Sygnalizator alarmu

Elementem wykonawczym jest przetwornik piezoelektryczny PCA 100-08. Dla tego przetwornika producent określa poziom ciśnienia dźwięku jako równy 108dB w odległości 0,5m przy zasilaniu sygnałem o wartości skutecznej 7V. Częstotliwość rezonansowa wynosi 3,5 ?0,8kHz. Sercem urządzenia jest wykorzystany trochę po barbarzyńsku, ale za to ciekawie, układ pętli fazowej CMOS 4046 (US2). Z układu tego wykorzystujemy generator sterowany napięciem (VCO) oraz jeden z komparatorów fazy będący zwykłą bramką EXOR. Elementy R7, C3 ustalają zgrubnie zakres częstotliwości wyjściowej. PR1 pozwala dostroić się do częstotliwości rezonansowej. Tranzystory tworzą wyjściową końcówkę mocy pracującą w klasie C. Dioda D1 zabezpiecza przed uszkodzeniem przy odwrotnym dołączeniu zasilania.

Układ scalony US1 (CMOS 4060) zawiera typowy dwubramkowy oscylator i łańcuch dzielników przez 2. Z układu tego możemy wykorzystać oscylator oraz wyprowadzone wyjścia najbliższych liczników (4, 5, 6). W układzie US2 mamy do dyspozycji trzy wejścia sterujące:
- końcówkę 9 czyli wejście sterujące częstotliwością generatora,
- końcówkę 14, wejście bramki EXOR,
- końcówkę 5, wejście zakazujące INH(IBIT).

Stan niski na nóżce 14 powoduje, że EXOR staje się nieodwracającym buforem - generator VCO pracuje, ale na końcówkach przetwornika przebieg ma tę samą fazę i jest wyciszony. Stan wysoki na nóżce 14 umożliwia normalną pracę. Podanie stanu wysokiego na wejście INH (a także na wejście MR US1) całkowicie zatrzymuje pracę urządzenia i pobór prądu wynosi praktycznie zero.

Urządzenie ma trzy wejścia: masa, "+" zasilania i dodatkowo wejście IN. To trzecie wejście umożliwia ciekawy sposób wykorzystania: sygnalizator jest zasilany z własnego źródła (bateria lub akumulator), a z centralki alarmowej doprowadzone jest dodatnie napięcie między masę i wejście IN. Wysoki stan na wejściu IN utrzymuje sygnalizator w stanie spoczynku, jedynym pobieranym prądem jest kilkanaście uA płynące z centralki przez R1. Uzyskuje się wtedy dodatkowe cenne właściwości: zarówno odłączenie zasilania centralki, zwarcie czy rozwarcie linii sterującej, nawet podanie napięcia sieci 220V nie tylko nie unieruchomi sygnalizatora, a wprost przeciwnie - włączy alarm. Może to być najprostszy i skuteczny dodatkowy alarm w samochodzie, zasilany z alkalicznej bateryjki 9V, włączający się po odłączeniu akumulatora. Przy takich zastosowaniach napięcie zasilania sygnalizatora nie powinno być dużo wyższe od napięcia na wejściu IN - napięcie wejścia IN musi zostać zinterpretowane jako stan wysoki.

Powróćmy do omawiania układu. Obwód R2, C1 zabezpiecza przed włączeniem alarmu pod wpływem indukowanych w przewodach zakłóceń. Gdy wejście IN nie będzie wykorzystane, elementów R1, R2, C1 można nie montować, a zamiast kondensatora wlutować zworę. Wtedy też punkt D może być połączony z "+" zasilania zamiast z wyjściem US1 - otrzymamy dźwięk modulowany ciągły, a nie przerywany. Dźwięk przerywany daje jednak 50% oszczędność prądu. Rezystory R5, R6 decydują o wielkości modulacji częstotliwości. Nie należy stosować zbyt głębokiej modulacji, bo dźwięki dalekie od rezonansu będą znacznie cichsze.

Częstotliwość oscylatora US1 można dobrać według swojego "upodobania", a raczej "antyupodobania", pamiętając tylko, że R5 musi mieć co najmniej 2...3 razy większą wartość niż R4, inaczej oscylator nie będzie mógł pracować.

W modelu, przy zasilaniu z dwóch szeregowo połączonych baterii 9V, średni pobór prądu wyniósł tylko 15mA, a napięcie na płytce piezo miało wartość międzyszczytową ponad 30V, czyli więcej niż fabryczne napięcie testowe.

Początkowo nie należy montować R5, a punkt D wstępnie zewrzeć do "+" zasilania. Pozwoli to na wygodne znalezienie częstotliwości rezonansowej, czyli uzyskanie najgłośniejszego dźwięku za pomocą PR1. Dopiero wtedy należy zamontować R5 i przelutować punkt D do któregoś z wyjść US1 (nóżki 4, 5 lub 7).

Elementy:
Rezystory:
R1..R3, R5: 1..2M om (1M om)
R4: 330k om
R6: 0..100k om (47k om)
R7: 100k om
Kondensatory:
C1, C2: 470nF
C3: 2,2nF
C4: 100uF/25V
C5: 100nF, ceramiczny
Półprzewodniki:
T1, T3: dowolne npn (BC238)
T2, T4: dowolne pnp (BC308)
US1: 4060
US2: 4046
D1: dowolna dioda krzemowa (BAV17)
Różne:
X: PCA 100-08, przetwornik piezo

Schemat urządzenia.

Autor: Piotr Górecki, Elektronika Praktyczna

[ Strona główna | Uwagi ]