Советы мастеру

Электронный медицинский термометр предназначен для измерения температуры тела человека и может работать в двух поддиапазонах измерений. На первом из них измеряется температура от +20°С до +44°С, а на втором контролируется отклонение температуры от предварительно установленного значения в диапазоне ±2°С(рис. 31).

Рис. 31

Термочувствительным элементом служит термистор Rt, включенный в одно из плеч моста, образованного резисторами Rl, R2, R3, R4. Напряжение разбаланса моста устанавливается операционным усилителем DA1 типа К153УД1, в цепь обратной связи которого включен микроамперметр с током полного отклонения 0,1 мА. Мост можно сбалансировать резисторами R1 и R4 при температуре 20°С на первом поддиапазоне. На втором поддиапазоне резистор R5 замыкается накоротко, и чувствительность прибора возрастает в 10 раз. В этом случае полному отклонению стрелки прибора соответствует изменение температуры на 4°С.
Переменным резистором R3 можно регулировать напряжение на неинвертируемом входе операционного усилителя, устанавливая стрелку прибора на середине шкалы для наблюдения за отклонением температуры на ± 2°С. Сопротивление резисторов, составляющих мостовую схему, можно выбирать с учетом сопротивления термистора при температуре 20°С: R1=R4=R2=R3=Rt. Термистор желательно выбирать малых размеров с сопротивлением при 20°С в пределах 500—5000 Ом. Его покрывают тонким слоем эпоксидного клея, а выводы тщательно изолируют и подключают экранированным кабелем к входу прибора.

Термометр с линейной шкалой основан на применении в качестве термодатчика полупроводникового диода. Зависимость падения напряжения на диоде от температуры при фиксированном прямом токе смещения линейна и для кремниевых диодов в диапазоне температур от -60 до +100°С составляет 2—2,5 мВ/°С.
Термометр позволяет измерять температуру в диапазоне от 0° до + 150°С с погрешностью не более ± 0,3°С. Напряжение на диоде VD1 задается током смещения, определяемым резистором R1. Изменение напряжения на диоде, пропорциональное изменению температуры, измеряется вольтметром постоянного тока, выполненным на микросхеме DA1 по балансной схеме (вход 1). На другой вход микросхемы поступает стабильное напряжение около 0,5 В, создаваемое генератором стабильного тока на полевом транзисторе VT1 и источником опорного напряжения VD2. Полевой транзистор VT2 также используется для стабилизации тока, потребляемого вольтметром, благодаря чему уменьшение питающего напряжения до 7 В практически не влияет на показания прибора (рис. 30).

Рис. 30

При изменении температуры возникает напряжение разбаланса, котррое регистрируется стрелочным прибором РА. Стрелочный индикатор — М265М. Прибор калибруют по двум температурным замерам. Первый (0°— температура тающего снега) соответствует нулевой отметке шкалы. Термозонд с диодом VD1 погружают в тающий снег и резистором R5 путем балансировки микросхемы устанавливают стрелку индикатора на ноль. Второй температурный замер, например 40°, выполняют в подогретой воде при контроле ее температуры калибровочным термометром. При этом положение стрелки индикатора устанавливают подстройкой резистора R3. При измерении отрицательной температуры следует изменить полярность включения стрелочного индикатора РА. Резистором R7 создают режим термостабилизации полевого транзистора VT1, при котором ток стока не зависит от температуры окружающей среды.

Электронная газовая зажигалка представляет собой генератор импульсов высокого напряжения. Импульсы генератора создают искровые разряды возле горелки в момент включения газа. Для этого на оси ручки включения газа устанавливают кулачковый механизм, замыкающий контакты SA1, находящиеся вблизи ручки. Включается реле К1, блокируя контакты кнопки SA1 и включая в цепь заряда конденсатор С1. При этом запускается блокинг-генератор, выполненный на транзисторе VT2. Открытое состояние транзистора VT1 сохраняется в течение времени заряда конденсатора С1, после чего транзистор запирается, и реле отключает питание от схемы, переводя ее в исходное состояние.
В электронной зажигалке использованы следующие детали: трансформатор блокинг-генератора Т1 выполнен на ферритовом магнитопроводе диаметром 20 мм; обмотка I содержит 140, а обмотка II — 70 витков провода ПЭВ 0,47; трансформатор Т2 — катушка зажигания от мотоцикла; питание — четыре элемента 373 или 343, соединенные последовательно, можно также использовать и стационарный выпрямитель. Электрическая схема этого устройства приведена на рис. 28.

