На рисунке 1 приведена схема простой двухтональной сирены предназначенной для питания от аккумуляторов напряжением 12 вольт, в частности от автомобильного.
Она содержит три автогенератора: переключающий на элементах DD1.1, DDI.2 (с частотой переключения 1Гц) и два звуковых -на элементах DD1.3, DD1.4 (f=1 кГц) – 1, на элементах DD2.2, DD2.3 (f=500 Гц) — 2. Чтобы звуковые генераторы работали поочередно, управляющие импульсы на второй звуковой генератор поданы с выхода переключающего генератора через инвертор DD2.1. В этом случае, пока напряжение на выходе элемента DD1.2 имеет высокий уровень, возбуждается автогенератор, собранный на элементах DD1.3, DD1.4. Когда же на выходе элемента DD1.2 присутствует низкий уровень, возбуждается автогенератор, реализованный на элементах DD2.2, DD2.3. Импульсы с выходов звуковых генераторов через элемент DD1.4, выполняющий операцию логического сложения, подаются на усилитель звуковой частоты (VT1), нагрузкой которого служит динамическая головка ВА1. Таким образом, динамическая головка ВА1 поочередно воспроизводит два тона 500 Гц и 1 кГц по 0,5 с каждый.
Так как микросхема К561ЛА7 имеет диапазон рабочих напряжений 5…15 вольт, то с помощью резистора R6, изменяя напряжение питания устройства, можно регулировать мощность звукового сигнала, подаваемую на звукоизлучающую головку ВА1. Номинал этого резистора для других напряжений (на схеме указан номинал резистора для напряжения на выходе микросхемы КРЕН8А – 9 вольт) можно рассчитать по формуле 1) на рис.1. Хотя транзистор VT1 работает в ключевом режиме, ему все равно потребуется радиатор, т.к. мощность подводимая к излучателю ВА1, при напряжении питания более 10 вольт, может намного превышать 10Вт, эта мощность во многом зависит и от сопротивления излучателя. Если в качестве нагрузки будет применен излучатель с большим внутренним сопротивлением, то его необходимо включить в коллекторную цепь транзистора.
Микросхема стабилизатора тоже установлена на небольшой радиатор, хотя при больших мощностях звукового сигнала, габариты радиаторов надо будет увеличить, адаптировать при этом и топологию проводников печатной платы, которую можно вместе со схемой скачать здесь.
При подключении схемы к аккумулятору будьте внимательны. Переполюсовка неизбежно приведет к мору микрух. У нас на работе бытовал термин, я извиняюсь – защита ЗОД – защита от дурака (не примите на свой счет), которая состояла: или из последовательно прямовключенного диода (рассчитанного на соответствующий потребляемый ток), или диода включенного параллельно входным клеммам питания устройства, через предохранитель. В первом случае, на диоде будет выделяться бесполезная мощность, а во втором – придется каждый раз, когда вы окажитесь … — менять предохранитель. ШУТКА.
Звуковая сирена используется в разных местах и для самых разнообразных целей для оповещения о чем-то. Её возможно приспособить к какой-то охранной системе, встроить в игрушку, взять в качестве звонка для двери или еще как-нибудь. Собрав эту несложную однотонную сирену, мы получим громкий и неприятный звук, как раз для того чтобы быстро отреагировать на уведомление.
Несложная принципиальная схема сирены с небольшим количеством деталей ждет вас на рисунке выше. Условно принципиальную схему можно разделить на две части: мультивибратор - усилитель низкой частоты. Мультивибратор занимается тем что генерирует сигнал определенной частоты, а усилитель, в свою очередь, усиливает его. В итоге, получается громкий звук с колебаниями около 2000 Гц.
Мультивибратор у нас генерирует импульсы посредством быстрого открытия/закрытия транзисторов BC547. Частота, в главной мере, связана со значениями ёмкости конденсаторов и частично от базовых резисторов и самих транзисторов. В схеме стандартная ёмкость C1 и C2 = 10 нФ и 22 нФ, при вариации этих номиналов правится и тональность электрической сирены. Получать можно с коллектора любого из транзисторов (VT1/VT2). В данном приборе сигнал идет через резистор далее на каскад УНЧ. Усилитель базируется на двух весьма распространенных биполярных транзисторах BC547 и BD137.
Вот некоторые вычислительные параметры мультивибратора. Частота примерно 959,442 Гц (мультиметр показывает на коллекторе сделанного генератора 1-1,1 кГц), скважность S=1,45, период T=0,000104. Сии сведения могут отличаться в зависимости от применяемых транзисторов, других отклонений в характеристиках радиодеталей... На частоту звучания влияет практически все. Ток, который берет от источника питания схемы может доходить до 0,5 Ампер, при 12 Вольтах.
