Чтобы контролировать факт открывания входной квартирной двери, садовой калитки, двери в подсобное помещение, крышки почтового ящика, можно изготовить несложное компактное устройство (рис. 1) с автономным питанием, которое известит вас о таком событии.
Figure. 1
Схема звукового сигнализатора показана на fig. 2. Устройство разработано с таким расчётом, что его можно адаптировать под различные сценарии использования. В качестве датчика открывания двери применён геркон SF1 с переключаемыми контактами. Когда дверь закрыта, приклеенный к ней магнит находится на минимальном расстоянии от геркона и на его подвижном контакте (левый по схеме) будет напряжение, близкое к нулю.
Figure. 2
На выходе логического элемента DD1.1 будет высокий логический уровень. При открывании двери магнит удаляется от геркона и на его подвижный контакт через резистор R1 поступит напряжение питания (лог. 1). На выходе элемента DD1.1 появится лог. 0. Напряжение низкого уровня через дифференцирующую цепь C7R8 поступит на вход элемента DD1.2. На логических элементах DD1.2 и DD1.3 собран ждущий мультивибратор, который запускается. Спад напряжения с выхода элемента DD1.3 через цепь С11R12 поступает на вход элемента DD1.2, поэтому лог. 0 будет поддерживаться на выходе элемента DD1.3 до тех пор, пока конденсатор С11 заряжается через резистор R11. Когда напряжение на левом по схеме выводе конденсатора С11 достигнет порога переключения элемента DD1.2, на его выходе появится лог. 0, а на выходе DD1.3 в этот момент появится и будет удерживаться лог. 1. Логический элемент DD1.4 включён как инвертор.
С появлением на выходе элемента DD1.4 лог. 1 включится двухтональный генератор, собранный на элементах DD2.1—DD2.4. На элементах DD2.1 и DD2.2 собран низкочастотный генератор. Частота следования импульсов задаётся элементами R3 и СЗ и при указанных на схеме номиналах составляет около 10 Гц. На элементах DD2.3 и DD2.4 собран генератор ЗЧ, его частота зависит от сопротивления резисторов R7, R10, ёмкости конденсатора С9 и от состояния элемента DD2.2. Для указанных номиналов сигнализатор издаёт звук, напоминающий вызывной сигнал стационарного электронного телефонного аппарата.
На полевом транзисторе VT1 собран электронный ключ, подающий напряжение на динамическую головку ВА1. Поскольку напряжение питания этого устройства выбрано всего 3 В, применён мощный полевой транзистор с малым пороговым напряжением. Элементы R1, R2, R4, R5, С1, С2, С6, VD1 и VD2 обеспечивают защиту от грозовых разрядов, а также от мощных импульсных и радиопомех. Кроме того, резисторы R1 и R2 ограничивают ток в случае’ неисправности геркона К1 или при замыкании проводов в сигнальной линии. Для указанных на схеме номиналов резистора R11 и конденсатора С11 длительность звукового сигнала при открывании двери — около одной секунды. При закрывании двери звукового сигнала нет. Чтобы иметь возможность беззвучно выйти из помещения, предусмотрена кнопка SB1. При замыкании её контактов конденсатор С8 разрядится, на выходе элемента DD1.3 будет лог. 1 до тех пор, пока конденсатор С8 заряжается через резистор R9 до порога переключения. В это время сигнализатор не реагирует на переключение контактов геркона. Для указанных на схеме номиналах элементов R9 и С8 сигнализатор не реагирует на состояние контактов геркона в течение около 30 с. Диод VD3 совместно с предохранителем FU1 защищает устройство от неправильной полярности питающего напряжения. В ждущем режиме устройство практически не потребляет тока (только токи утечки). Во время работы звукового сигнализатора потребляемый ток — около 150 мА.
Большинство деталей размещены на плате из изоляционного материала размерами 19×78 мм, монтаж — двухсторонний навесной проводной (рис. 3).
Figure. 3
После проверки работоспособности и налаживания плату с обеих сторон покрывают цапонлаком. Можно применить любые малогабаритные резисторы общего применения, например, С1-14, С2-14, Cl-4, а также для поверхностного монтажа. Все конденсаторы — керамические, например, К10-17, К10-50 или импортные, а также для поверхностного монтажа. Конденсатор С4 установлен между выводами питания микросхемы DD1 со стороны соединений. Конденсатор С5 установлен аналогично на выводах микросхемы DD2. Диоды 1N4148 можно заменить диодами 1N914, 1SS176S, 1SS244, КД510, КД521, КД522. Взамен диода UF4004 подойдёт любой малогабаритный выпрямительный, например, серий 1N400x, UF400x, 1N539x, КД243, КД247. Микросхемы — любые из серий ххх74НС00хх, ххх54НС00хх, например, MC74HC00AD (корпус SOIC-14), MC74HC00AN (PDIP-14). Плавкая вставка с держателем — любая малогабаритная, она включена в разрыв плюсового провода питания.
