3.1. Транзисторный электротермометр
Красунцев Е. [8]
В качестве термочувствительного элемента в этом термометре применен германиевый транзистор, у которого увеличение температуры эмиттерного перехода приводит к уменьшению на нем падения напряжения. В результате изменяется ток базы, что сопровождается усиленным изменением коллекторного тока и падением напряжения на коллекторной нагрузке.
Принципиальная схема термометра приведена на рис. 9.
Рис. 9.Принципиальная схема транзисторного электротермометра
Температурный датчик выполнен из поливинилхлоридной трубки длиной около 2 м, на конце которой укреплен транзистор Т1, соединенный с прибором тремя проводами. Пределы измерения термометра устанавливаются переключателями П1 и П2, причем величина каждой позиции П1 составляет 1 °C, а П2 — 10 °C. Так, в нижнем по схеме положении обоих переключателей предел измерения равен 1 °C, а в верхнем — 50 °C.
С нагрузки коллектора Т1 напряжение поступает на один из входов дифференциального усилителя — на базу транзистора Т2. На второй вход — на базу транзистора T3 подается напряжение 0,75 В с делителя R18, R19. Разность между потенциалами коллекторов Т2 и T3 поступает через переключатель ПЗ (в левом положении по схеме) на вольтметр — микроамперметр с добавочным резистором. Питание подается на устройство с четырех последовательно соединенных батарей 3336 через двухступенчатый параметрический стабилизатор на стабилитронах Д1 и Д2. Напряжение батарей контролируется вольтметром при правом по схеме положении переключателя ПЗ.
При налаживании термометра с помощью переменного резистора R36 устанавливают ток стабилитронов в пределах 5–6 мА и измеряют напряжение батарей. В процессе эксплуатации по мере разряда батарей резистором R36 восстанавливают указанное напряжение. Балансировка дифференциального усилителя при налаживании (установка прибора на нуль шкалы) производится переменным резистором R22 при отключенной базе Т2 от коллектора Т1 и переменным резистором R32 при соединенных накоротко базах Т2 и ТЗ. Эти операции выполняют несколько раз подряд. Затем переменными резисторами R14 и R15 устанавливают границы диапазонов измеряемых температур.
Вместо транзистора П5Б можно использовать ГТ108А, а вместо П403-КТ361 Б.
3.2. Медицинский транзисторный термометр
Манзюк А. [9]
В схеме этого термометра (рис. 10) датчик температуры — термистор R1 включен в одно из плеч моста постоянного тока, в одну диагональ которого включен источник питания, а с другой диагонали напряжение разбаланса подается на входы дифференциального усилителя, собранного на транзисторах Т1 и Т2. Выходное напряжение между коллекторами этих транзисторов измеряется микроамперметром М24 с током полного отклонения 200 мкА.
Рис. 10.Схема и внешний вид термометра
При налаживании для получения пределов измерения температуры от 34 до 42 °C используется подбор сопротивления резистора R2 для сдвига всего диапазона и сопротивлений резисторов R5, R6 для расширения или сужения границ диапазона. Питание термометра осуществляется двумя сухими элементами 332, включение которых производится одним двухполюсным тумблером ВК1. Установка стрелки прибора на начальное деление шкалы производится переменным резистором R9 при разомкнутом выключателе ВК2. Точность измерения температуры не превышает ±0,05 °C, время, достаточное для измерения, — не более 5 с. Вместо транзисторов П16 можно использовать КТ361 с любым буквенным индексом.
Глава 4ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАМП ДНЕВНОГО СВЕТА
4.1. Питание лампы дневного света постоянным током
Коломейцев К. [10]
Используемые способы питания ламп дневного света постоянным током имеют некоторые недостатки. Так, для бесстартерного холодного зажигания требуется высокое напряжение порядка 700 В, а последовательное включение лампы накаливания, рассчитанной на 220 В, приводит к снижению экономичности.
Предлагается схема (рис. 11) с использованием мостового выпрямителя VD1 и лампы накаливания EL1, рассчитанной на номинальное напряжение 127 В, которая включена последовательно с лампой дневного света.
Рис. 11.Принципиальная схема светильника
В этой схеме диодный мост с конденсаторами С1 и С2 образуют схему удвоения напряжения. При включении выключателя SA1 первыми двумя полупериодами сетевого напряжения заряжаются конденсаторы, и к лампе EL2 прикладывается полное удвоенное напряжение, так как сопротивление холодной лампы накаливания достаточно мало. В результате лампа дневного света зажигается, а схема удвоения напряжения начинает работать как двухполупериодный выпрямитель с активной нагрузкой. Лампа накаливания гасит избыток напряжения и горит вполнакала.
4.2. ЛДС питается от батареи
Дмитриев А. [11]
Наличие унифицированного выходного строчного трансформатора ТВС — 110ЛА от телевизионного приемника черно-белого изображения позволяет собрать несложный преобразователь напряжения для питания лампы дневного света от батареи, состоящей из 4–6 элементов 373 (рис. 12).
