Приборы-помощники

ПРЕДУПРЕЖДЁН — ЗАЩИЩЁН

06.06.2014
ПРЕДУПРЕЖДЁН — ЗАЩИЩЁНДопустимые колебания переменного напряжения в бытовой электрической сети 220 В — ±5 %. Более же значительное повышение напряжения может привести к выходу из строя потребителей электрической энергии. В городах, по сравнению с сёлами, электрическая сеть более стабильна, что обеспечивается наличием многочисленных компенсационных подстанций, мощные трансформаторы которых выравниваю» напряжения при изменениях потребляемой энергии Однако, несмотря на это. в вечерние и ночные часы, особенно летом (когда не используются обогревательные электрические приборы) из-за естественного понижения потребления электроэнергии (все спят), напряжение в сети может возрастать до 245 — 250 В.
 
Зная об этом, можно обеспечить безопасность электрических устройств в своём доме. Постоянно визуально «следить» за электрической сетью (например, считывая показания вольтметра, включённого в розетку 220 В) практически невозможно. Предлагаю для этих целей использовать звуковой сигнализатор, схема которого представлена на рисунке.
 
При превышении напряжения в сети более 230 В зазвучит громкий мелодичный звуковой сигнал. Далее следует немедленно отключить электрические устройства от сети, оставив только осветительные лампы (с их выходом из строя — «перегоранием», ещё можно смириться). Простота устройства, схема которого представлена на рисунке, делает его доступным для лов горения, а умелые руки радиолюбителя могут создать эффективный прибор, сигнализирующий о недопустимом напряжении в домашней электросети и принятии мер по отключению от неё потребителей.
 
Устройство реализовано на микросхеме КР1436АП1 (зарубежный аналог КА2410), Сегодня в магазинах радиодеталей её можно приобрести сравнительно недорого (7 — 8 руб. за экземпляр). По функциональным возможностям, себестоимости и универсальности применения она напоминает популярную микросхему КР1006ВИ1 они обе имеют компактный корпус из прессованной пластмассы DIР-8 с двухрядным расположением выводов. Это делает её удобным для печатного монтажа электронных узлов.
 
В составе микросхемы КР1436АП1, функционально разработанной для зуммера аналогового телефонного аппарата. входят несколько электронных узлов. Это триггер Шмитта — формирователь сигнала, два генератора импульсов с соотношением частот 1:25 (параметры корректируются внешними RС-элементами). выходной усилитель и источник опорного напряжения. Последний узел обеспечивает режимы по питанию и стабилизирует работу генераторов и выходного усилителя. Напряжение внешнего питания схемы может колебаться в диапазоне от 5 до 29 В. причём оно может быть нестабилизированным.
 
Рассмотрим электрические параметры микросхемы КР1436АП1. Выходное напряжение (при внешнем источнике питания с максимальным напряжением 29 В составляет 17 — 21 В. Максимально допустимый ток нагрузки не более 35 мА, что позволяет подключать к выходу микросхемы даже маломощное электромагнитное реле типа РЭС-15. Выходное сопротивление (импеданс) 200 300 Ом. Мощность рассеяния 0,4 Вт.
 
Гак как основное назначение данной микросхемы -- это работа в аналоговой телефонной линии, внутри «чёрного ящика» — корпуса DIР-8, размещён триггер Шмитта с гистерезисом. Порог включения внутренних узлов микросхемы зависит от внешнего приложенного постоянного напряжения. В классическом варианте запускающее напряжение колеблется от 17 до 21 В, при том, что удерживающее напряжение (порог, при котором внутренние узлы микросхемы оказываются обесточенными) составляет 9,7 12 В. Этот режим включения КР1436АП1 рекомендован разработчиками. Вывод 2 микросхемы при этом остаётся свободным.
 
Рассмотрим схему устройства сигнализатора. Переменное напряжение 220 В постоянно поступает через oгpaничительные резисторы R1 и R2 на выпрямительный диодный мост, состоящий из диодов VD1 — VD4 Относительно высокое сопротивление ограничительных резисторов на входе схемы объясняется малым током потребления узла (2 мА и 5 мА в режимах покоя и звуковой сигнализации соответственно). Незначительный потребляемый ток в режиме звуковой сигнализации объясняется применением пьезоэлектрического излучателя ЗП-18 (можно применять ЗП-З, ЗП-25 и аналогичные).
 
Выпрямленное диодным мостом напряжение сглаживается оксидным конденсатором С1 (К50-12, К50-20, К50-35 и аналогичные) и стабилизируется стабилитроном VD5.
 
При поступлении на микросхему DA1 напряжения меньше порогового значения внутренний стабилизатор не выдаёт напряжение питания для остальных узлов микросхемы, поскольку пороговое значение срабатывания 17—21 В, а максимальное питающее напряжение в соответствии с паспортными электрическими характеристиками составляет 29 В.
 
