ЭКОНОМИЧНЫЙ ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР

Это простое, экономичное по питанию и вместе с тем достаточно универсальное устройство (рис. 1), выполненное на двух биполярных транзисторах разной структуры, можно применить для многих практических целей. Оно способно вырабатывать два различных по характеру звуковых сигнала, причем выбор их — в зависимости от потребности — определяется положением контактов переключателя SA1. А управлять работой сигнализатора можно при помощи внешней электрической цепи, подсоединяемой изолированными проводами к зажимам ХТ1 и ХТ2 любой конструкции. Пока эта цепь разомкнута, а выключателем SA2 подано питание, устройство находится в режиме ожидания, потребляя от источника GB1 («Корунд» или две последовательно соединенные батареи «3336») ничтожно малый ток — не более 1мкА, определяемый обратным током коллектора кремниевого транзистора VT2.

Предположим, контакты SA1 были предварительно замкнуты; тогда в момент замыкания цепи ХТ1 — ХТ2 транзисторы VT1 и VT2 окажутся гальванически взаимно связанными, между ними начнет действовать сильная обратная связь по току. В результате лавинообразно протекающего процесса открывания их p-n-переходов (в петле обратной связи) устройство превратится в звуковой генератор, возбуждающийся на резонансной частоте собственных колебаний мембраны телефонного капсюле BF1 (являющегося одновременно звуковым излучателем). Послышится однотональный звуковой сигнал. Генерация будет продолжаться, пока замкнута цепь ХТ1 — ХТ2 и включено питание устройства.

Отметим, что, если между элементами ХТ1 и ХТ2 окажется сопротивление (а данное устройство способно реагировать на сопротивление до нескольких десятков килоом), глубина обратной связи и токи в цепях транзисторов снизятся, что вызовет уменьшение громкости и изменение тона звука (частот механического резонанса у мембраны телефонов может быть несколько).

Иначе работает этот интересный «гибридный» генератор-сигнализатор при разомкнутом состоянии SA1 — звук будет переменной тональности и громкости. Причем при замыкании входных зажимов первый звук последует сразу (в отличие от многих других простых генераторных устройств, где работа начинается с паузы) и генерация на частоте механического резонанса излучателя будет длиться, пока продолжается зарядка конденсатора С1 по цепи: «+»GB1, R1, эмиттерный переход VT1, С1, участок коллектор — эмиттер VT2, «—» GB1. Затем зарядный ток уменьшается настолько, что действие положительной обратной связи через конденсатор прекращается и транзисторы лавинообразно закрываются: звучание прервется. Далее следует пауза, в течение которой С1 сравнительно медленно разряжается по цепи: обратное сопротивление эмиттерного перехода VT1, R1, обмотка BF1, С1. Разрядный ток заставляет транзисторы оставаться закрытыми. В некоторый момент зарядка С1 возобновляется, транзисторы изменяют свое состояние — открываются, и вновь заработает звуковой генератор.

Зарядка конденсатора происходит нелинейно, по экспоненциальному закону; этим обусловлен характер «модулируемых» звуков. К ним слух значительно чувствительнее, чем к непрерывному, одинаковой тональности. К тому же такой режим сигнализации позволяет экономнее расходовать энергетическую емкость батареи питания, поскольку средний потребляемый ток снижен против прежнего в несколько раз. Причем без резистора R2 он еще меньше. Вместе с тем применение R2 нелишне: создавая дополнительную разрядную цепь для С1, он позволяет сократить продолжительность пауз, а такой звук воспринимается лучше. Вносимое сопротивление внешней цепи ХТ1 — ХТ2 влияет на генерируемый прерывистый сигнал: длительность пауз и звуков, их громкость, тон меняются.

Как использовать универсальный сигнализатор, вы уже догадались? Вот лишь некоторые практические советы. Снабдив кнопкой, его можно применить в качестве электронного дверного звонка (кнопку можно вынести и к калитке двора или садового участка). Причем заранее обусловленный вид сигнализации — установка переключателя SA1 в определенное положение — может нести дополнительно смысловую информацию: означать, например, что вы скоро вернетесь.

Весьма малый ток сигнальной цепи позволяет реализовать и другое решение кнопки — скрытно установленный геркон, замыкающий свои контакты при приближении небольшого постоянного магнита.

