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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Três dispositivos por SO. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante [um erro ocorreu no processamento desta diretiva] Os projetos propostos neste artigo demonstram opções para construção de circuitos com uso ativo da capacidade de regular o consumo de energia do microcircuito KR140UD1208. O microcircuito KR140UD1208 não pode deixar de atrair a atenção dos radioamadores pelo seu pequeno tamanho (case 2101.8-1), baixo consumo de corrente (de 25 a 170 μA), grande faixa de tensão de alimentação (de 2x1,5 a 2x18 V) e alta ganho (até 2·105). Há proteção contra sobrecarga do estágio de saída [1]. O uso do microcircuito em um amplificador de frequência ultrassônica, amplificador de microfone e comparador é descrito em [2]. Mas este microcircuito tem outra propriedade única - a capacidade de regular o consumo de corrente através de um pino especial. Na maioria das vezes, esta oportunidade é usada passivamente. Basta selecionar um resistor de extinção na condição Icontrol = (Upr - 1.7/Rcontrol, onde Icontrol é a corrente no circuito de controle em um terminal especial, mA; Upr é a tensão de alimentação, V; Rcontrol é a resistência do resistor de extinção, kOhm, conectado entre o terminal mencionado e a fonte de alimentação menos microcircuitos. Ao manipular a corrente do circuito de controle, é possível alterar os parâmetros operacionais do microcircuito dentro de uma ampla faixa. Mas devemos avisar desde já que de acordo com as condições técnicas, o Icontrol não deve ser superior a 200 μA, o que significa que com uma tensão de alimentação de 9 V, a resistência Rcontrol não deve ser inferior a 41,5 kOhm. Indicador de bateria fraca Este dispositivo (Fig. 1) contém uma unidade para comparar a tensão predefinida com a tensão real da bateria e uma unidade de indicação (gerador de som).
O gerador de som é montado no microcircuito DA1 KR140UD1208. Os resistores R1, R2 e R3 fornecem polarização na entrada não inversora (pino 3) em nosso caso de fonte de alimentação unipolar. Os elementos C1, R4, R5 estão incluídos no circuito de feedback, proporcionando geração. Da saída do microcircuito (pino 6), as vibrações de audiofrequência são enviadas para o emissor de som piezocerâmico BF1. Mas o gerador de som só começa a funcionar quando o ganho, que depende da corrente consumida pelo microcircuito, ultrapassa o limite mínimo necessário para a autoexcitação. Se a entrada de controle de corrente (pino 8) estiver em curto com o sinal negativo da fonte de alimentação (pino 4) através dos resistores R6 e R7, o microcircuito gera vibrações sonoras. Se o pino 8 através do resistor R6 estiver em curto com o positivo da fonte de alimentação (pino 7), o microcircuito é inibido e seu consumo de corrente é mínimo. A unidade de comparação de tensão é montada usando transistor VT1, diodo zener VD1 e resistores R8 -R10. O resistor R8 é instalado para fechar com segurança o transistor VT1. O resistor R10 evita sobrecarga e falha do transistor VT1 durante a configuração. O capacitor C2 enfraquece várias interferências no circuito base. O dispositivo funciona assim. Na fem nominal da bateria, a tensão removida do divisor R9R10 é suficiente para quebrar o diodo zener e o transistor VT1 está aberto. Sua transição emissor-coletor através do resistor R6 fecha o pino de controle do microcircuito ao positivo da fonte de alimentação. O emissor BF1 está silencioso. Apesar de no modo standby o transistor VT1 estar constantemente aberto, o consumo de corrente do indicador é pequeno devido à alta resistência do resistor R7. A uma certa tensão da bateria, predefinida pelo resistor R9, a corrente através do diodo zener VD1 diminui visivelmente e o transistor VT1 fecha. A corrente consumida pelo microcircuito aumenta e o gerador de som é ligado, sinalizando uma diminuição na tensão da bateria. Configurar o indicador não é difícil. Depois de colocar o controle deslizante do resistor R9 na posição superior (de acordo com o diagrama), conecte o indicador à fonte de alimentação do laboratório, enquanto o gerador deve funcionar e o emissor BF1 deve soar. Em seguida, a tensão de alimentação é reduzida ao nível de controle necessário. Por exemplo, se a bateria de