За рубежом опубликовано очень много описаний различных бытовых устройств автоматики и сигнализации. Ряд таких устройств хорошо известен советским радиолюбителям и применяется ими, другие известны в меньшей степени.
В этом параграфе речь пойдет о простых конструкциях, которые могут найти широкое применение дома и в туристическом походе, а также при создании различных устройств производственной сигнализации.
Реле, управляемые светом. Реле, управляемые светом, хорошо известны радиолюбителям. Основой любого светового реле является светочувствительный датчик (фоторезистор, фотодиод или фототранзистор), который управляет работой усилителя постоянного или переменного тока, нагруженного исполнительным прибором (реле, громкоговорителем, электромагнитом, лампой накаливания и т. п.)! В усилителях световых реле наиболее широко применяются тиристоры и транзисторы, как это показано на рис. 75, а и б соответственно. Светочувствительным элементом реле, схема которого дана на рис. 75, а, служит фоторезистор R1 включенный к делителю напряжения в цепи управляющего электрода тиристора, в реле, изображенном на рис. 75, б, — фототранзистор Т1 который находится в цепи смещения базы транзистора Т2. В обоих случаях срабатывание реле происходит при освещении рабочей поверхности датчика ярким светом. Тогда сопротивление датчика становится малым, и через него идет большой ток, который в дальнейшем усиливается тиристором или транзистором. Схемы реле, показанные на рис. 75, стандартны и не представляют особого интереса, но зато их применение в ряде случаев является неожиданным.
Так, световое реле, собранное по схеме рис. 75, один радиолюбитель из США рекомендовал использовать для предсказания приближения тайфунов. Как показали наблюдения радиолюбителей, в радиусе 15—30 км от тайфунов, часто посещающих североамериканский континент и приносящих американскому народу большой ущерб, наблюдается действие мощных помех телевидению. Ученые установили, что источником помех является центр тайфуна, характеризующийся низким давлением и действием мощных электрических разрядов, причем помехи оказывались настолько мощными, что вызывали вспышки на экранах телевизоров, у которых регулятор яркости находился в положении минимума. Эту особенность помех со стороны тайфунов и предложил использовать американский радиолюбитель. Суть его предложения заключается в следующем. Первоначально телевизор переключают на 12-й канал и, регулируя яркость, добиваются едва различимого изображения растра. Затем телевизор переключается на тот низкочастотный канал (например, второй), где нет приема телевизионной программы. После этого вблизи экрана устанавливается датчик — фоторезистор R1. При приближении тайфуна под действием помех экран телевизора начинает ярко светиться, и реле срабатывает, включая световой или звуковой сигнал, предупреждающий об опасности.
К сожалению, на принципиальной схеме устройства, сигнализирующего о приближении тайфуна, опубликованной в одном из журналов США, не были указаны сопротивления резисторов, емкость конденсатора и тип тиристора. Поэтому автор книги не может дать конкретных рекомендаций по замене их отечественными деталями.
Световое реле, выполненное по схеме рис. 75, б, было использовано радиолюбителями для дистанционного включения и выключения громкоговорителя телевизора с помощью луча карманного фонарика. Необходимость в таком переключении может возникнуть в США или других странах, где телевизионные программы перегружены разного рода рекламными вставками. Для борьбы с такими коммерческими «помехами» телевидению и предназначается световое реле. Чтобы отключить звуковое сопротивление в телевизоре, достаточно навести луч карманного фонаря на чувствительную поверхность датчика, чтобы включить — погасить этот луч.
Такое реле может найти применение и для других целей, например включения и выключения на расстоянии до 5 —10 м какого-либо прибора, к которому трудно подойти или пребывание вблизи которого опасно для здоровья. В этом случае в качестве чувствительного элемента можно использовать не фототранзистор, а обычный фотодиод (ФД-1 или другие), присоединив его катод к положительному полюсу источника питания и анод через резистор R1 к базе транзистора Т2. Последний может быть типа КТ315 с ВСт=80 и более. Диод Д1 можно взять типа Д7Б или Д226А.
Звуковое реле. Звуковое реле срабатывает при появлении громкого звука. Иногда его снабжают дополнительным фильтром, настроенным на определенную звуковую частоту. Тогда реле будет реагировать только на звуки определенной частоты.
Простое звуковое реле описано на страницах журнала бразильских радиолюбителей. Его принципиальная схема дана на рис. 76.
Реле состоит из двухкаскадного усилителя НЧ, собранного на транзисторах Т1 и Т2, которые включены по схеме с общим эмиттером, и диодного детектора, нагруженного входным сопротивлением каскада усиления постоянного тока на транзисторе Т3. Исполнительное электромагнитное реле включено в цепь коллектора этого транзистора. Питание устройства осуществляется от батареи или выпрямителя напряжением 9 В. Чувствительность реле регулируют при помощи переменного резистора R1 порог срабатывания устанавливают переменным резистором R6. Источником сигнала может служить высокочувствительный пьезоэлектрический или динамический микрофон.