Рис. 12.Схема питания ЛДС от батареи
Схема однотактного преобразователя содержит автогенератор с индуктивной связью. Напряжение положительной обратной связи поступает на базу транзистора с обмотки 2–3 трансформатора. В устройстве используется всего один транзистор, один резистор, один электролитический конденсатор и строчный трансформатор, который подвергается несложной переделке. Она состоит в удалении высоковольтной обмотки и панельки высоковольтного кенотрона.
4.3. Лампы дневного света горят долго
Банников В. [12]
Традиционная схема питания ламп дневного света (ЛДС) от сети содержит балластный дроссель, который ограничивает переменный ток через лампу во время ее горения, и стартер — неоновую лампу с размыкающимися от нагрева контактами. Эти контакты выполняют две функции: разрывают цепь нитей накала ламп, который служит для облегчения ионизации газа, и создают ЭДС самоиндукции дросселя, которой и поджигается лампа. В авторской статье приводятся технические характеристики существующих ЛДС и соответствующих им балластных дросселей, а также несколько схем включения ламп, свободных от некоторых недостатков традиционной схемы. Одна из таких схем показана на рис. 13.
Рис 13.Схема светильника с умножением напряжения
Схема представляет собой выпрямитель с умножением напряжения, состоящий из двух удвоителей: C1, VD1, VD3, СЗ и С2. VD2, VD4, С4. Суммарное выпрямленное напряжение на конденсаторах С3, С4 достигает 1100 В, и этого достаточно для ионизации паров ртути и зажигания лампы, после чего напряжение на этих конденсаторах падает примерно до 120 В, а конденсаторы С1 и С2 выполняют функцию балластных. Резистор R1 служит для ограничения тока лампы, падение напряжения на нем составляет примерно 25 В. Вместо него целесообразно использовать лампу накаливания, рассчитанную на напряжение 127 В, которая будет еле светиться и никогда не перегорит. Параметры элементов схемы для ЛДС разного типа приведены в табл. 1.
Здесь в качестве конденсаторов С1 и С2 должны быть взяты бумажные или металлобумажные типа МБГЧ с рабочим напряжением не менее 600 В, а С3 и С4 — слюдяные на 750 В. Лампы накаливания на напряжение 127 В, показанные в таблице в виде суммы, соединяются между собой параллельно.
Предлагаемое устройство не имеет недостатков традиционной схемы: гудение дросселя во время работы; наличие часто выходящих из строя стартеров; мелькания, связанные с прерывистым характером вспышек. Главное же — перегорание нитей накала. Устройство дает возможность использования ЛДС с перегоревшими нитями накала.
Глава 5СВЕТОАВТОМАТЫ
5.1. Универсальный автомат «Бегущий огонь»
Новиков А. [13]
Принципиальная схема универсального автомата приведена на рис. 14. Тактовая частота автомата, которой определяется скорость перемещения «огня», вырабатывается мультивибратором, собранным на элементах DD1.1 и DD1.2 с буферным эмиттерным повторителем на транзисторе VT1. Частоту можно изменять подбором сопротивлений резисторов R2, R3 или конденсаторов C1, С2. С эмиттерного повторителя сигнал поступает на вход шестиразрядного двоичного счетчика DD2.
Рис. 14.Схема основной части автомата
Переключателем SA1 выбирается коэффициент деления тактовой частоты, после которого импульсы подаются на вход регистра DD3.1, а с его выхода Q3 — на вход регистра DD3.2. Благодаря этому — каждый положительный перепад импульсов с выхода 1 счетчика сдвигает высокий уровень на выходах регистров, начиная с выхода Q0 до Q3 DD3.1 и далее с выхода Q0 до Q3 DD3.2. Так образуется зажигание светодиодов по 8 каналам, в каждом из которых используется ключ в виде составного транзистора.
В тактовом мультивибраторе вместо K133ЛA3 можно использовать микросхемы ТТЛ: К155ЛАЗ, К1533ЛАЗ, К1554ЛАЗ или КМОП: К176ЛА7, К561ЛА7, К564ЛА7. Назначение выводов у микросхем ТТЛ такое же, как у К133ЛАЗ. У микросхем КМОП входы элементов 1–2, 5–6, 8–9, 12–13. Соответствующие выходы — 3, 4, 10, 11. Питание основной части автомата производится от внешнего источника питания напряжением 9-12 В через электронный стабилизатор, собранный на интегральной микросхеме DA1. При использовании микросхем КМОП благодаря их малому потреблению можно вместо электронного стабилизатора напряжения КР142ЕН5А использовать параметрический стабилизатор на стабилитроне.
С помощью соединителя XI основная часть автомата подключается к соединителю Х2 гирлянды, фрагмент схемы которой показан на рис. 15.
Рис. 15.Принципиальная схема гирлянды
Питание транзисторных ключей и подключенных к ним светодиодов осуществляется от отдельного источника напряжением U1. Универсальность автомата заключается в том, что «бегущий огонь» может создаваться не только светодиодами, но и другими источниками света, например маломощными лампами накаливания, рассчитанными на напряжения 6,3, 13,5 или 26 В, а также последовательным соединением двух или нескольких светодиодов или ламп накаливания. Исходя из этого и выбирается напряжение U1.