alimentação consiste em seis baterias TsNK-0,45 e se sabe que a descarga de cada um dos elementos da bateria é permitida a uma tensão não inferior a 1 V, então 6,5 V (com margem) será o máximo nível de tensão no qual o indicador funcionará. Depois disso, coloque o controle deslizante do resistor de corte R9 na posição onde a indicação sonora para. Ao aumentar a tensão para 9 V e reduzi-la gradualmente para 6,5 V, certifique-se de que o gerador de som seja ligado em tempo hábil. Repetindo este procedimento várias vezes, é encontrada a posição exata do controle deslizante do resistor R9, no qual a indicação é acionada no limite de baixa tensão planejado. Ao selecionar o capacitor C1, o gerador de som é sintonizado na frequência de ressonância do emissor piezocerâmico. Devido ao pequeno número de peças e ao pequeno tamanho dos elementos ativos, o indicador pode ser facilmente colocado dentro de qualquer caixa de dispositivo eletrônico. Se o dispositivo for montado em um rádio de bolso de anos anteriores de produção (Laspi, VIS-R), então é melhor conectá-lo não ao terminal comum da chave liga / desliga “RX” e “TX”, mas para conectar ao terminal “RX”, pois há uma diminuição significativa da tensão durante a operação a transmissão pode causar falsos alarmes do indicador. Se o espaço permitir, o indicador é ligado através de um microinterruptor (MP-8, MP-9) diretamente na bateria plus para verificar seu estado a qualquer momento. A unidade de comparação usa um transistor de germânio em miniatura desatualizado, que está associado a uma queda de tensão mais baixa em comparação com os transistores de silício. É aceitável usar outros transistores. E mais longe. Para reduzir o volume do dispositivo, é aconselhável substituir os resistores R9 e R10 por dois constantes, selecionando-os experimentalmente durante a configuração. Se não houver necessidade de indicação sonora do status da bateria, sugiro outra opção - com indicação luminosa. Neste caso, o esquema é significativamente simplificado (Fig. 2). Aqui o microcircuito KR140UD1208 funciona como um seguidor de tensão de comutação (ou desligamento). Ou seja, sua tensão de saída é igual à tensão de entrada, mas esta condição só é atendida quando o microcircuito está aberto à passagem de um sinal. Caso contrário, a tensão de saída é baixa e corresponde à tensão limite inferior. O nó de comparação de tensão (estado da bateria) é semelhante ao nó discutido acima. Para reduzir o número total de peças, o estágio chave (transistor VT1) é conectado ao mesmo divisor de tensão da entrada não inversora do microcircuito (pino 3). Sua entrada inversora (pino 2) está diretamente conectada à saída (pino 6).
O princípio de funcionamento do dispositivo é o seguinte. Quando a tensão de alimentação REA está normal, o estágio chave no transistor VT1 está aberto e fecha o pino de controle 8 através do resistor R2 para o positivo da fonte de alimentação. O microcircuito é fechado e a saída (pino 6) é ajustada para uma tensão próxima de zero. Assim que a tensão da bateria cai abaixo do limite de abertura do diodo zener VD1, o transistor VT1 fecha, o microcircuito entra no modo ativo e o LED acende, sinalizando que a bateria está fraca. O limite de resposta do indicador é definido selecionando o resistor R3. Com as classificações dos elementos indicadas no diagrama e com uma tensão inicial da bateria de 9 V, o LED acendeu quando a tensão caiu para 6,5 V. No modo standby, ambos os indicadores descritos consomem uma corrente não superior a 0,1 mA. Esta corrente depende principalmente da resistência do resistor no circuito coletor do transistor VT1 (Fig. 1 - R7, Fig. 2 - R1). No modo display, a corrente aumenta para aproximadamente 1 mA. Indicador de campo elétrico O indicador de campo elétrico foi desenvolvido como meio adicional de proteção individual para mecânicos envolvidos na manutenção e reparo de equipamentos elétricos com tensões de operação de até 6000 V. Sua finalidade é alertar prontamente o eletricista sobre a abordagem inaceitável de partes energizadas de um sistema elétrico energizado. instalação. Seu tamanho pequeno e baixo consumo de energia no modo de espera tornam o indicador conveniente para transporte constante no bolso do peito da roupa de trabalho. O diagrama do dispositivo é mostrado na Fig. 3.