Рис. 28

Другой вариант электронной газовой зажигалки приведен на рис. 29. Это устройство содержит кнопку SA1 включения сети, токоограничивающий резистор R1, выпрямительный диод VD2, динистор VD1, накопительный конденсатор С1 и импульсный повышающий трансформатор Т1.

Рис. 29

После нажатия на кнопку SA1 от положительных полупериодов сетевого напряжения через резистор R1, диод VD2 и обмотку I трансформатора заряжается конденсатор С1. Как только напряжение на конденсаторе достигнет 150 В, открывается динистор VD1 и конденсатор быстро разряжается через обмотку I трансформатора. В этот момент на вторичных обмотках трансформатора образуются высоковольтные импульсы, которые пробивают промежутки Е1, Е2 и ЕЗ, Е4.
В устройстве использован бумажный конденсатор С1 на рабочее напряжение не менее 300 В. В связи с тем что выходное напряжение каждой повышающей обмотки трансформатора пробивает по два воздушных промежутка, использован динистор на рабочее напряжение 150 В. Импульсный трансформатор намотан на ферритовом стержне диаметром 8 и длиной 80 мм. Его обмотки расположены на одиннадцатисекционном каркасе, причем по 5 крайних секций занимают повышающие обмотки II и III, а в средней секции располо-
жена обмотка I. Повышающие обмотки содержат по 5000 витков провода ПЭВ-2 0,12 (по 1000 витков в секции), первичная обмотка — 20 витков провода ПЭВ-2 0,53. Для того чтобы выводы высоковольтных обмоток, которые расположены возле первичной обмотки, находились в верхних слоях секций, их намотку начинают с конца каркаса. Технология изготовления трансформатора, кроме указанных особенностей, ничем не отличается от традиционной. Для изготовления разрядников в качестве изоляторов используют керамические трубки. Расстояние между наконечником разрядника должно быть 4 мм.

Устройство для отпугивания комаров вырабатывает колебания частотой более 10 кГц, отпугивающие комаров и даже мышей. Генератор этого устройства выполнен на одной микросхеме К155ЛАЗ, нагруженной высокоомным телефоном ТОН-2. Частота генератора может регулироваться резисторами Rl, R2 и конденсатором С1. Схема устройства приведена на рис. 27.

Рис. 27

Емкостное реле реагирует на изменение величины электрической емкости. Применяется для сигнализации о приближении людей к различным устройствам и объектам, бесконтактного управления механизмами, автоматического включения, например, освещения при попадании в зону его обслуживания людей и для других целей.
Емкостное реле, схема которого изображена на рис. 26, отличается простотой.

Рис. 26

Для него необходимы
два датчика-электрода. Рабочая частота генератора на транзисторе VT1 равна 1 МГц. Катушка L1 намотана на ферритовом сердечнике диаметром 23 мм, она содержит 50 витков эмалированного провода диаметром 0,3 мм. Датчики-электроды представляют собой полоски медной фольги толщиной 0,2 мм. Соединение датчиков-электродов со схемой желательно выполнить экранированным проводом диаметром 0,4 мм. Переменный резистор 1 служит для регулировки чувствительности, которая зависит также от размеров датчиков-электродов и длины соединительных проводов. Датчики могут быть установлены, например, в дверном проеме для автоматического открывания дверей.

Ионизатор воздуха. Известно, что отрицательные аэроионы благотворно действуют на организм человека, тогда как положительные способствуют быстрому его утомлению. Многочисленные исследования показали, что воздух лесных массивов и лугов содержит от 700 до 1500, а иногда и до 15 000 отрицательных аэроионов в одном кубическом сантиметре. В жилых же помещениях их число падает порой до 25 в 1 см3. Увеличить насыщенность домашнего воздуха аэроионами сможет каждый, сделав себе ионизатор, состоящий из электроэффлювиальной люстры и высоковольтного преобразователя.