Принципиальная электрическая схема звукового сигнализатора повышенного напряжения в бытовой электросети
 
Принципиальная электрическая схема звукового сигнализатора повышенного напряжения в бытовой электросети
 
При увеличении напряжения сети выше 230 В на вывод 1 DA1 поступит постоянное напряжение 17 В и более, вследствие этого излучатель В1 будет генерировать звуковой сигнал. Значительное превышение напряжения в сети 220 В для узла не опасно, так как на входе микросхемы установлен стабилитрон VD5, который включается при превышении постоянного напряжения выше 27 В и стабилизирует это напряжение, защищая микросхему. Вместо стабилитрона КС529А, в крайнем случае, можно применить стабилитрон Д816В. По правилам включения стабилитронов. VD5 можно составить из двух последовательно соединённых приборов типа Д814Д или КС213Ж. Тогда напряжение стабилизации стабилитронов складывается.
 
Внутри микросхемы КР1436АГП есть узел питания с гистерезисом. Это значит, что достаточно напряжению хоть единожды вырасти до порогового значения на входе DA1. чтобы генераторы микросхемы включились. И они выключатся, как и все остальные узлы, при уменьшении питающего напряжения на входе (вывод 1) до 9.7 — 10 В. Это свойство микросхемы особенно ценно, поскольку оно позволяет фиксировать даже однократный скачок напряжения в сети для того, чтобы принять соответствующие меры безопасности. «Предупреждённый — защищён».
 
При превышении порогового напряжения в микросхеме DA1 начинают работать два внутренних генератора, реализованных на триггерах Шмитта. Первый образован триггером и цепью C2R3, второй состоит также из триггера и врёмязадающей цепи C4R4. Импульсы инфранизкой частоты (0,5 — 1 Гц) с первого генератора управляют работой второго. Влияние первого генератора заключается в том, что на выводе 6 попеременно появляются импульсы двух генераторов. Такой смешанный сигнал является двухчастотным. Этот двухчастотный сигнал и озвучит пьезоэлектрический излучатель В1 при превышении напряжения в сети переменного тока свыше 230 В.
 
Для прекращения звучания необходимо на короткое время разорвать цель питания устройства, отключив его от сети.
 
Когда сигнализатор на КР1436АП1 часто включается в режим звукового предупреждения свидетельство повторяющихся скачков сетевою напряжения, необходимо задуматься об устранении самих причин нестабильности сетевого напряжения. Последствием промедления и бездействия в этом случае может стать выход из строя дорогостоящих приборов: холодильника, телевизора, музыкального центра и т.п.
 
Налаживание устройства сводится к точной установке порога срабатывания электронного узла, собранного по приведённой схеме. Желательно это делать в позднее вечернее время или ночью, когда увеличивается напряжение в сети.
 
К выходу диодного выпрямителя, собранного по мостовой схеме, подключают вольтметр постоянного тока. Параллельно сетевой розетке — вольтметр переменного тока. Изменением сопротивлений резисторов R1 или R2 добиваются стабильного включения генераторов микросхемы при напряжении в сети 230 В и более.
 
При уменьшении сопротивления одного из ограничительных резисторов сигнализатор становится более чувствительным к повышению сетевого напряжения и наоборот.
 
Пьезоэлектрические излучатели типа ЗП имеют характерную зависимость мощности излучения (громкости звука) от частоты звуковых импульсов. Поэтому есть возможность в одном и том же устройстве добиться увеличения или уменьшения громкости излучения звукового сигнала При указанных на схеме значениях элементов громкость звука будет достаточной, чтобы её услышать за несколько метров (в другой комнате). Изменением в пределах 22 — 47 кОм сопротивления резистора R4 удаётся настроить внутренний генератор микросхемы на резонансную частоту излучателя В1. при этом громкость звука значительно возрастает.
 
Все постоянные резисторы — типа МЛТ. Диоды VD1—VD4 — типа КД105Б, КД243А—КД243Г. можно применить диодные сборки КЦ402А. КЦ407А. КЦ405А. Конденсаторы С1, С2 — оксидные, типа К50-35. Остальные конденсаторы керамические, типа КМ или аналогичные.
 
Корпус устройства пластмассовый; в авторском варианте используется корпус сетевого адаптера, в котором ранее был размещён понижающий трансформатор вместе со стабилизирующим узлом Монтаж элементов — произвольный.
 
Использование такого устройства, реагирующего даже на кратковременные скачки напряжения в сети, поможет предотвратить выход из строя дорогостоящей электронной техники, оставляемой круглосуточно включённой в сеть.
 
Внимание, важно!
 
Так как в устройстве используется бестрансформаторный источник питания, общий провод устройства заземлять нельзя!
 
А. КАШКАРОВ, г. С. - Петербург




Рекомендуем почитать
  • ГОДЕН — НЕГОДЕН
    ГОДЕН — НЕГОДЕНЕсли вы сомневаетесь в годности диода, транзистора или хотите определить их тип проводимости, воспользуйтесь одним из приборов, с которыми мы знакомим вас в этой статье. Достоинство приборов — простота: их может построить даже начинающий радиолюбитель. В основу конструкции положены схемы из болгарского журнала «Радио телевизия електроника».

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.