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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de sinalização de contagem. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Dispositivos de segurança e sinalização de objetos O dispositivo de contagem de sinalização (doravante denominado simplesmente USS) controla a abertura da porta frontal e conta o número de aberturas da porta frontal a partir do momento em que o dispositivo é ligado. A abertura da porta frontal leva ao fechamento dos contatos do interruptor reed “Porta” e ao início de um temporizador que acende a luz “Convidados” e o alarme sonoro. O dispositivo de sinalização luminosa e sonora de “Convidados” é um sinal sonoro interrompido por dois MSD (LEDs piscantes) vermelhos. Devido à ligeira diferença nas frequências dos geradores de clock embutidos no MSD, a interrupção do tom não é periódica e, portanto, torna-se mais perceptível, especialmente em condições de aumento de ruído ambiente de vários sons. O cronômetro funciona por 7 segundos. Além disso, o USS está equipado com um botão “Não.”, que permite visualizar manualmente a quantidade de eventos passados (aberturas da porta frontal) a qualquer momento. O circuito USS (ver Fig. 1) consiste nas seguintes partes principais: um circuito para ajuste em “0” quando a alimentação dos elementos C1, R1 é ligada; sensor - chave reed SF1 “Porta” e resistor R2, que introduz (na posição inicial) o transistor VT1 no modo de corte; amplificador de "ressalto" nos elementos VT1, R3; temporizador no chip (elementos DD1.1, R4, C2, VD2, VD3); acionar "overflow" no chip DD1.2; circuitos de desacoplamento em diodos VD1, VD2 (elemento lógico “2OR” em elementos discretos); contador-decodificador DD2, operando em um LED indicador HG1 vermelho de sete segmentos; interruptor de corrente no transistor de efeito de campo VT2; dispositivo de sinalização luminosa e sonora “Convidados” nos elementos A1...AZ, C4; fonte de energia - baterias GB1.
Quando a energia é ligada com a chave seletora SA1, o capacitor C1 começa a carregar. A corrente flui pelo circuito: "+" GB1, C1, R1, fio comum. Enquanto o capacitor C1 não está carregado, existe um nível lógico 1 em sua placa “-”, que coloca o contador DD2 em seu estado inicial (zero) (na entrada “R” - pino 5). O mesmo pulso de configuração é aplicado à entrada R (pino 10) do IC DD1.2 e, através do diodo VD1, à entrada R (pino 4) do IC DD1.1. É assim que o USS é colocado em seu estado inicial (modo de espera). O fechamento dos contatos da chave reed SF1 “Porta” leva ao fornecimento de uma queda de tensão positiva (com “salto”) ao seguidor da fonte - o amplificador da “inclinação” das frentes VT1, R3 e ainda mais, da fonte VT1 - para entrada C (pino 3) do trigger DD1.1. Como a tensão de alimentação (lógico 5) é aplicada à entrada D (pino 1.1) do DD1, o 1 lógico é definido na saída não inversora Q (pino 1.1) do IC DD1. A chave de corrente no transistor VT2 também abre através de seu complexo dreno de carga A1 ...AZ, C4 (dispositivo de sinalização luminosa e sonora "Convidados") a corrente flui por 7 segundos. A duração do ciclo é determinada pelo circuito de temporização R4, C2. O temporizador no IC DD1.1 funciona da seguinte maneira. O 1 lógico estabelecido na saída (pino 1.1) do DD1 carrega o capacitor C4 através do resistor R2. Quando a tensão na placa “+” C2 sobe para metade da tensão de alimentação (mais a queda de tensão direta no diodo VD2 da ordem de +0,7 V), o gatilho DD1.1 (na entrada R - pino 4) é redefinido e um 0 lógico é definido na saída Q. O capacitor C2 é descarregado rapidamente através do diodo VD3, a carga de drenagem VT2 é desligada. No final do temporizador, o transistor de efeito de campo VT2 entrou no modo de corte e, como resultado, no modo de economia de capacidade da bateria GB1. Imediatamente após a “porta” SF1 ser acionada (e o temporizador iniciar) a partir da saída (pino 2) do IC DD1.1, uma queda de tensão negativa é aplicada à entrada de contagem C (pino 4) de DD2 e aumenta o conteúdo de o contador DD2 por um. Um aumento semelhante no conteúdo do contador DD2 ocorre após cada abertura da porta e a passagem de um diferencial negativo de contagem. O microcircuito DD2 possui uma saída “overflow” (pino 2), na qual está presente um 5 lógico do início do 9º ao final do 1º pulso de contagem. Portanto, ao completar o primeiro ciclo de contagem (0... 9), uma queda de tensão negativa do pino 2 DD2 através do resistor R6 vai até a base do transistor bipolar VT3 e o fecha. O transistor VT3 opera no modo chave e inverte o sinal de entrada. Assim, forma-se uma queda de tensão positiva no coletor VT3, que é alimentada na entrada C (pino 11) do gatilho “overflow” DD1.2. Neste caso, o 1 lógico da entrada de informação D (pino 9) DD1.2 é escrito na saída não inversora Q (pino 13) DD1.2. O nível lógico alto da saída Q DD1.2 vai para o pino 10 (segmento “h”, “vírgula”) do indicador de sete segmentos HG1 e o prepara para ignição (quando o botão “Não.” do SB1 é pressionado). Como pode ser visto no diagrama, tanto o número quanto a vírgula (segmento “h”) no indicador HG1 só podem acender quando o botão “Não” é pressionado (no modo manual). No resto do tempo, o USS opera em modo de economia de energia. Se, ao pressionar o botão “Não.” do SB1, uma vírgula acender junto com o número, então o USS entrou no modo overflow, ou seja, ocorreram