Рис. 25

Электроэффлювиальная люстра (рис. 25) — это излучатель отрицательных аэроионов. Она состоит из квадратного основания, изготовленного из проволоки диаметром 2 мм, и сетки из провода диаметром 1 мм, в узлах которой впаяны заостренные иголки из провода диаметром 0,3 мм. От углов к центру квадрата идут четыре проводника, спаянные вместе. К этой точке подводится высокое напряжение, и через изолятор люстра подвешивается к потолку.
Тиристорный высоковольтный преобразователь состоит из понижающего силового трансформатора Т1, выпрямителя на диоде VD1, накопительного конденсатора С1, высоковольтного трансформатора Т2 и управляющего узла тиристора — III обмотка, Tl, R2, VD2.
Работает преобразователь следующим образом. Ток обмотки II трансформатора Т1 в первый полупериод заряжает накопительный конденсатор С1 через диод VD1 и обмотку I трансформатора Т2. Диод VD2 в это время заперт, и тиристор VS1 закрыт. Во второй полупериод тиристор открывается через диод VD2. Диод VD1 для второго полупериода заперт, поэтому исключается короткое замыкание через тиристор. В это время начинает разряжаться конденсатор С1 через тиристор и обмотку I трансформатора Т2. В обмотке II трансформатора Т2 наводится высокое напряжение, которое через выпрямитель и высоковольтный провод ПВ подается на люстру.
Вместо тиристора КУ202Л можно применить КУ202Н. Недопустимо использование симисторов, например, КУ208. Трансформатор Т1 — любой малогабаритный трансформатор от старого лампового приемника. Если такого не имеется, то его можно намотать самостоятельно на сердечнике Ш19, толщина набора — 30 мм; I обмотка — 2120 витков провода ПЭЛ 0,2; II обмотка — 2120 витков провода ПЭЛ 0,2; III обмотка — 66 витков провода ПЭЛ 0,2. Трансформатор Т2 — высоковольтная катушка от блока электронного зажигания бензопилы «Урал» или магнето. Ее также можно изготовить из сердечника высоковольтной катушки от телевизора типа УНТ-35 («Рекорд-66», «Рассвет»). Первичную обмотку намотать самому проводом ПЭЛ 0,51 в количестве 200 витков. Вместо высоковольтного столбика BTl8/0,2 можно применить 5ГЕ600АФ. Изоляцию высоковольтного провода выполнить только полихлорвиниловой лентой. Перед первым включением преобразователя в разрыве в точке А подключить лампу на 220 В. Если после включения лампа загорелась, следует поменять местами выводы III обмотки трансформатора Т1. Если после этого появилось высокое напряжение, но лампа хотя бы слегка продолжает светиться, надо увеличить сопротивление резистора R2.
При работе аэроионизатора не должно быть никаких запахов — признака появления вредных газов, возникающих при утечке высокого напряжения на корпус или близко расположенные детали.
При налаживании и эксплуатации преобразователя надо соблюдать электробезопасность. Сила тока высокого напряжения ограничена до 2 мкА, то есть в тысячи раз меньше предельно допустимого, но это не значит, что можно безнаказанно прикасаться к работающей люстре, не получив сильный укол искрой разряда.
О работе преобразователя судят по легкому потрескиванию вокруг люстры. Продолжительность общей ежедневной работы люстры — 30 мин. В помещении с недостаточной вентиляцией целесообразно увеличить общую продолжительность работы до 1,5 ч.

Устройство для двухсторонней громкоговорящей связи рассчитано на помещения или объекты, расстояние между которыми не превышает 200 м. Питается оно от сети и в нерабочем состоянии ток не потребляет.
Устройство состоит из двух одинаковых усилителей звуковой частоты с блоками питания и линии связи. Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 24.