Для самых разных целей датчиками могут быть любые контакты, разомкнутые в исходном состоянии. Скажем, устройство просигнализирует о «нежелательном» открывании окна, дверей, ворот или другого охраняемого объекта, если механически связать с ними (или с их запорами, задвижками, внутренними замками) микропереключатель, концевой выключатель, геркон либо самодельные блок-контакты. С другой стороны, это позволит в любой момент, не выходя из помещения, по состоянию контактов датчика контролировать объект, время от времени включая сигнализатор — возможен и такой вариант его использования.

В режиме прерывистой сигнализации устройство найдет применение для долговременного дистанционного слежения за уровнем воды в резервуаре или водоеме, если к концам двух проводов припаять металлические пластины-электроды, укрепив их на листе оргстекла или полиэтилена на небольшом расстоянии друг от друга (поэкспериментируйте сначала в стакане с водой).

Примечательно, что сигналы при срабатывании такого датчика, перемыкаемого водой, и контактного — разные, поэтому не исключено их одновременное использование. Включив режим непрерывного звукового сигнала и подсоединив телеграфный ключ, можно тренироваться в изучении кода Морзе, а удлинив провода — передавать «радиограммы» на расстояние. С датчиком-герконом можно вести поиск «мин» или «кладов»: спрятанных под листом пластика или фанеры постоянных магнитов. А снабдив сигнализатор щупами, его можно использовать и в качестве пробника-омметра для прозвонки цепей, проверки радиодеталей (для этого обозначена полярность зажимов). Возможно, читатели найдут и другие применения этому полезному прибору.

Для чего в схеме служит диод VD1? Длина подключаемых к сигнализатору проводов может быть значительной, даже многие десятки метров. Если, например, вблизи есть сетевая проводка, индуктируемое в них переменное напряжение, поступив на вход устройства и усиленное транзисторами, накладывается на генерируемый сигнал и может иногда существенно нарушить работу сигнализатора. Достаточно эффективным в борьбе с такого рода помехами и оказалось включение германиевого диода (например, любой из серий Д9, Д18, Д20 и др.), как показано на схеме. Но на работу генератора он не влияет.

Если устройство понравилось, можете приступать к его сборке. Транзистор VT1 (германиевый, p-n-p) — из серий МП39 — МП42, МП13 — МП16, МП20, МП21, МП25, МП26, П401 — П403, П421 — П423, a VT2 (кремниевый, n-p) — любой из серий КТ315, КТ31 2, КТ342. Резисторы — ВС, МЛТ или ОМЛТ мощностью 0,125— 0,5 Вт. Оксидный конденсатор С1 — любого типа, например, К50-1 2 на напряжение не ниже питающего. BF1 — электромагнитный капсюль или телефон с сопротивлением обмотки постоянному току 50—250 Ом (ДЭМ-4м, ТК-67, TA-56M, ДЭМШ-1 и др.); в некоторых вариантах сигнализатора подойдет и миниатюрный «наушник» ТМ-2А или аналогичный со снятой насадкой-звуководом. SA1 и SA2 — тумблеры любого типа, желательно малогабаритные, например МТ1. При отсутствии стандартных зажимов ХТ1 и ХТ2 их могут заменить другие, скажем, подобные тем, что используются в сетевых выключателях и розетках.

Большая часть деталей сигнализатора размещена на печатной плате размером 48X33 мм (рис. 2), изготовленной из фольгированного гетинакса или текстолита толщиной 1—2 мм методом прорезания токопроводящих площадок. Выводы элементов вставлены в просверленные отверстия и припаяны с обратной стороны к площадкам фольги.

При налаживании сначала замыкают контакты SA1, подают питание и подбирают сопротивление R1 таким образом, чтобы генератор устойчиво работал при закороченных зажимах и способен был еще работать при возможно большем (не менее 20 кОм) сопротивлении резистора, включенного между зажимами (рекомендуем воспользоваться переменным резистором). Затем, разомкнув SA1, подбором сопротивления R2 и емкости С1 можно добиться желаемого характера прерывистого сигнала.

Устройство размещают в подходящем пластмассовом корпусе. Возможный вариант внешнего оформления сигнализатора показан на рисунке.

Если вас устраивает меньшая громкость сигнала, можно применить и более низковольтный источник GB1 (например, одна батарея «3336Л» или 2—3 элемента А32, 343, 373 по 1,5В)— это положительно скажется на экономичности устройства, но вместе с тем снизится его входное сопротивление. Однако оно тем выше, чем «высокоомнее» телефон или капсюль BF1. Если предполагается только прерывистый режим работы сигнализатора, переключатель SA1 можно исключить.

Е. САВИЦКИЙ, г. Коростень. Житомирская обл.