- Webfermerstvo »
- Все статьи »
- Фермерская электроника »
- ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОТ
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОТ
Каталог принципиальных схем - Бытовая электроника ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОТ
Материалы о борьбе с грызунами с помощью различных электронных устройств уже публиковались в журнале Радио . В
Принципиальная схема электронного устройства для отпугивания грызунов приведена на рис. 1. Оно состоит из генератора НЧ, делителя частоты, генератора ультразвуковой частоты, формирователя сигнала типа меандр , усилителя мощности и звукового сигнализатора.
Генератор НЧ собран на элементах DD1.1, DD1.2 микросхемы DD1. Частота следования вырабатываемых им прямоугольных импульсов определяется номиналами резистора R5 и конденсатора С1. При замыкании контактов переключателя SA1 параллельно конденсатору С1 подключается дополнительный конденсатор С2, снижает частоту. Чтобы затруднить грызунам адаптацию к отпугивает сигнала, положение переключателя SA1 необходимо менять один-два раза в неделю.
С выхода генератора НЧ сигнал поступает на трехразрядного двоичный счетчик-делитель, выполненный на элементах DD2.1, DD3.1 и DD3.2 и считает до 16 в коде 1-2-4-8 (младшим разрядом служит вывод 3 элемента DD1.1). К выходам счетчика подключены резисторы R1-R4, превращают двоичный цифровой код чисел от 0 до 15 в аналоговый сигнал, то есть в напряжение меняется от нуля до логической единицы (12В).
Каждый старший разряд счетчика включен через резистор вдвое меньшего номинала, чем младший. При такой комбинации включения резисторов R1-R4 напряжение в точке их с единения равна нулю, когда во всех разрядах присутствует логический ноль. При каждом переключении мультивибратора DD1.1, DD1.2 это напряжение скачкообразно увеличивается на 1/16 напряжения питания (Uпит). За 16 тактов переключения счетчик достигнет со
Резисторы R1-R4 могут быть установлены на раз объемы, что позволяет менять их местами, при этом каждому из 16 состояний счетчика будет соответствовать один из 16 уровней напряжения. Каждой комбинации этих резисторов соответствует определенная последовательность изменения управляющего напряжения. Количество таких комбинаций N равно факториалов числа четыре:
N = 4! = 1X2x3x4 = 24
Такое разнообразие законов модуляции ультразвука можно использовать для предотвращения адаптации грызунов к отпугивает сигнала электронного устройства.
На элементах DD1.3, DD1.4 собран генератор ультразвуковой частоты, которая определяется емкостью конденсатора СЗ, а также режимом работы открытого транзистора VT1. Режим зависит от управляющего напряжения, подаваемого через резистор R6 на базу транзистора VT1. При указанных на схеме номиналах элементов и изменение управляющего напряжения от 0 до 12 В частота генератора изменяется примерно от 50 до 100 кГц.
С выхода ультразвукового генератора модулированные по частоте колебания поступают на D-триггер DD2.2, который делит их частоту на 2 и формирует на выходе сигнал типа меандр , необходимый для симметричной работы выходного каскада. Нагруженный D-триггер на первичную обмотку трансформатора Т1, подключенную к его выходу через резистор R11. Это уменьшает нагрузку токовый триггера и способствует лучшей работе выходного каскада.
Более подробно стоит остановиться на схемотехнике выходного каскада - усилителя мощности, а также на способе подачи питания на различные части устройства. Учитывая условия, в которых приходится работать подобных устройств, традиционную схему питания (трансформатор-выпрямитель-стабилизатор) использовать нецелесообразно. Дело в том, что малогабаритные сетевые трансформаторы в помещениях с высокой влажностью работают ненадежно: магнитопровода подвергается коррозии; в первичной обмотке часто повреждается изоляция и возникают обрывы, поскольку для нее применяется очень тонкую проволоку. Что касается линейных стабилизаторов, то они имеют существенный недостаток - от 20 до 50% мощности рассеивается на самом стабилизаторе, не удовлетворяет требованию экономичности. Вот почему для таких устройств рекомендуется использовать бестрансформаторный питания.