Рис. 24

Он содержит предварительный усилитель на транзисторе VT1, усилитель мощности на микросхеме DA1 и трансформаторный блок питания. В связи с тем что устройство питается от нестабилизированного блока питания, предварительный каскад усилителя содержит дополнительный фильтр на резисторе R2 и конденсаторе С2. С помощью элементов, подключенных к выводам микросхемы, устанавливают необходимый режим ее работы.
Соединение усилителей можно осуществить через трехпроводную или двухпроводную линию связи. При применении трехпроводной линии связи (на схеме не показана) к каждому входу усилителя подключают микрофон, а к выходу — провод линии связи, второй конец которого во втором усилителе подсоединяют к громкоговорителю. Общие схемные провода усилителей соединяют третьим проводом линии связи. Соединение усилителей по такой схеме позволяет проводить дуплексную связь.
Усилители можно соединить и двухпроводной линией связи, соединив их выходы проводом и подключив к выходам громкоговорители.
Устройство можно изготовить без микрофона, использовав для передачи информации те же громкоговорители, что и для воспроизведения. Принципиальная схема такого устройства показана на рис. 24. В этом случае разговор можно проводить только поочередно в режиме «передача—прием». Коммутация громкоговорителей осуществляется кнопками SB1, SB2, включающими также напряжение сети.
Транзистор VT1 применяют со статическим коэффициентом передачи тока 50—100. Конденсаторы могут быть любого типа. Громкоговорители пригодны с сопротивлением катушки 4—6 Ом мощностью 1—5 Вт. Трансформатор намотан на магнитопроводе с поперечным сечением сердечника 5 см2. Его обмотка I содержит 2200 витков провода ПЭВ-2-0,1, обмотка II — 120 витков провода ПЭВ-2-0,8. Усилители можно расположить в корпусах радиотрансляционных громкоговорителей. Микросхемы следует установить на радиаторах.
При налаживании устройства резистором R1 устанавливают на коллекторе транзистора VT1 напряжение 3 В. В зависимости от величины входного сигнала резистором R4 подбирают максимально допустимое усиление каскада без искажения выходного сигнала. Если линия связи имеет сопротивление более 1 Ом, резистор R1 не используют.

Переключатель ламповых гирлянд предназначен для плавного зажигания или потухания совокупности последовательно включенных ламп. Устройство может быть с успехом использовано для праздничного освещения, монтирования рекламных щитов и прочего. Принципиальная схема устройства показана на рис. 23.

Рис. 23

Переключатель содержит диодный мост VD2—VD5, тринистор VS1, ключ, управляющий тринистором, на транзисторе VT1, мультивибратор на микросхеме DD1, частота которого около 100 Гц, и узел питания микросхемы на диоде VD1, резисторе R1, стабилитроне VD7 и конденсаторе С2. Плавное изменение базы открывания тринистора осуществляется за счет небольшой разницы частоты мультивибратора и частоты полупериодов выпрямленного сетевого напряжения. Если частота мультивибратора будет немного меньше 100 Гц, фаза открывания тринистора в каждом полупериоде сетевого напряжения будет уменьшаться, а ток через лампы увеличиваться. При этом ламповая гирлянда будет плавно зажигаться и быстро гаснуть. Если частоту мультивибратора установить немного больше 100 Гц, фаза открывания тринистора будет увеличиваться и ламповая гирлянда будет быстро зажигаться и медленно гаснуть. Частоту переключения мультивибратора устанавливают подстроечным резистором R5. Для более плавной регулировки частоты резистор R5 можно заменить двумя резисторами: постоянным на сопротивление 43 кОм и переменным на сопротивление 15 кОм.
Для стабильной работы переключателя необходимо выбрать конденсатор СЗ с малым ТКЕ, например бумажный или металлобумажный, транзистор VT1 на напряжение коллектор-эмиттер не менее 250 В, например КТ940А, КТ605Б. В устройстве использована микросхема типа К176ЛА7, К176ЛЕ5, К564ЛА7, К564ЛЕ5. При использовании трехэлементных микросхем из этих серий, например К176ЛА9 или К176ЛЕ10, следует учесть, что нумерация их выводов отличается от показанной на схеме. Можно использовать также тринистор
VS1 из серии КУ202, который рассчитан на прямое максимальное напряжение не менее 300 В, например КУ202К, диоды VD1 - VD5 из серии КД105 или типа Д226Б, диод VD6 — любого типа.

Устройство рационального включения ламп накаливания. Известно, что сопротивление холодной нити накала лампы освещения в 8—10 раз меньше по сравнению с сопротивлением при номинальном режиме работы. По этой причине во время включения происходит значительное превышение номинального тока, что приводит к ускоренному разрушению нити накала. Увеличить срок службы лампы освещения можно путем ограничения на несколько секунд после включения протекающего через нее тока. За это время нить накала нагревается до определенной температуры, сопротивление ее повышается, после чего лампу включают на номинальный ток.
Устройство, схема которого показана на рис. 21, позволяет на первой секунде после включения выключателя SA1 уменьшить в два раза протекающий через лампу ток, а затем включить ее на номинальное напряжение.