Изготовить описанное реле можно на транзисторах типа МП41А или МП42Б с Вст=60-80. Диод Д1 типа Д9Б или Д9В.
Если нет возможности найти специальный микрофон, то можно обойтись вместо него телефонами ТМ-2 или ТМ-4. Звуковые сигналы подают голосом или при помощи свистка.
Электронный будильник. Часто возникает необходимость разбудить человека на восходе солнца или, наоборот, при наступлении темноты, включить или выключить сигнальное устройство при определенном наружном освещении. На рис. 77 приведены принципиальные схемы простейших электронных будильников, один из которых подает сигнал при наступлении темноты (рис. 77,а), а другой — при восходе солнца (рис. 77,6).
Первое устройство может также сигнализировать об аварийном выключении освещения в помещении. Второе лучше всего подходит для подачи звукового сигнала людям, которым необходимо выйти из дома с восходом солнца, например охотникам, грибникам или рыболовам.
Для изготовления устройства, схема которого показана на рис. 77, с, можно использовать транзистор К.Т315 с Вст—60-80 (Т2) и вместо фототранзистора Т1 фотодиод типа ФД-1, включив его анодом к базе, а катодом к эмиттеру транзистора T2. Диод Д1 — Д7Б или Д226А.
Будильник по схеме рис. 77,6 представляет собой генератор низкой частоты на транзисторе Т2 нагруженный динамической головкой Гр1 которая включена в цепь коллектора Т2 через выходной трансформатор Тр1. Динамическая головка и трансформатор взяты от карманного приемника. Для постройки этого будильника можно применить такие же полупроводниковые приборы, как и для устройства на рис. 77, с, но анод фотодиода должен быть подключен к верхнему по схеме выводу резистора R1, а катод — к положительному полюсу источника питания.
Описания обоих будильников были опубликованы на страницах американского радиолюбительского журнала.
Электронный пылеуловитель. Обычно для очистки воздуха от пыли применяют сложные и громоздкие механические фильтры. Значительно улучшить производительность и уменьшить размеры очистительных установок можно, если применить электронный пылеуловитель. Принцип его действия заключается в следующем (рис. 78, с). Загрязненный воздух проходит через металлический корпус 4 (короб), внутри которого установлены две металлические проволочные сетки, расположенные последовательно одна за другой. Первая сетка 1 изолирована от короба и находится по отношению к нему под напряжением 5,2 кВ. Вторая сетка 2 имеет надежный электрический контакт с коробом, т. е. заземлена. Частицы пыли, проходя через первую проволочную сетку, приобретают электрический заряд, который заставляет их оседать на проволоке второй сетки, имеющей по отношению к первой сетке противоположный потенциал. Для очистки воздуха от крупных частиц между первой и второй сетками установлен дополнительный механический фильтр 3. Очищенный воздух выходит из противоположного отверстии короба, а пыль осаждается на дне короба вблизи второй . сетки.
На рис. 78, б приведена принципиальная схема высоковольтного выпрямителя для питания этого пылеуловителя. Устройство состоит из повышающего трансформатора Тр1 питаемого от сети, и выпрямителя, собранного по схеме удвоения напряжения на диодах Д1 Д2 и конденсаторах С2, С3. Выходной ток выпрямителя ограничивается до безопасного для человека значения (5 мА) с помощью резисторов R1—R3 а также дополнительной обмотки III трансформатора Тр1 которая вместе с конденсатором С1 образует феррорезонансный стабилизирующий контур. Благодаря воздействию его в случае превышения выпрямленным током 5 мА напряжение на обмотке II трансформатора понижается, и значение выпрямленного тока уменьшается до исходного (5 мА).
Неоновая лампа Л1 в этом выпрямителе играет роль сигнализатора величины выпрямленного напряжения. Она включена параллельно резистору R1, сопротивление которого подобрано таким образом, чтобы при выпрямленном напряжении 5,2 кВ напряжение на резисторе R1 составляло около 100 В, т. е. столько, сколько необхо димо для зажигания неоновой лампы. По мере накопления пыли на второй сетке ток, потребляемый пылеуловителем, увеличивается, а выходное напряжение выпрямителя понижается. Отсутствие свечения лампы будет свидетельствовать о том, что пылеуловитель требует очистки. Конечно, она должна происходить при выключенном питании.
Согласно статье, где описан электронный пылеуловитель, в его выпрямителе используются кремниевые столбы, аналогичные отечественным высоковольтным диодам типа Д1006—Д1008. Трансформатор Tp1 с целью повышения его электрической прочности залит эпоксидным лаком.