Излучателем в подобных отпугивателя грызунов обычно служит четырех-, шестиваттная высокочастотная динамическая головка. Как показала проверка, за несколько дней работы наиболее нагретой деталью оказывается именно эта головка. Для большей надежности работы ее мощность должна быть около 3 ... 3.5 Вт при напряжении питания 300 В ток, потребляемый усилителем мощности, составит 10 ... 12 мА. Низковольтная часть устройства, собранная на ИМС, потребляет примерно бы ... 7 мА. Такие значения токов позволили низковольтную и высоковольтную части включить последовательно и питать их от общего источника питания напряжением 300 ... 310 В, состоящий из мостового выпрямителя VD3 и конденсатора фильтра С10. Питание ИМС стабилизирует стабилитрон VD4. Таким образом, отпадает необходимость производить дополнительное напряжение питания ИМС, например, с помощью гасит конденсатора и диодного моста.
Усилитель мощности представляет собой полумостовой инвертор, собранный на транзисторах VT2, VT3 и конденсаторах С4, С5 (Моин В. С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М .: Высшая школа, 1996). В нем применены наиболее дешевые из числа высоковольтных транзисторы КТ940А. Напряжение на их коллекторе близко к максимально допустимого, но как показали испытания, этот узел способен работать даже при напряжении 335 В.
Использование высокочастотных транзисторов частично решает проблему сквозного тока. Для защиты от него приняты и другие меры. Так, включение резисторов R14, R15 в цепи коллекторов транзисторов VT2, VT3 ограничивает их токи даже при коротком замыкании в трансформаторе Т2 или нагрузке. Рассеивается на резисторах мощность составляет 0,1 ... 0,15 Вт, что уменьшает КПД не более чем на 5%. Чрезмерное насыщение открытого транзистора устраняется путем ограничения тока базы с помощью резистора R11. И это лучше, чем использовать для ограничения тока базовые резисторы R12, R13, поскольку в первом случае ток базы в течение времени присутствия на ней открывающего импульса носит убывающий характер. На рис. 2 показана форма тока базы при ограничении его резистором R11 (рис. 2, а) и резисторами R12, R13 (рис. 2,6).
При работе транзистора в ключевом режиме необходимо, чтобы он находился в насыщенном состоянии Кнас = I б/(Iк/h 21Э) & gt; 1 в течение почти всего времени действия открывающего импульса. Как показано на рис. 2,6, этого времени соответствует отрезок t1-t2. Только в конце импульса (t3-t4) нужно уменьшить ток базы, чтобы коэффициент насыщения Кнас приблизился к 1. Это снизит коммутационные потери в транзисторах. Однако следует признать, что такой способ уменьшения коммутационных потерь эффективен лишь при точной настройке выходного каскада, а это возможно при постоянной длительности импульса (t3-t1 = const). Поскольку в описываемом устройстве названное условие не выполняется, то невозможна и точная настройка каскада.
Через резистор R17 протекает небольшой ток, обеспечивающий запуск устройства при включении его в сеть. Фильтр L1 L2C6C7 защищает сеть от помех со стороны отпугивателя грызунов. В авторском варианте устройства на печатной плате размещены ИМС, транзистор VT1 и д связанные с ними резисторы и конденсаторы, а также стабилитрон VD4 и конденсаторы С8, С9. Для других деталей использован навесной монтаж на куске стеклотекстолита. Транзисторы VT2, VT3 прикреплены к плате с помощью винтов МЗ и гаек.
