом диапазоне микросхемы DD1 и DA1 функционируют стабильно.

Оксидный конденсатор СЗ сглаживает пульсации питающего напряжения.

Ток потребления в активном режиме звукового сигнала с применением указанных на схеме элементов составляет 60-62 мА. Громкость звука достаточна настолько, что сигнал хорошо слышен в помещении на расстоянии до 10 м.

Тем, кто выращивает в аквариуме декоративных рыбок, может быть полезна эта схема. Согласно наставлениям и опыту специалистов в области разведения декоративных аквариумных рыбок, свет маленьким питомцам должен быть обеспечен большую часть суток. Однако, если даже держать аквариум в доступном для солнечного света месте (естественное освещение), наступает ночь, и рыбкам становится темно.

Промышленностью в широком спектре выпускаются автоматические таймеры освещения для аквариумов и автоматические компрессоры воздуха, которые работают не круглосуточно, а по заданному алгоритму. Предлагаемое ниже электронное устройство, проверенное автором, способно заменить промышленную автоматику и является не худшим по отношению к серийно изготовленным системам. Несомненным плюсом в его повторении является низкая себестоимость деталей и простота конструкции, которую может собрать практически любой школьник, знакомый с паяльником и основами электротехники. Кроме того, в порядке творческой инициативы данную схему можно расширить и дополнить (например, реализовав в ней индикатор режимов и возможность регулировки времени работы каждого таймера), что также считаю положительном качеством разработки для тех, кто самостоятельно хочет собрать электронный узел для своего домашнего аквариума. Такая система будет полезной и для тех аквариумистов, что содержат по нескольку больших аквариумов, для фирм и организаций, где аквариумы установлены в холлах и нуждаются в автоматическом или полуавтоматическом обслуживании.

Электрическая схема устройства показана на рисунке 4.6.

Электронная схема состоит из двух таймеров (реле времени). При включении питания реле К1 (на напряжение срабатывания 9—12 В) включается сразу, его исполнительные контакты К1.1 включают реле К2 и КЗ. При включении данного реле контакты К3.1 подают питание на первый таймер – на микросхему DD1 K561ЛA7, а контакты К3.2 размыкаются и разрешают заряжаться оксидному конденсатору С2 этого таймера. Когда С2 зарядится до уровня переключения логического элемента микросхемы DD1.1, на выходе элемента DD2.1 будет присутствовать высокий логический уровень, а соответственно, на выходе элемента DD2.2 – низкий уровень.

Рис. 4.6. Электрическая схема устройства автоматического управления светом и компрессором для аквариума

Он поступит на управляющий вход второго таймера, реализованного на микросхеме DA1 КР1006ВИ1. Этот таймер выключит реле К1 и начнет отсчитывать новую выдержку времени, заданную номиналами элементов R1, R2, СЗ. При указанных на схеме (рис. 4.6) номиналах RC-цепочки RI, R2, СЗ и R4, R5, С2 (движки переменных резисторов в среднем по схеме положении) выдержка первого таймера на логических элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы K561ЛA7 – время горения осветительной лампы ELI, установленной за аквариумом, составит 2 часа 15 мин, а время выдержки второго таймера на микросхеме КР1006ВИ1 (момент, когда лампа ELI погашена) – 1 час. Время задержки выключения каждого из таймеров в широких пределах корректируют соответственно переменными резисторами R2 и R5. Работа таймеров осуществляется в циклическом алгоритме.