Полевой транзистор — АР9916Н или AP9916J с пороговым напряжением не более 1 В при токе стока 0,1 А. При монтаже транзистора его выводы должны быть закорочены проволочной перемычкой. Возможная замена — транзисторы КП505Г, 2SK3485, 2SK3119, но они не являются аналогами АР9916. По моему мнению, подавляющее большинство мощных полевых транзисторов, рассчитанных на управление логическими уровнями напряжения, имеют пороговое напряжение открывания более 2 В при токе стока 0,1 А и для работы в этом устройстве не подходят.
Геркон (рис. 4) — КЭМ-3 (он применялся в телефонных аппаратах VEF ТА-32), помещён в термоусаживаемую трубку и прикреплён на дверной коробке. На выводы геркона надеты ПВХ-трубки, предотвращающие их изгиб при прогреве и сжатии термоусаживаемой трубки. Применён мощный неодимовый магнит диаметром 18 и толщиной 2 мм от малогабаритной импортной динамической головки. С таким магнитом геркон будет переключаться на расстоянии 10 мм и менее от него. Подойдёт малогабаритный прямоугольный магнит от ЖК-матрицы ноутбука. Можно применить и обычный, но более крупный магнит, он будет более заметен и без декоративной коробки может испортить дизайн двери. Магнит приклеивают к двери, а геркон закрепляют на её коробке так, чтобы при закрытой двери контакты геркона переключались.
Figure. 4
Если длина линии связи с герконом более 20 м, его вывод, идущий к резистору R2, необходимо заземлить. При применении трёхпроводного экранированного кабеля его оплётку соединяют с тем же выводом геркона и также заземляют. Элементы защиты рассчитаны на длину линии связи до 150 м при условии, что она не проходит вблизи ЛЭП. Если геркон размещён на открытом воздухе или в неотапливаемом помещении, его выводы вместе с проводами герметизируют, например, с помощью эпокидного клея.
Динамическая головка — любая малогабаритная сопротивлением 4 Ом. Для питания применены два щелочных гальванических элемента типоразмера АА. Можно также применить малогабаритный литиевый аккумулятор со встроенным контроллером от сотового телефона, но тогда потребуется установить гнездо для подключения ЗУ. Кнопка SB1 — малогабаритная мембранная без фиксации, например, 7906Н фирмы BOURNS. Не применяйте кнопки с плоским пружинным контактом — из-за соскабливания этой пружиной металла с неподвижных контактов такие кнопки быстро обзаводятся утечкой. Кнопка приклеена к передней стенке корпуса, в качестве которого был применён пластмассовый корпус от неисправного беспроводного квартирного звонка Feron (см. рис. 1). В корпусе есть отсек для двух гальванических элементов типоразмера АА. Размещение узлов в нём показано на рис. 5.
Fig. 5
Собранное без ошибок и из исправных деталей устройство начинает работать сразу после подачи напряжения питания и завершения процесса зарядки конденсатора С8. Длительность звукового сигнала можно изменить подборкой конденсатора С11 (до 100 мкФ). Подборкой конденсатора С8 изменяют время блокировки срабатывания сигнализатора. Подборкой резистора R10 можно установить желаемую тональность звукового сигнала. Устройство сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 1,1 В, максимальное напряжение — 6 В.
При наличии готового музыкального или речевого модуля, например, от детской электрифицированной игрушки с напряжением питания 3 В, его можно применить взамен генератора на микросхеме DD2 и динамической головки. Если звук в модуле включается коротким замыканием контактов управляющей кнопки, то запускающий сигнал подают на один из этих контактов с выхода или с входов элемента DD1.4. Если готовый модуль включается подачей на него напряжения питания, к выходу элемента DD1.4 подключают затвор транзистора VT1, а взамен диода VD4 и динамической головки подключают этот модуль. Нагрузкой транзистора может быть радиопередающая кнопка беспроводного звонка, для этого транзистор VT1 подключают параллельно контактам кнопки (с учётом полярности) включения вызывного сигнала.
Auteur : А. БУТОВ, с. Курба Ярославской обл.
Source : Радио №1, 2016
