Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

Однако надо скорее собрать натуральное охранное устройство, иначе, возможно, уже и охранять-то будет нечего (не дай, Бог!).

Кроме того, надо обязательно проверить практикой теорию, так как в отрыве от практики она никому и не нужна.

Теперь, запасясь терпением, надо выполнить сборку устройства согласно приведенной монтажной схеме (рис. 109), наладить его, разместить на охраняемом объекте в укромном месте и можно спокойно спать, пока оно Вас не разбудит…

Рис. 109. Монтажная схема электронного охранного устройства Мастер КИТ NS011

Всемирный потоп

«Дверь бесшумно отворилась, и голый [инженер Щукин] с радостным воем вбежал в затопленную квартиру. Шумели краны. Вода в столовой образовывала водоворот. В спальне она стояла спокойным прудом, по которому тихо, лебединым ходом, плыли ночные туфли. Сонной рыбьей стайкой сбились в угол окурки. Воробьяниновский стул стоял в столовой, где было наиболее сильное течение воды. Белые бурунчики образовались у всех его четырех ножек»…

Прервем на этом печально-комическом месте зрелище, представшее перед взором изумленного Великого комбинатора — Остапа Бендера, и задумаемся, а как в принципе можно предотвратить подобные наводнения. Кроме того, возможны ведь и прямо противоположные случаи: позарез нужна вода, а ее, как на грех, забыли накачать в бак или необходимо поливать цветы в Ваше отсутствие и т. д.

Итак, проблема заключается в регулировке количества воды.

Вполне понятно, что «Электроника» в умелых руках поможет элементарно решить эти и подобные им проблемы. Поскольку нас интересует автоматизированная (а в будущем и вовсе автоматическая) система, то независимо от ее конкретного назначения она должна состоять из датчика, различающего наличие воды в данном месте, и сигнального устройства либо еще и автомата, выполняющего заданную программу. Для начала проанализируем работу простейшего устройства для индикации уровня воды в баке.

Вода, как электролит, обладает удельным сопротивлением примерно 1 МОм·см^-1, что позволяет сделать кондуктометрический преобразователь в виде двух «погружных» электродов. Для этого можно использовать две прямоугольные пластинки из одностороннего «фольгированного» стеклотекстолита размерами 10x50 мм и сложить их (фольгой внутрь) через промежуточные изолирующие втулки на расстоянии 3…5 мм. Припаяв к электродам изолированные проводники, получим простейший «датчик воды» (см. верхнюю часть рис. 110).

Рис. 110. Датчик уровня воды Мастер КИТ NM4012 (общий вид)

Минимальное сопротивление датчика будет, когда он полностью заполнится водой и составит примерно 100 кОм. В баке датчик надо располагать перпендикулярно зеркалу воды вблизи дна, если требуется сигнал о том, что бак пуст или команда на включение насоса, и, соответственно, вблизи верхнего допустимого уровня — для сигнализации или команды на отключение насоса. Два подобных датчика с соответствующей логикой в принципе могут обеспечить полную автоматизацию.

Подобный же датчик, размещенный на полу квартиры, можно использовать также для отключения воды при аварии в вашей квартире. Правда, в этом случае потребуются еще и электромагнитные клапаны, но их можно «добыть»» из старых «стиралок»». Этот же датчик может включить и тревожную сирену — Alarm, которая поднимет на ноги всех соседей, если вас заливают сверху! Чем не «Интеллектуальный дом»»?

Однако сам по себе датчик ничего не сделает. Сигнал с него еще надо получить и отработать. Как это делается, посмотрим на модели в программе EWB. Схемная модель показана на рис. 111.

Рис. 111. Виртуальная модель в EWB датчика уровня воды Мастер КИТ NM4012

Устройство представляет собой пороговый элемент на составном транзисторе (VT1, VT2) по схеме Дарлингтона, смонтированный на универсальной печатной плате А401, имеющей контактные площадки 1…8. С этой платой мы познакомились в самом начале нашего вхождения в электронику (см. рис. 57).

«Датчик воды» — Sensor — в виртуальной модели на рис. 111 представлен в виде переменного резистора R8, включенного к выводам 2 и 3. Сопротивление датчика регулируется управляющей клавишей [S]. При уменьшении сопротивления датчика ниже порогового транзисторы открываются и загорается светоизлучающий диод VD1. Резистор R2 и конденсатор С1 служат для снижения вероятности ложного срабатывания устройства. Переменный резистор R1 является «подстроечным». В модели его величина регулируется клавишей [R], а в процессе эксплуатации он может быть определен по величине и заменен постоянным.

Питание устройства осуществляется от источника постоянного напряжения 6…15 В. (Эти величины должны быть согласованы с параметрами светоизлучающего диода.) В модели использована батарея Е1 на 12 В.

Для наблюдения работы устройства в режиме сигнализатора включаем моделирование, затем переводим выключатель питания [Space] в нижнее положение и, последовательно нажимая клавишу [S], уменьшаем сопротивление датчика (как бы заливаем его водой).

В некотором положении [S] стрелки на светоизлучающем диоде «зачернятся» (это анимация его горения — см. рис. 110, а). Дополнительно можно параллельно поднимать чувствительность, нажимая клавиши Shift+[R]. Обратные процедуры приведут к погасанию индикатора.

Спецификация компонентов, использованных в конкретном устройстве, приведена в таблице.

Общий вид устройства показан на рис. 110.

Рассмотренные устройства могут быть снабжены дополнительными исполнительными органами и датчиками. Например, в модели на рис. 111 это электромагнитное реле (Rele) и двигатель (М), в качестве которых использованы электромагнитное реле и двигатели из библиотеки программы. Диод VD2 служит для защиты транзисторов и от повторных срабатываний реле, а резистор R9 для подбора совместного режима работы усилителя и реле. В реальном устройстве потребуется подобрать соответствующее по чувствительности реле с необходимой коммутируемой мощностью. Для решения ряда задач можно также рекомендовать специальные исполнительные элементы.

Этот блок, собирается по аналогичной схеме (рис. 112).

Рис. 112. Исполнительный элемент Мастер КИТ NK146

Внимание! При переходе от устройств с батарейным питанием к устройствам, которые питаются от электросети напряжением 220 В, строго соблюдайте правила электробезопасности при монтаже, наладке и эксплуатации.