В устройстве могут быть применены резисторы МЛТ указанной на схеме мощности. Конденсаторы С4, С5-С7 - К73-17, С9, С10 - К50-29 или К50-35, остальные - любые керамические. Для намотки дросселей L1, L2 и трансформатора Т1 подойдут кольцевые сердечники К12х5х5, 5, К12Х8ХЗ, К16х8хб и прочее из феррита. Катушки L1, L2 содержат 20 витков сложенного вдвое провода ПЭЛШО 0,25. Обмотка 1-2 трансформатора Т1 содержит 210 витков провода ПЭЛШО 0,1, обмотки 3-4 и 5-6 - по 18 витков ПЭЛШО 0,25. Трансформатор Т2 можно намотать на ферритовых кольцевых сердечниках К20х10хб, К28х16х9, К32Х16Х8 и даже на Ш-образном фер-ритов магнитопроводе, например, от блокинг-трансформатора старого лампового телевизора. Обмотка 1-2 содержит 200 витков провода ПЭЛШО 0,2, 3-4 - 8 витков провода ПЭЛШО 0,3. Все магнитопроводы выполнены из феррита марок 1500НМ, 2000НМ, ЗОООНМ. Микросхемы К561ЛА7 и К561ТМ2 можно заменить на соответствующие им из серии 564. Вместо транзисторов КТ940А допустимо использовать КТ854, КТ858, КТ872 и др высоковольтные. Переключатель SA1 - П2К или любой другой малогабаритный, динамическая головка - 4ГДВ-1.
Для налаживания устройства необходим внешний источник питания напряжением 20 ... 25 В. Сначала отдельно настраивают ту часть, которая смонтирована на печатной плате. Источник питания (соблюдая полярность!) Через резистор сопротивлением 0.62 ... 1 кОм подключают к конденсатора С9. Работу генератора НЧ и делителей частоты можно проверить с помощью светодиода. Катод светодиода подпаивают к минусовой выводу конденсатора С9, а анод через резистор сопротивлением 5,1 ... 10 кОм - поочередно к нижним (по схеме) выводам резисторов R1-R4. Частота мигания светодиода каждый раз должна уменьшаться в два раза. При замыкании контактов переключателя SA1 частота снижается в несколько раз.
При наличии осциллографа или частотомера проверяют диапазон частот, генерируемых ультразвуковым генератором. Для этого уменьшают частоту генератора НЧ, подключив вместо С1 конденсатор емкостью 2,2 ... 4,7 мкФ и вместо R5 резистор сопротивлением 1 ... 3 МОм. Частоту поочередно измеряют на выводах 1 и 2 микросхемы DD2. Она должна принимать 16 различных значений, примерно от 25 до 50 кГц. При необходимости диапазон частот можно откорректировать с помощью резисторов R6-R10: делитель R7R9 задает среднюю частоту; при уменьшении сопротивления резистора R6 увеличивается девиация; резисторы R8, R10 обеспечивают равномерность изменения частоты. При отсутствии измерительных приборов убедиться в работоспособности ультразвукового генератора можно, переведя его в звуковой диапазон. Для этого параллельно конденсатору СЗ подключают дополнительный конденсатор емкостью 820 ... 3300 пф и с помощью высокоомного телефона, подключенного к выводам 1 и 2 микросхемы DD2, прослушивают, с какой частотой переключается триггер. После этого, установив резистор R5 и конденсаторы С1, СЗ указанных на схеме номиналов, переходят к настройке устройства в целом. Элементы устройства имеют гальваническую н связь с сетью питания, поэтому при его настройке необходимо соблюдать меры предосторожности!
Печатную плату с объединяют с трансформатором Т1 согласно принципиальной схеме. ИМС питают от внешнего источника. На выходной каскад подают полное питание, с объединив минусовый вывод конденсатора С10 с эмиттером транзистора VT2. Если ошибок в монтаже нет и детали исправны, то выходной каскад заработает сразу. Нужно только установить необходимую выходную мощность. Для этого измеряют падение напряжения на резисторе R18, оно должно быть 1 ... 1.2 В. При меньшем напряжении обмотку 3-4 трансформатора Т2 необходимо увеличить на 1-2 витка, при большем - уменьшить на такое же число витков. Если транзисторы VT2, VT3 нагреваются, нужно уменьшить сопротивление резистора R11. После проведения этих операций отключают от ИМС внешний источник питания и все из единения выполняют в соответствии с принципиальной схемой.
И. ТАНАСИЙЧУК, Украина, г.. Сторожинец Черновицкой обл.
(Радио 12-98)
