Книга Электроника для начинающих (2-е издание) - Чарльз Платт

таймер, который будет впоследствии активировать сигнализацию. В то же время реле разрывает соединение с отрицательной шиной справа, так что теперь транзистор останется включенным, даже если датчик снова замкнется.

Это почти та же схема, которая была приведена на рис. 3.88. Существенное отличие – зеленый светодиод. Когда вы устанавливаете переключатель S1 в положение проверки, он отключает положительное напряжение от транзистора (чтобы тот не смог вызвать срабатывание сигнализации). Если все датчики замкнуты, этот светодиод соединяется через них и резистор 470 Ом с отрицательной шиной, и он загорается, указывая, что система готова.

Этап 3

Что нам еще нужно в этом проекте? Представьте, что вы используете предлагаемую систему сигнализации. Вы хотите поставить ее на охрану перед тем, как уйти из помещения. И тут вы внезапно понимаете, что если вы ее установите и откроете дверь, чтобы уйти, то это приведет к срабатыванию сигнализации.

Бистабильный таймер с конденсатором емкостью 68 мкФ обеспечил функцию задержки срабатывания сигнализации на минуту, чтобы дать вам время отключить ее, когда вы пришли. Теперь вам нужен другой таймер, который задерживает сигнализацию на минуту, когда вы уходите.

Реализовать это немного сложнее. Суть заключается в том, чтобы установить дополнительный таймер, который понижает напряжение на базе транзистора Q1, чтобы он не смог запустить реле.

Проблема в том, что во время цикла «включено» выходной сигнал таймера находится в высоком, а не в низком состоянии. Придется добавить другой транзистор, чтобы преобразовать высокий выходной сигнал так, чтобы он понижал напряжение на базе транзистора Q1.

Рис. 4.41. Третий и последний этап создания схемы сигнализации

На рис. 4.41 и рис. 4.42 изображены компоненты, которые позволяют это осуществить. И снова я обесцветил компоненты, которые вы уже разместили ранее.

Новый таймер 555, помеченный как Т1, снабжен цепью подавления импульса на контакте 4 (выводе сброса), как и другой таймер; таким образом, он не будет выдавать паразитный импульс при подаче питания. Чтобы запустить таймер Т1, нужно нажать кнопку, которая заземляет запускающий вывод таймера.

Пока выходной сигнал таймера высокий, ток проходит через контакт 3 (выход) и зажигает желтый светодиод. Так вы узнаете, что система сигнализации отсчитывает время до запуска. Пока вы видите горящий светодиод, сигнализация будет игнорировать любое размыкание датчика.

Рис. 4.42. Схема третьего этапа создания цепи

Контакт 3 соединен также через зеленый провод слева, который похож на вытянутую букву «С». Он изогнут вокруг резистора 100 кОм, который подключен к базе второго транзистора Q2. Выходного сигнала, который проходит через резистор 100 кОм, достаточно для того, чтобы транзистор Q2 открылся. Его эмиттер заземлен через резистор 470 Ом, а коллектор подключен к базе транзистора Q1. Пока транзистор Q2 открыт, он заземляет базу транзистора Q1 и не позволяет ему запустить реле и сигнализацию.

Так таймер Т1 предотвращает срабатывание сигнализации. Когда закончится период минутной задержки, таймер Т1 выключится, Q2 закроется и больше не будет понижать напряжение на базе первого транзистора; сигнализация может запуститься (при условии, конечно, что вы не забыли передвинуть верхний переключатель из положения проверки).

Теперь алгоритм действий будет таков:

1. Вначале переведите переключатель S1 в положение проверки и закройте все двери и окна, пока не загорится зеленый светодиод.

2. Передвиньте переключатель S1 в нижнее положение, чтобы сигнализация была готова к работе.

3. Нажмите кнопку и покиньте помещение, закрыв дверь за собой, пока горит желтый светодиод.

Выполняет ли ваше устройство все, что ему положено делать? Должно, если вы соединили все правильно. Таймер Т1 должен зажигать желтый светодиод при любых обстоятельствах, что облегчает проверку. Вы можете также коснуться щупами мультиметра базы транзистора Q1, чтобы проверить, высокое или низкое там напряжение. Пока напряжение относительно низкое, сигнализация запускаться не будет. Когда напряжение станет высоким, сигнализация сработает.

Не забудьте вернуть в схему конденсатор емкостью 68 мкФ, расположенный сразу под реле, чтобы снова активировать таймер задержки, когда ваше устройство будет готово к применению.

Полная компоновка макетной платы показана на рис. 4.43, номиналы и расположение компонентов – на рис. 4.44, а электрическая схема – на рис. 4.45.

Рис. 4.43. Компоновка макетной платы окончательного варианта сигнализации

Рис. 4.44. Номиналы компонентов и их расположение на макетной плате

Как насчет сирены?

Если вы хотите, чтобы сигнализация издавала сигнал тревоги, то необходимо подключить генератор звука или сирену вместо красного светодиода, который вы использовали для проверки.

Рис. 4.45. Электрическая схема сигнализации

Самый простой способ – приобрести готовое устройство. В продаже можно найти множество недорогих сирен, готовых издавать раздражающий звук при подаче питания. Многие из них рассчитаны на 12 В постоянного тока, но звуковой сигнал практически у всех почти одинаков.

Учтите только, что таймер Т2 не может обеспечить ток больше, чем 150 мА.

Если вы предпочитаете самостоятельно сделать генератор звука, соберите схему, которую я изобразил на рис. 4.34. Просто подайте питание на эту схему с помощью реле, и у вас будет звук.

Как улучшить схему

Вы проверяли схему, просто подавая и отключая питание. Можно поставить обычный выключатель, однако цифровой код для отключения сигнализации был бы предпочтительнее.

Прямо сейчас я не могу показать, как реализовать данную функцию, потому что для этого нужны логические микросхемы, с которыми мы пока еще не сталкивались. Но в эксперименте 21 мы вернемся к этому вопросу.

Изготовление устройства

Тем временем, поскольку схема сигнализации нормально работает в ее текущем виде, хотелось бы поговорить о завершении проекта. Под этим я подразумеваю сборку и пайку деталей на плате, установку платы в корпус и придание законченного вида всему устройству. Моя основная забота в этой книге – это электроника, но все же завершение проекта является важной частью получения опыта, и поэтому я дам вам несколько рекомендаций.

Пайка схемы будет проще, чем процедура в эксперименте 14, где я объяснял монтаж от точки к точке. Вы можете установить компоненты на перфорированную плату с медными дорожками на обратной стороне, конфигурация которых идентична соединениям внутри макетной платы. Просто перенесите каждый компонент в соответствующее место и припаяйте его к медному проводнику на нижней стороне. Соединять провода друг с другом не придется. Указания о том, где найти и купить такую плату, вы найдете в разделе «Расходные материалы» главы 6.

А теперь разберемся, что делать дальше.

Посмотрите расположение компонента на