Neste dispositivo, o microcircuito KR140UD1208 funciona como comparador. Se considerarmos que um comparador é uma espécie de escala que compara a carga proposta (tensão) com uma de referência, e a unidade de medida não é um quilograma, mas um volt, então o resultado de tal comparação será expresso em dois afirma: ou a tensão de saída é mínima, ou seja, Uout = U0, ou máxima, ou seja, Uout = U1 [1]. Para o microcircuito KR140UD1208, o primeiro estado é formado quando a tensão na entrada inversora U2 é maior que a tensão na entrada não inversora: U2 > U3, e então Uout = U0. O segundo estado é obtido quando U2 < U3, neste caso Uout = U1. O indicador de campo elétrico foi construído com base neste princípio. O transistor de efeito de campo VT1 e o resistor R1 formam um divisor de tensão com resistência controlada. O sinal retirado dele é ainda amplificado pelo transistor VT2. Os resistores R3 e R4 dividem a tensão de alimentação pela metade, formando um “peso de referência” com o qual a “carga” - a tensão do sinal - é comparada. No estado inicial, a resistência do canal fonte-dreno do transistor VT1 é baixa, pois não há sinal em sua porta conectada à “antena” WA1. O transistor VT2 está fechado. A tensão no pino 2 do microcircuito DA1 é próxima de Upit, o que significa que é maior que no pino 3, onde é igual a Upit/2. A condição U2 > U3 é atendida, sob a qual Uout = U0, os transistores VT3 e VT4 são fechados. Quando o indicador é introduzido em um campo elétrico de intensidade suficiente, a resistência do canal fonte-dreno do transistor de efeito de campo VT1 aumenta, uma vez que é fechado pela tensão induzida detectada na junção p-n da porta. O transistor VT2 abre, reduzindo a tensão no pino 2 do DA1. Em algum momento, o comparador muda e a tensão em sua saída fica próxima da tensão de alimentação. O transistor VT3 abre, permitindo a operação do gerador de pulsos (VT3, VT4). A taxa de repetição do pulso depende dos valores do capacitor C3 e do resistor R8. Com os valores indicados no diagrama, a frequência do pulso é de 2,5...3 Hz. Na mesma frequência, o gerador sonoro BF1 emite sinais de alarme, confirmados pelos flashes do LED HL1. Além do resistor R8, o circuito de controle do consumo de corrente do microcircuito (pino 6) inclui o capacitor C2, e podemos dizer que Rcontrol → ∞. Na verdade, Rcontrol possui um valor finito, que depende da qualidade do capacitor C2. Mas isso é DC. E para variável - Rcontrol também depende da capacitância deste capacitor. Assim que o gerador (VT3, VT4) começa a funcionar, o primeiro pulso recarrega o capacitor C2. A corrente resultante através do circuito C2R6 é significativamente maior que a corrente quiescente e, como consequência, a potência na saída do microcircuito aumenta. Como a constante de tempo R8C3, que determina a frequência de ligação do gerador, é muito menor que a constante de tempo R6C2 e o capacitor C2 não tem tempo para descarregar ao seu estado original, sinais sonoros e luminosos seguem enquanto o transistor VT2 está aberto. No momento em que o indicador é retirado do campo elétrico, o comparador muda. O capacitor C2 é descarregado através da cápsula BF1 e do LED HL1. O dispositivo entra no modo de espera. O consumo de corrente é reduzido para 60...70 μA. O dispositivo é bastante sensível. Com uma “antena” feita de folha de fibra de vidro com dimensões de 55x33 mm (parede frontal da caixa do indicador), ela “reconhece” o consumidor de energia elétrica (lâmpada acesa, chaleira elétrica) a uma distância superior a 0,5 m. em movimento, o indicador reage à eletricidade estática. Andar sobre carpetes de pêlo sintético aciona quase todos os passos. O indicador é montado em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro dupla face com dimensões de 42x30 mm. Juntamente com a bateria V23GA (diâmetro 10 mm, comprimento 27 mm), está alojada numa caixa de 55x33x14 mm, feita de folha-de-flandres. A parede frontal do gabinete é feita do mesmo material da placa de circuito. A folha é conectada externamente à porta do transistor VT1. A parte externa da caixa é coberta com filme autoadesivo colorido para fins decorativos. O transistor VT1 pode ser substituído por KP103L ou KP103K. Os transistores KT3102 e KT3107 podem ter qualquer índice de letras. No caso de utilização dos transistores KT315 e KT361 (o que também é aceitável), é necessário modificar a fiação dos condutores impressos. O capacitor C1 é cerâmico, com capacidade de 0,068 a 0,68 μF. Os demais capacitores são de óxido, de pequeno porte. É melhor usar o LED HL1 com brilho vermelho, qualquer reserva do radioamador. Se o som estiver muito alto, para não sobrecarregar a cápsula e o oscilador embutido, é útil conectar um resistor de amortecimento com resistência de até 300 Ohms em série com o LED (não indicado no diagrama). Um indicador montado sem erros a partir de peças reparáveis não precisa de ajuste. Se você definir uma meta para minimizar a corrente no modo standby, deverá prestar atenção especial à seleção do capacitor C2 (com base na corrente de fuga mínima). O indicador permanece operacional quando a tensão da bateria cai para 6 V. Literatura
Autor: V.Markov, vila de Tuloma, região de Murmansk.
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