Сигнализатор затопления — источник питания

Устройство предназначено для звуковой сиг­нализации затопления подвальных помещений, заполнения накопительных емкостей воды для полива и т.п. Также может использоваться как аварийный звуковой сигнализатор при непо­ладках домашнего сантехнического оборудова­ния. Кроме функции сигнализатора это устрой­ство также можно использовать как сетевой ис­точник питания для цифрового фотоаппарата. Конструкция рассчитана на непрерывную круг­лосуточную работу.

Принципиальная схема устройства показана на рис.1. Напряжение сети переменного тока 220 В поступает на понижающий сетевой транс­форматор Т1 через защитный резистор R1. С вторичной обмотки понижающего трансформа­тора напряжение 9 В переменного тока поступа­ет на мостовой выпрямитель VD3 через плавкий предохранитель FU1. Конденсатор С2 сглажива­ет пульсации выпрямленного напряжения. На интегральной микросхеме DA1 выполнен стаби­лизатор напряжения +5 В, которое используется для питания узлов звукового сигнализатора. На микросхеме DA2, мощном составном транзисто­ре VT2 и элементах их обвязки R7, R9, R10, С8 выполнен стабилизатор на выходное напряже­ние +3,3 В, которое предназначено для питания компактного цифрового фотоаппарата. Оксид­ные конденсаторы С6, С11 и включенные им па­раллельно керамические конденсаторы — блоки­ровочные для узлов стабилизаторов напряже­ний. Конденсатор С8 предотвращает самовоз­буждение ИМС DA2. Светодиод HL1 светит зеле­ным цветом при включении устройства в сеть 230 В / 50 Гц.

Рис. 1

Звуковой сигнализатор затопления выполнен на интегральной микросхеме DD1. Датчик влаж­ности подключают к гнезду XS2. При наличии во­ды в месте расположения датчика на выводе 1 DD1.1 появляется уровень лог. «1», что разреша­ет работу низкочастотного генератора, выпол­ненного на DD1.1, DD1.2, R3, R4, С4. Частота ра­боты этого генератора около 2 Гц. В моменты, когда на выходе DD1.2 лог. «1», разрешена рабо­та тонального генератора, выполненного на DD1.3, DD1.4, R6, С9. Частота работы этого гене­ратора около 2 кГц. Электромагнитный излуча­тель звука BF1 подключен к выходу тонального генератора через усилитель тока, выполненный на маломощном биполярном транзисторе VT1. Диод VD4 предотвращает повреждение транзис­тора VT4 от ЭДС самоиндукции электромагнит­ного капсюля. Диоды VD1, VD2 защищают вход DD1.1 от импульсов напряжения, наведенных на датчик влажности, например, грозовыми разря­дами. Для этой цели и для защиты от радиопомех предназначен керамический конденсатор С1 от­носительно большой емкости. Резистор R2 уменьшает экстратоковую нагрузку на встроен­ные в ТТЛШ микросхему DD1 маломощные защитные диоды. При подключении к устройству датчика влажности будет непрерывно светить контрольный светодиод HL2.

Конструкция и детали

Внешний вид смонтированного устройства по­казан на фото в начале статьи. В конструкции мо­гут быть применены резисторы типов С1-4, МЛТ, С2-23, а также SMD для поверхностного монтажа. Резистор R1 желательно установить невозгораемый типа Р1-7-1 или импортный разрывный. Такие резисторы обычно имеют матовый серый цвет корпуса. Сопротивление резистора R1 следует выбрать примерно равным активному сопротив­лению первичной обмотки трансформатора Т1.

Оксидные конденсаторы типа К50-35, К50-68, К50-29 или импортные аналоги. Неполярные кон­денсаторы — керамические К10-17, К10-50, КМ-5, КМ-6 или импортные аналоги или SMD для по­верхностного монтажа. Конденсатор С9 желательно установить малогабаритный пленочный, а не керамический, что повысит стабильность частоты звуковых сигналов при значительных изменениях температуры в месте установки устройства.

Выпрямительный диодный мост КЦ405Е мож­но заменить любым из серий КЦ402, КЦ412, W005М, W01М, RВ151-RВ157. В случае если питающийся от устройства фотоаппарат во время зарядки конденсатора встроенной фото­вспышки или при видеосъемке потребляет ток более 1А, следует установить более мощный вы­прямительный мост, например, любой из серии КЦ410 или импортный ВR31, ВR32, КВРС101, КВРС104, RS401-RS407, или другой аналогич­ный. Диоды 1N914 можно заменить любыми из 1N4148, 1SS176S, КД510, КД503, КД521, КД522.

Светодиоды можно установить любые общего применения без встроенных резисторов красно­го, зеленого или желтого цвета свечения, напри­мер, серий КИПД21, КИПД40, КИПД66, L-1513.

Отечественная интегральная микросхема типа КР142ЕН5А представляет собой нерегулируемый стабилизатор напряжения +5 В постоянного тока (до 3 А). Можно ее заменить аналогичной отечест­венной КР142ЕН5В (выходной ток до 2 А) или любой импортной из серии ***7805* (выходной ток до 1 А), например, KIA7805. Микросхему устанав­ливают на общий дюралюминиевый теплоотвод без изолирующей прокладки (фото). Интеграль­ную микросхему LM431BCZ, представляющую со­бой регулируемый маломощный стабилитрон можно заменить любой из серий TL431, NJM431, KIA431, LM431. Цоколевка этих микросхем, вы­полненных в трехвыводном корпусе, совпадает.

