Простой фотосигнализатор

December 22, 2010 by admin Комментировать »

Устройство, принципиальная схема которого показана на рис. 3.39, можно использовать для различных целей. Оно представляет собой разновидность систем тревожной (охранной) сигнализации, где в качестве датчика служит фотоэлемент PR1, а в качестве звукового сигнализатора — динамическая головка В1.

В таком устройстве полностью отсутствуют какие-либо подвижные части и все автоматические действия осуществляет электроника. Фотодатчик представляет собой фоторезистор, в принципе действия которого заложена зависимость внутреннего сопротивления от освещенности. Фоторезистор PR1 (типа СФЗ-4 или аналогичный) — пассивный прибор, имеющий в темноте очень большое сопротивление (до десятков МОм) электрическому току, и весьма малое сопротивление (единицы кОм) при освещении его рабочей поверхности естественным или искусственным источником световой энергии.

Существует много типов фотоэлементов как зарубежного производства, так и отечественных аналогов, большинство из которых будут нормально функционировать в приведенной схеме. Однако необходимо иметь в виду, что и фотоэлементы имеют

Рис. 3.39. Электрическая схема фотосигнализатора

между собой отличия. Так, например, сульфидно-кадмиевый элемент хорошо воспринимает (реагирует) на изменение освещенности в зеленом и желтом участках оптического спектра. Другие чувствительнее к красному и ИК спектрам излучения. Подробную информацию нетрудно получить в справочных изданиях по фоторезисторам, фотодиодам и т.д.

В авторской схеме фоторезистор подключен последовательно с источником питания к входному выводу 4 популярной микросхемы КР1006ВИ1. Микросхема используется как чувствительный мультивибратор. В темноте PR1 имеет очень большое сопротивление, и ток в этой цепи схемы протекать не будет. Динамик В1 будет молчать, запираемый низким уровнем напряжения на выводе 3 микросхемы DA1. С ростом освещенности поверхности PR1 (его нужно рабочей поверхностью обратить к месту возможного возникновения светового потока) сопротивление фотоэлемента будет уменьшаться и через него потечет ток. Микросхема-таймер среагирует и из динамика будет слышен резкий звук, частоту которого можно изменить резистором R1. При медленном увеличении освещенности, например, в рассветный час, можно добиться плавного включения устройства.

В представленном виде устройство можно использовать и для индикации включенного/выключенного состояния источников света в определенном помещении. Автор использует эту схему для охраны помещения подсобки. Большую часть времени в таком помещении темно, зато когда открывается дверь — освещенность изменяется и этого достаточно для срабатывания схемы. Сигнал от такого маломощного динамика привлекает и соседей. Уже длительный период времени устройство работает безотказно.

Возможны другие варианты применения такой схемы, например, для обнаружения присутствия шлейфа светового луча на расстоянии. То есть на расстоянии до десятка метров можно установить источник света (электрическую лампу, закрепленную в светозащитной трубке, возможно применение и фокусирующих линз, чтобы пучок был более узким) и само устройство, фотодатчик которого также необходимо поместить в трубку-тубус (направленную на источник света), исключающую влияние окружающей засветки. В таком варианте устройство фотосигнализации может находиться и в ярко освещенной комнате и при этом ложных срабатываний не будет. Сигнализатор начнет издавать звук лишь в том случае, когда световой луч-поток попадет прямо в трубу, на фотодатчик.

Если же собрать несколько таких устройств и настроить каждое из них на разную частоту звукового сигнала резисторами R1 (установив фотодатчики также в разных местах помещения или настроив схемы на разную чувствительность), получится интересный необычный звуковой прибор, издающий разные по тональности звуки при попадании светового луча на конкретный фотодатчик. Такое приспособление разумно использовать в крытых помещениях театров, цирков, иллюзионов, а также при решении аналогичных задач.

Устройство не нуждается в настройке и не критично к напряжению питания. Оно может быть собрано на печатной плате в любом подходящем корпусе.

Для проверки работоспособности устройства подайте на схему питание. Скорее всего, из динамика сразу будет слышен громкий звук, т.к. вы включили схему в хорошо освещенном помещении. Это нормально. А вот если звука не слышно, то следует заменить R1 на переменный резистор с линейной характеристикой сопротивлением 22…47 кОм с последовательно соединенным с ним постоянным резистором сопротивлением 3…6 кОм. Затем электрической лампой специально осветить чувствительную поверхность фотоэлемента и начать вращать ручку резистора R1.

При этом должен быть слышен звуковой сигнал, частота которого меняется в зависимости от положения ручки переменного резистора R1. Зафиксируйте пограничное положение R1: звуковой сигнал еще слышен, но если даже незначительно переместить движок R1, то сигнал прекратится или в динамической головке будет слышно нестабильное потрескивание. Затем уберите лампу — звук должен прекратиться. Последний этап этой несложной настройки необходимо проводить в затемненном помещении, чтобы исключить ложные срабатывания от окружающих источников света.

Впоследствии резистор R1 нужно заменить на постоянный с сопротивлением, соответствующим суммарному сопротивлению последовательной цепи.

Когда по каким-либо причинам невозможно подобрать фоторезистор СФЗ-4, но есть другой — установите его. В редких случаях придется подобрать сопротивление R3, чтобы лучшим образом согласовать схему и фотодатчик.

Все постоянные резисторы в схеме типа МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы типа К50-12. Керамический конденсатор типа КМ.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты