Юный техник, 2000 № 12 - [25]
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.
П. ЮРЬЕВ
ДАВНЫМ-ДАВНО
Во время Второй мировой войны Гитлер всерьез полагал, что бомбовый удар по крупнейшим городам Америки приведет к огромным жертвам и заставит ее выйти из войны. Нанести этот сокрушительный удар планировали с помощью А9/А10 — двухступенчатой межконтинентальной ракеты. Стартовая ступень А9 весом 69 т должна была развивать скорость 1180 м/с и на высоте 24 км отделить крылатую ракету А10 весом 16,2 т, которая за счет своего двигателя, как планировали, наберет скорость 2780 м/с и поднимется на высоту 160 км. Дальнейший полет должен был идти по баллистической траектории практически в пустоте. По мере снижения в плотных слоях воздуха аппарату предстояло задействовать крылья. Их подъемная сила позволяла ракете подскочить на высоту 50 — 100 км, некоторое время двигаться подобно снаряду, снова снизиться, взлететь выше, и так несколько раз.