Рис. 21

Уменьшение тока после включения происходит за счет пропускания только отрицательного полупериода тока сети диодом VD1. Положительный полупериод тока через лампу в это время не протекает, так как тринистор VS1 закрыт. Через диод VD2 и резистор R4 заряжается конденсатор С1. В это время транзистор VT1 закрыт. После зарядки конденсатора начинает протекать ток через базовую цепь транзистора, что приводит к открыванию тринистора в начале каждого положительного полупериода. С этого времени через лампу протекает номинальный ток. Стабилитрон VD3 ограничивает напряжение на коллекторе транзистора VT1 при закрытом тринисторе VS1. После выключения лампы выключателем SA1 происходит разрядка конденсатора через резисторы R3 и R2 и устройство устанавливается в исходное состояние.
В устройстве можно применить любой кремниевый транзистор типа КТ315, КТ312, КТ603 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 30. Используют стабилитрон VD3 на напряжение стабилизации 6—10 В и максимальный ток стабилизации не менее 30 мА. Диод VD1 и тринистор VS1 должны быть на максимальное обратное напряжение не менее 300 В и прямой ток не менее 1 А, конденсатор С1— на номинальное напряжение не менее 15 В.
При использовании исправных элементов и правильном монтаже устройство надежно работает без наладки. Задержку на включение номинального тока подбирают емкостью конденсатора С1.
Аналогичное устройство можно собрать по схеме,изображенной на рис. 22.

Рис. 22

В отличие от предыдущего, оно собрано на двух транзисторах VT1 и VT2. После включения выключателя SA1 отрицательные полупериоды сетевого тока проходят через диод VD2 и лампу EL1. Конденсатор С1 заряжается через диод VD1, резистор R2 и базовую цепь транзистора VT1 в положительные полупериоды сетевого напряжения. При этом транзистор VT1 открыт, VT2 и тринистор VS1 закрыты. После зарядки конденсатора транзистор VT1 закрывается, VT2 и тринистор VS1 открываются в начале каждого положительного полупериода сетевого напряжения, и после этого через лампу протекает номинальное напряжение.
Транзистор VT1 может быть любым типа КТ315, КТ312, VT2 — высоковольтный на напряжение коллектор-эмиттер не менее 250 В, например КТ605Б, КТ940А. Остальные элементы выбирают так же, как и для первого варианта устройства.

Сенсорные переключатели позволяют существенно приблизить устройства коммутации к переключаемым цепям. Это значительно упрощает получение низкого уровня фона, обеспечивает высокую помехозащищенность и предоставляет большую свободу в компоновке проектируемого устройства.
Многовходовая схема сенсорного устройства на тринисторах (рис. 20) может быть применена для переключения телевизионных каналов, диапазонов приемников и прочего.

Рис. 20

На схеме показаны четыре одинаковые сенсорные ячейки, каждая из которых содержит тринистор, транзистор, коммутирующий конденсатор и индикатор. Из этих ячеек можно комплектовать блоки с нужным количеством коммутирующих выходов.
При касании пальцем любой пары контактов E1, E2 и т. д. в цепи базы соответствующего транзистора потечет ток, открывающий транзистор, который в свою очередь откроет соответствующий тринистор. Конденсаторы C1, C2 и т. д. служат для выключения ранее работающей ячейки при касании сенсора другой ячейки. В этом случае напряжение этих конденсаторов оказывается приложенным к работавшему тринистору с обратной полярностью, что приводит к его выключению. Для индикации состояния ячеек служат лампы Hi, H2, НЗ, Н4.
В устройстве использованы следующие детали: транзисторы типа КТ315, П307, П308; конденсаторы типа МБМ; индикаторные лампы СМ37 либо другие, соответствующие напряжению питания сенсорного устройства. Максимально допустимый ток через открытый тринистор КУ101А — 75 мА, поэтому сопротивление нагрузки выбирают, исходя из указанного тока. Напряжение питания устройства 10—30 В. Емкость конденсаторов С1—С4 подбирают при налаживании схемы. Величина емкости (С) должна быть не менее 36T/R, где Т — время выключения тринистора, R — сопротивление нагрузки.