Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2000 № 12

Вступительные экзамены: компьютерное тестирование по математике, физике, русскому языку. Формы обучения: дневная, вечерняя, заочная.

Сроки подачи документов: дневное отделение — с 25 июня по 15 июля, вечерне заочное — с 15 ноября по 15 января. Имеется общежитие (стоимость — 106 р. в год.) Юношам предоставляется отсрочка от призыва в армию.

Возможно обучение на договорной основе.

Адрес: 117873, Москва, ул. МиклухоМаклая, 23 . Тел.: ПК — 433-55-77, спр.433-62-56 . E-mail:

Пока японские специалисты проектируют разумные дома (см. статью «Домовой, но электронный»), вы можете уже сейчас приступить к переоснащению собственного.

Например, если вы склонны, выходя из дому, забывать ключ, вам достаточно пристроить к штоку защелки замка пару замыкающихся контактов, и лампочка высветит вам силуэт ключа. А когда необходимо напомнить о предварительных мерах безопасности, касающихся нескольких бытовых объектов, тут не обойтись без помощи электронной автоматики.

Все многообразие встречающихся задач можно объединить в две группы. Первая связана с контролем физических параметров окружающей среды; для них устанавливаются пороговые значения, по достижении которых автоматика должна «принять меры» сама или напомнить вам о необходимости вмешаться.

Вторая группа связана с обобщением или селекцией факторов, требующих определенной реакции. Начнем со второй группы, как наиболее простой, не требующей регулировок, экспериментальной доводки.

Обратимся к упомянутому случаю: вы покидаете квартиру. Автоматика должна «разрешить» это при выполнении, к примеру, суммы требований в виде выключения газа, воды, света. Распознать факт выключения могут микропереключатели, механически связанные с кранами и выключателем на соответствующих вводах в квартиру или загородный дом. При отключенном положении этих органов контакты микровыключателей должны замыкаться. «Приемником» таких сигналов может служить логическая ячейка типа «3И-НЕ» микросхемы К561ЛА9 популярной сети К561 (ее близкий аналог — К176), рисунок 1.

Ячейки микросхемы DD1 имеют три входа и один выход; напряжение на последнем равно высокому уровню, близкому к напряжению источника питания («логическая единица»), если на входах ячейки DD1.1 нет сигналов того же уровня или они присутствуют лишь на одном-двух входах.

Появление сигналов на всех входах скачком переключает ячейку, и на выходе возникает логический нуль. Для удобства согласования с исполнительным узлом фазу этого сигнала изменяют на обратную, соответственно входным сигналам присоединяя вторую ячейку DD1.2. Сигнал на нее можно подать на один из ее входов, соединив остальные с «плюсом» источника, или сразу на все — так надежнее. Как видим, выходы и входы ячеек соединяются напрямую, что упрощает конструкцию узлов.

Иная задача у логической части автоматики, если, например, нужно привести в действие тревожный извещатель при недружественных попытках проникнуть в дом через дверь, окна. Тут уж автоматика должна дать сигнал тревоги независимо от адресов и последовательности сигналов.

Простейшими датчиками могут служить проволочные нити, разрываемые при открывании оконной рамы, двери (рис. 2).

Тут должна использоваться иная микросхема, наподобие К561ЛЕ6. Ее логические ячейки типа «4 ИЛИ — НЕ» имеют по четыре входа и одному выходу.

В исходном состоянии все входы ячейки DD1.1 имеют нулевой потенциал благодаря связи с общим проводом устройства через проволочные нити; «нуль» будет и на выходе ячейки DD1.2. Достаточно разорвать любую нить (аналогия с размыканием контактов выключателя), и на соответствующем входе DD1.1 появится сигнал высокого уровня от источника питания — логическая единица на выходе DD1.2 включит тревожный сигнал.

Ячейки микросхемы, не используемые в данном узле, могут служить для образования нового узла, в том числе с ячейками другой микросхемы. У «бесхозных» ячеек все входы следует соединить с «массой» либо с «плюсом» источника, а выход оставить свободным.

На рисунке показано, как легко получается генератор последовательности электрических импульсов — мультивибратор — на микросхеме, например, К176ЛА7 (рис. 3).

Рис. 3

Его можно использовать как типовой узел для всех упоминавшихся выше устройств, когда необходим сигнал в виде световой «мигалки» либо «пения» звукоизлучателя. Частота переключений задается величиной емкости конденсатора в цепи обратной связи; в нашем примере генератор на ячейках (типа «2И-НЕ») DD1.1, DD1.2 включает с частотой около 1 Гц генератор на ячейках DD1.3, DD1.4, работающий со звуковой частотой на пьезоизлучатель BQ1. Звуковой сигнал может дублироваться оптическим (светодиодом НИ), управление которым берется с выхода первого мультивибратора через усилительный каскад на транзисторе VT1. В устройствах охранной сигнализации будет полезен моновибратор (рис. 4), автоматически ограничивающий длительность звучания сирены, когда вас нет дома.

Для этого сигнал с выхода ячейки DD1.2 подается на вход 2 ячейки DD1.1 (рис. 3).

Все рассмотренные узлы автоматики весьма экономичны и могут питаться даже от батарейки типа «Кроны»; чтобы сигнал был слышен соседям, вместо пьезоизлучателя понадобится мощная динамическая головка с усилителем, имеющим входное сопротивление порядка 10 кОм. Подобные усилители, собираемые на аналоговой микросхеме серии K174, часто встречаются в литературе для радиолюбителей.

Конечно, источник питания тут понадобится помощнее. А для автоматического реагирования на изменение температуры, освещенности, влажности (почвы и т. п.) можно использовать триггер Шмитта, собранный на транзисторах (рис. 5).

Настройка на пороговые уровни производится переменным резистором, стоящим в делителе напряжения при входе триггера. Чтобы решить» включать ли датчик в верхнее плечо делителя или в нижнее, будем учитывать» во-первых, что сопротивления терморезистора, фоторезистора и почвы (или иной среды) уменьшаются, соответственно, при росте температуры, освещенности и влажности. Если ожидаются нежелательные повышения параметра, датчик с начальным сопротивлением порядка 50…100 кОм ставится в верхнее плечо делителя, при понижении — в нижнем плече. Здесь «холодное» сопротивление датчика берется порядка 5…10 килоом. Во всех рассмотренных схемах резисторы постоянные могут быть типа МЛТ-0,125…0,25, переменные — СП-0,4, конденсаторы КЛС и оксидные К50-6. Щупы для контроля влажности можно сделать из толстой медной проволоки, защищенной хлорвиниловой трубкой; рабочие концы оставляются без изоляции и залуживаются на длине около 10 мм.