Звуковой индикатор переключателей в автомобиле

Устройство, схема которого показана на рис. 3.3, незаменимо, когда требуется не только световая, но и звуковая сигнализация включения того или иного электронного устройства, источником напряжения для которого является бортовая электрическая сеть автомобиля.

Световые приборы‑индикаторы, расположенные на приборной доске автомобиля, бывает, выходят из строя, и такая неисправность может привести к серьезным последствиям (например, если выйдет из строя индикатор отсутствия давления масла в двигателе). С помощью предлагаемого электронного узла можно осуществлять контроль за любыми электрическими параметрами автомобиля, которые различаются двумя состояниями – включено/выключено.

Узел реализован на трех популярных микросхемах технологии КМОП. При включении контролируемого устройства звуковой сигнализатор кратковременно подаст звуковой сигнал. То же произойдет при отключении питания контролируемого устройства.

Рассмотрим работу устройства, схема которого представлена на рис. 3.3.

 

Рис. 3.3. Электрическая схема звукового индикатора переключателей в автомобиле

 

3.2.1. Принцип работы устройства

 

Микросхема К561ЛА7 объединяет в одном корпусе 4 однотипных элемента «И с инверсией». На инверторах DD1.1, DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов. Его выходная частота с указанными на схеме RC‑элементами составляет около 900 Гц. С вывода 4 микросхемы DD1.2 прямоугольные импульсы постоянно поступают на вход элемента D1.4 (вывод 13), а на вывод 12 приходит управляющий сигнал с микросхемы К561ЛП2. При высоком уровне напряжения на выходе элемента DD3.1 прямоугольные импульсы от генератора проходят через ограничительный резистор – усилитель на транзисторе VT1 к пьезоэлектрическому капсюлю НА1 типа ЗП‑22 (можно применить любой капсюль из модельного ряда ЗП‑х или телефонный капсюль с сопротивлением катушки не менее 50 Ом).

Усилитель звука на транзисторе VT1 необходим для того, чтобы сигнал пьезоэлектрического капсюля было слышно в автомобиле при работающем двигателе и включенном вентиляторе обогревателя (печки). Транзисторный каскад дополнен регулятором громкости R4. В качестве транзистора VT1 подходит КТ503, КТ361 с любым буквенным индексом.

Когда на выводе 12 управляющего элемента D1.4 присутствует низкий логический уровень, то на выходе этого элемента, в соответствии с таблицей истинности микросхемы К561ЛА7, присутствует высокий логический уровень, запирающий транзистор VT1, поэтому излучатель НА1 неактивен.

Входной сигнал поступает с контролируемого переключателя в автомобиле на кремниевый диод VD1 и далее на вход D триггеров DD2. Уровень входного сигнала – 12 В ±10 %.

Входной сигнал оказывается синхронным с тактовой частотой генератора, поступающей на вход С первого триггера, и такой же сигнал в противофазе поступает на вход второго триггера. Процесс синхронизации сводится к сдвигу фронта импульса входной информации до совпадения его с фронтом ближайшего тактового импульса. Длительность преобразованных информационных импульсов определяется длительностью импульса синхрочастоты.

Таким образом, входной сигнал высокого уровня, поступающий в точку А и на вход D микросхемы DD2 (К561ТМ2), является разрешающим к тому, чтобы на прямом выходе Q (вывод 1 первого триггера DD2.1) синхронно с тактовыми прямоугольными импульсами, поступающими от генератора, появился сигнал высокого уровня и присутствовал там до тех пор, пока высокий уровень в точке А не исчезнет. На выводе 13 триггера микросхемы К561ТМ2 (прямой выход триггера DD2.2) в момент появления в точке А высокого уровня напряжения также установится высокий уровень. Он сменится на низкий – с отрицательным фронтом тактового импульса, следующего после исчезновения высокого уровня в точке А.

На рис. 3.4 показаны диаграммы импульсов в разных контрольных точках схемы и таблица истинности микросхемы.

Таким образом, на выходе элемента DD3.1 сформируются два импульса, привязанные к фронту входного сигнала. По рис. 3.4 наглядно становится понятно, что кратковременные импульсы в точке D будут соответствовать моменту появления и исчезновения высокого уровня напряжения в точке А, что обусловлено включением и выключением какого‑либо потребителя напряжения +12 В в автомобиле. Точка А подключается непосредственно к контактам контролируемого переключателя.

Для пояснения работы элемента DD3.1 микросхемы К561ЛП2 («исключающее ИЛИ») привожу таблицу состояний (рис. 3.4).

 

Рис. 3.4. Иллюстрация диаграмм импульсов в разных контрольных точках и таблица состояний К561ЛП2

 

3.2.2. О налаживании и деталях

 

Устройство в налаживании не нуждается.

Вместо диода КД522А можно применить приборы КД509А, КД510А, КД513А, КД521А‑КД521В, КД519А‑КД519Б. Ограничивающий ток резистор R5 типа МЛТ‑1. Остальные постоянные резисторы типа МЛТ‑0,25. Переменный резистор R4 типа СПО‑1.

Оксидный конденсатор С2 сглаживает пульсации в бортовой сети автомобиля, его тип – К50‑20. Конденсаторы Cl, СЗ типа КМ‑66. Стабилитрон VD2 совместно с резистором R5 представляют собой стабилизатор напряжения и защищают элементы устройства на случай повышения напряжения в бортовой сети автомобиля, что вполне может произойти при работающем двигателе и несанкционированном обрыве проводника от электрического генератора автомобиля к аккумуляторной батарее. Стабилитрон VD2, вместо указанного на схеме можно использовать Д815В (UCT = 7,4–9,1 В, 1СТ до 50 мА) или Д815Г (UCT = 9…И В, 1сп до 25 мА). Ток, потребляемый узлом в режиме покоя, не превышает 4 мА, в режиме звуковой индикации (зависит от типа применяемого излучателя) не превышает 15 мА.

 

Рассмотренное устройство может найти и другие варианты применения, например в качестве узла контроля нескольких нормально замкнутых шлейфов охранной сигнализации. Или в качестве звукового сигнализатора включения‑выключения электрических устройств в сети 220 В. Вариантов использования данного узла может быть очень много.


Сайт создан на Setup.ru Создать сайт бесплатно