mais de 9 eventos (aberturas de portas), e é recomendado para zerar o contador desligando e ligando o USS com a chave seletora SA1 “Power”. Em princípio, você pode fazer isso sem zerar, mas ao ler as leituras, não ficará claro quantos (10, 20, 30 ou mais) eventos precisarão ser adicionados às leituras do indicador para obter o número real de portas aberturas. Quando a porta é fechada, a chave reed SF1, retornando ao seu estado original, não causa salto de contato, e a queda de tensão negativa na entrada C (pino 3) de DD1.1 reinicia o temporizador montado nos elementos DD1.1, R4 , C2, VD2, VD3, não acontecendo. O dispositivo de sinalização luminosa e sonora “Convidados” funciona da seguinte forma. Quando o transistor VT2 abre durante a operação do temporizador, uma tensão constante de polaridade positiva da bateria GB1 passa pela campainha (bloco A1) para dois MSDs conectados em paralelo (blocos A2 e A3). Como a resistência do canal aberto VT2 é de alguns Ohms, a corrente de operação da campainha é determinada principalmente pela própria resistência da campainha (bloco A1) e pelas correntes de operação do MSD. Os MSDs começam a piscar intensamente e manipulam (controlam) a campainha para soar periodicamente. A campainha soa continuamente devido ao capacitor de armazenamento C4, mas possui caráter pulsante, determinado pelos modos de operação do MSD. (Estritamente falando, dois MSDs são usados para aumentar a corrente operacional da campainha para 20 mA, e o uso de diferentes tipos de MSDs com frequências de flash ligeiramente diferentes proporciona uma maior estridência do som.) Fixação Um USS montado sem erros geralmente não requer configuração. O tempo de operação do temporizador pode ser especificado selecionando o resistor R4*. O brilho do indicador de sete segmentos HG1 (com o botão “No.” do SB1 pressionado) depende do valor do resistor R5. O brilho do indicador HG1 pode ser ligeiramente aumentado excluindo (curto-circuito) o resistor R5. Porém, isso exigirá limitação da corrente (com o mesmo resistor) no circuito de potência do segmento “h”. Isso é explicado pelo fato de que a corrente de saída do pino 1 lógico DD13 é muito maior que a corrente de saída (corrente de curto-circuito) da unidade lógica das saídas do microcircuito DD2. O USS permanece operacional quando a tensão de alimentação cai para +5 V. O limite inferior de operação é determinado principalmente pela carga: a ativação sequencial da campainha A1 (+3 V) e dos MSD A1 e A2 (mínimo +2 V). O comprimento do fio que conecta a chave reed SF1 ao corpo do USS era de 2,2 metros na versão do autor. Se ocorrerem alarmes falsos do USS, que são possíveis com um comprimento de linha maior, o resistor R2 deve ser contornado com um capacitor cerâmico adicional com capacitância de cerca de 0,022 μF. Detalhes O USS usa resistores do tipo OMLT. Os capacitores C1, C2, C4 são do tipo óxido K50-35 ou de fabricação estrangeira. C3 - cerâmica, tipo KM5, K10-7, K10-17. Diodos - qualquer silício, por exemplo KD520...KD522. O transistor de efeito de campo VT1 pode ser substituído pelo BS170; VT2 - digite KP501 com qualquer índice de letras. Transistor VT3 - qualquer tipo de silício de baixa potência KT301, KT306, KT312, KT315, KT342 (pinagens diferentes) com ganho de corrente de pelo menos 100. Botão SB1 KM1-I ou outro pequeno; chave seletora SA1 - MTS-102 de tamanho pequeno ou SMTS-102 especialmente de tamanho pequeno. Soquete XS1 tipo SNTs-3,5 com fixação por porca. O USS utiliza o microcircuito DD1 da série K561, que pode ser substituído por um análogo estrangeiro CD4013A. DD2 K176IE4 não possui análogos estrangeiros. O indicador HG1 pode ser substituído por um semelhante com cátodos combinados (outra pinagem exigirá modificação da placa de circuito impresso e, possivelmente, a inclusão de um resistor limitador de corrente no circuito de cada segmento, caso o indicador não seja superbrilhante, para equalizar o brilho dos segmentos). Reed switch SF1 - qualquer tipo de "T" com pelo menos contatos normalmente fechados. A corrente de espera do USS é determinada principalmente pelo estado do inversor VT3, R7: através do transistor aberto VT3 a corrente atinge 23 μA. O microcircuito consome uma corrente não superior a 1 µA. Portanto, se o transistor VT3 for substituído por um inversor (1/4 parte do IC K561LA7 ou K561LE5), o USS produzirá um dispositivo muito econômico, mas isso exigirá um aumento no tamanho da placa de circuito impresso. Você também pode tentar, em vez do transistor bipolar VT3 (KT3102), instalar um transistor de efeito de campo do tipo KP501, aumentando a resistência R7 dez vezes, e instalar um jumper em vez do resistor R5. Os terminais B, K, E do transistor bipolar devem corresponder aos terminais 3, C, I do transistor de efeito de campo (respectivamente). Neste caso, a corrente de espera calculada do USS será de 2,5 μA, que é comparável à corrente de autodescarga da bateria. Uma bateria alcalina miniatura do tipo 1F6 - 22V de produção estrangeira é usada como GB9. É melhor não usar o análogo doméstico - "Corindo". Se a vida útil de 9 a 12 meses de tal bateria (com operação contínua em modo de espera) não for suficiente, use (com um aumento no tamanho da caixa) 2 baterias “descarregadas” 3R12 (+4,5 V), conectadas em série. Autor: A. Oznobikhin, Irkutsk
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