Схемка и плата в Протеусе (файл ISIS
и ARES
):
(скачиваний: 212)
Трехмерная плата в 3DS
:
(скачиваний: 127)
Транзистор структуры NPN из усилителя низкой частоты будет нагреваться при активизации сирены, так что его ставим на теплоотвод, у меня используется мощный и большой C5803.
Теперь про замену некоторых деталей. Тут можно много чего заменить, например, транзисторы в гене берем практически любые (нпн) КТ315, BC548 и КТ3102 – все они будут отлично работать. Аналогом BC327 в этой схеме будет BC558/BC557/КТ3107. BD139 заменяется вообще любим такой же мощностью или больше. Ёмкость конденсаторов будут изменять частоту, тут также выбор велик, экспериментируя подбираем предпочтительный звук. Резисторы могут немного меняться, но помним, что в первой части схемы должно сопротивление R1 и R4 должно быть меньше чем R2, R4.
Воспроизводим звук сирены на любой динамик, который есть, R катушки равно 8-25 Ом. Я пробовал с самыми различными и от радиоприёмника, и от домашнего стационарного телефона. Также попробуйте испытать в качестве излучателя звука пьезоэлемент, к нему обязательно крепим резонатор (можно использовать корпус).
Сильно тихая сирена? Не проблема! Берем готовый УНЧ, к примеру, какую-то тдашку (the digital audio). Их разнообразие поражает, от небольших микросхем в DIP-8 на 1 Ватт, до больших с силой более 100 Ватт. Я бы посоветовал взять что-нибудь средненькое, TDA2003 (до 10W) или TDA2030 (до 18 Ватт). Не забываем смотреть какое питание нужно для того или иного "умощнителя" звука звука.
Внешний вид собранной навесным монтажом сирены:
Питание от 6 до 12 Вольт (с большим тоже отлично функционирует). Мощность на выходе до пяти Ватт. При применении аккумуляторов/батареек получаем автономную сирену, которая сможет работать без сетевого напряжения. Если же давать питание от 220V, то тут берем готовый БП или переделываем зарядку для телефона путем замены стабилитрона на нужное напряжение.
Демонстрация сирены, видео:
состоит из двух генераторов прямоугольных импульсов. Первый генератор собран на элементах DD1.1 и DD1.2. Он генерирует импульсы фиксированной частоты следования (около 0,5 Гц), которая определяется номиналами деталей C1R2. Резистор R1 защищает входы элемента DD1.1 от перегрузки.
К выходу первого генератора подключена интегрирующая цепь R3R4C2, которая формирует пилообразное напряжение, управляющее частотой второго генератора. От номиналов деталей этой цепи зависят скорость нарастания и спада частоты сирены, а от соотношения сопротивлений резисторов R3 и R4 - пределы ее изменения.
Второй генератор - генератор тона сирены. Он выполнен на элементах DD1.3 и DD1.4 по схеме симметричного мультивибратора. Частота следования импульсов генератора и их длительность зависят от номиналов резисторов R5, R6 и конденсаторов СЗ, С4.
Ко второму генератору подключены эмиттерные повторители на транзисторах VT1-VT4. Такое необычное соединение транзисторов напоминает две мостовые схемы, на одни диагонали которых поступает входной сигнал, а к другим подключена динамическая головка ВА1. Подобный каскад позволяет вчетверо увеличить выходную мощность сирены по сравнению с обычным усилителем мощности на эмиттерных повторителях и подключить динамическую головку без оксидного переходного конденсатора.
Рис.1 Схема электронной сирены
В устройстве использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КМ-6 (C1), К53-1 (С2), КМ-5 (СЗ, С4). Транзисторы могут быть любые другие из указанных на схеме серий. Вместо микросхемы К176ЛА7 подойдет К176ЛЕ5, К561ЛА7, К561ЛЕ5 без каких-либо изменений деталей и печатной платы. Под указанные детали и разработана печатная плата, чертеж которой приведен на рис. 2.
Плату размещают в корпусе собираемой игрушки и соединяют с ней гибкими монтажными проводниками выключатель SAI, источник питания (например батарею 3336) и динамическую головку ВА1 (мощностью 0,1-0,5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 6-10 Ом).
 |
 |
Прежде чем налаживать устройство, временно отключают динамическую головку. Затем подают на сирену питание и проверяют осциллографом работу первого генератора - на выводе 4 элемента DD1.2 должны быть прямоугольные импульсы. После этого наблюдают сигнал (размахом не менее 2 В) пилообразной формы на конденсаторе С2. Далее убеждаются в том, что на выводах 10 и 11 микросхемы есть прямоугольные импульсы, частота следования которых периодически (с частотой примерно 0,5 Гц) изменяется. Такой же сигнал должен быть и на эмиттерах всех транзисторов. Вот теперь можно подключить динамическую головку и использовать сирену по назначению.