Составной транзистор TIP122 можно заменить 2SC3987, 2SD1413 или любым из серий КТ829, КТ972. Это транзистор устанавливают на общий теплоотвод через изолирующую слюдяную про­кладку. При использовании транзистора в изо­лированном пластмассовом корпусе прокладка не нужна. Транзистор КТ503А можно заменить на КТ503, КТ645, КТ3117, КТ608, КТ698, SS8050, 2SD471.

Малогабаритный электромагнитный звукоизлучатель типа DB111GX418N можно заменить любым с сопротивлением катушки 16 и более Ом, например, на КС-1201, НСМ1206, SAT-1205. Примененный в конструкции звукоизлучатель отличился тем, что при заклеивании его акусти­ческого отверстия ПВХ изолентой, громкость звука возрастала примерно в 4 раза. Для пони­жения громкости звукоизлучатель можно под­ключить не к выходу стабилизатора +5 В, а к вы­ходу стабилизатора +3,3 В. При установке в ка­честве звукоизлучателя с целью повышения громкости мощной динамической головки, ее «холодный» вывод вместе с выводом катода ди­ода VD4 целесообразно подключить к выходу мостового выпрямителя. При этом на место транзистора VT1 установить любой из упомяну­тых ранее мощных n-p-n составных транзисто­ров без теплоотвода, а на место диода VD4 уста­новить более мощный диод из серий КД209, КД212, КД247 или UF4001-UF4007. Понижающий трансформатор подойдет любой с мощностью более 10 Вт с напряжением на вторичной обмот­ке 9…10 В при токе нагрузки 1 А. Из унифициро­ванных можно применить ТП114-2, ТП114-3. В кратковременном режиме допускается работа этих трансформаторов с током нагрузки до 1,5 А.

Микросхему КР1533ЛАЗ можно попробовать заменить импортной SN74ALS00A. Отечествен­ные «ЛАЗ» интегральные микросхемы серий K133,  К136, К155, К555, К531 в этом устройстве нерабо­тоспособны.

Датчик влажности можно выполнить из отрез­ка односторонне фольгированного стеклотексто­лита размерами 50×30 мм. Между полюсами дат­чика фольгу удаляют вырезанием канавки шири­ной 1…2 мм. Фольгу залуживают припоем, соеди­нительный шнур герметизируют водостойким по­лимерным клеем. Длина соединительного шнура (с сечением по меди 0,3…0,5 мм) от датчика к устройству может достигать нескольких десятков метров. Можно к одному устройству параллельно подключить несколько датчиков, например, один находится в подвале, другой в накопительной бочке для полива. Применение сетевого питания позволяет избежать ситуации, когда сработавший в ваше отсутствие сигнализатор влажности из­расходует запас энергии гальванической батареи или аккумулятора еще до вашего прихода.

Работа с устройством

Если ваш цифровой фотоаппарат требует бо­лее высокого напряжения питания, например 4,8…6,2 В, то в этом случае вывод коллектора \/Т2 следует отсоединить от выхода стабилизатора на­пряжения +5 В и подключить его к точке соединения резистора R7 и конденсатора С2. Для увеличения выходного напряжения параллельно резистору R9 следует припаять еще один резистор, сопротивле­ние которого подбирают экспериментально до по­лучения требуемого выходного напряжения на XS1. В этом случае также потребуется установить резис­торы R11, R12 на большее сопротивление.

Если вы собираетесь подключить фотоаппа­рат к компьютеру и источнику питания, то сна­чала в фотоаппарат вставляют оба штекера (пи­тания и интерфейсный), после чего фотоаппа­рат соединяют с компьютером и в самую по­следнюю очередь источник питания включают в сеть 230 В / 50 Гц. В момент подключения фото­аппарата к компьютеру нежелательно держать­ся за корпус фотоаппарата. Это значительно уменьшает вероятность повреждения фотоап­парата при его подключении к компьютеру и ис­точнику питания. Эта проблема особо актуаль­на при использовании для фотоаппарата им­пульсного блока питания. Также еще можно за­метить, что на корпусе фотоаппарата и в инст­рукции к нему могут быть указаны разные на­пряжения внешнего питания, например, в инст­рукции упоминается, 4,8 В, а на корпусе напи­сано 6 В. Ориентироваться следует на надписи на корпусе и на логику.

Для защиты фотоаппарата от повреждения высоким напряжением питания в случае по­вреждения стабилизатора, параллельно кон­денсатору С11 можно подключить защитный стабилитрон, например, типа 1N5336 для фото­аппаратов с напряжением питания до 4 В или типа 1N5342 для фотоаппаратов с напряжени­ем питания до 6,2 В. Следует отметить, что на штекере питания для подключения к фотоаппа­рату «минус» должен быть на внешнем контакте штекера. Желательно этот момент дополни­тельно уточнить по пиктограммам на корпусе фотоаппарата, по инструкции, с помощью про­звонки или иным способом. Н1ежелательна од­новременная работа устройства в качестве дат­чика влажности и как источника питания для фотоаппарата.

Автор: Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
Источник: Радиоаматор №5/2016