Рис.3 Выходной каскад
Если вам понадобится более мощная сирена, соберите дополнительную приставку (рис. 3) и подключите ее вместо динамической головки. А к выходу приставки подключите головку ВА1 соответствующей мощности (можно излучатель от мегафона). Саму сирену, как и прежде, питают от батареи 3336, а приставку - от мощного источника (например от аккумулятора) напряжением 10... 13 В. Транзисторы приставки необходимо установить на радиаторы, площадь которых зависит от требуемой выходной мощности приставки.
В. Корецкий г. Москва
Простая схема двухтональной сирены.
Данная схема двухтональной сирены проста, легко повторяема, и может быть применена для подачи звуковых сигналов от какой-либо охранной системы автомобиля. Реализована она на элементах отечественного производства, и не содержит никаких дефицитов. Принципиальная схема устройства показана на рисунке ниже:
Схема построена на одной логической микросхеме К561ЛА7. Третий и четвертый элементы образуют симметричный мультивибратор, с выхода которого сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на высокочастотную головку. Головку можно использовать с сопротивлением 2…8 Ом. Частота генерируемого сигнала зависит от номиналов С4, R3 и С3, R4, при этом желательно чтобы номинал R3 был равен номиналу R4. При указанных на схеме номиналах этих элементов частота генерации составит примерно 900 Гц.
На первых двух элементах микросхемы так же собран мультивибратор, его частота 2 Гц. Таким образом, при наличии логической единицы на его выходе (ножка 4 микросхемы) второй мультивибратор будет вырабатывать сигнал частотой 900 Гц. При логическом нуле на 4 ноге микросхемы частота генерации увеличится примерно до 1100…1200 Гц. В крайнем случае, если вам не понравится тональность звучания сирены, поиграйте с номиналами вышеуказанных элементов второго мультивибратора (который на 900 Гц). Частота первого мультивибратора зависит от номиналов С1 и R1.
Напряжение питания этой схемы ограничено предельно допустимыми параметрами микросхемы, и, согласно технических характеристик на К561ЛА7, может быть в пределах от 5 до 15 Вольт, но при этом имейте ввиду, что при уменьшении напряжения питания громкость сирены тоже будет уменьшаться. При напряжении питания схемы 12 Вольт, громкость должна быть не меньше, чем у штатного, например, Жигулевского, автомобильного сигнала. Ток потребления устройства во включенном состоянии составляет порядка 0,5 Ампера.
На всякий случай приводим расположение выводов микросхемы К561ЛА7. Рисунок ниже:
Наладка схемы “Двухтональная сирена”.
Как мы уже написали выше, частота основного мультивибратора задается резисторами R3 и R4, и если будете упражняться с их номиналами, откиньте одну ножку диода VD1, произведите подбор. Затем параллельно R3 подключите резистор R2, номиналом которого подберите желаемую частоту высокого тона звучания сирены. Впаяйте ножку диода VD1 на место. Изменением номинала резистора R1 можно подобрать желаемую частоту смены высокого и низкого тонов сирены. Вот, в принципе, и вся настройка. В остальном ничего больше настраивать не нужно, и если ничего при сборке не накосячили, заработает сразу. Желаем успехов в повторении.
Представляю конструкцию несложного звукового генератора, который может быть использован в качестве сирены для охранных устройств автомобиля. Схема вырабатывает звуковой сигнал, который очень схож со звуком милицейской сирены, конструкция довольно проста и реализована на доступных компонентах. Ниже рассмотрим основные параметры звуковой сирены.
Номинальное напряжение питания: 12,0 В.
Максимальная выходная мощность: 15 Вт.
Номинальное сопротивление нагрузки: 8…32 Ом.
Максимальный ток нагрузки, не более: 1,5 А.
Минимальное напряжение питания, не менее: 9,0 В.
Схема сирены реализована на двух симметричных мультивибраторах, для максимальной доступности. Первый мультивибратор управляет частотой второго мультивибратора, рабочие частоты мультивибраторов определяются из номиналов (R2, R3, C1, C2 и R8, R9, C4, C5, чем больше емкость конденсаторов и менше сопротивление резисторов, тем ниже частота работы мультивибраторов.
Для более точного расчета симметричных мультивибраторов, можете воспользоваться специальными программами.
Сигнал от второго мультивибратора поступает на базу мощного биполярного транзистора. Для большого усиления следует использовать транзисторы по схеме Дарлингтона (составные транзисторы). Для этих целей отлично подходит наш КТ829 или более мощный - КТ827, можно использовать и зарубежные аналоги.
