Звуковая сирена 220V
Простая звуковая сирена от сети 220V.
Эта простая сирена обходится без микросхем и даже без транзисторов.
Для создания колебаний тока звуковой частоты в катушке динамика ГД1 сопротивлением 8 ом служит схема релаксационного генератора, собранная на динисторе VS1, конденсаторе C2 и резисторе R1. Релаксационный генератор создаёт несинусоидальный импульсный переменный ток. Резистор R1 в схеме включён последовательно с конденсатором C2, параллельно которому подключены последовательно соединённые динистор VS1 и динамик ГД1.
Принципиальная схема устройства:
Данная схема функционирует следующим образом. Конденсатор C2 постепенно заряжается через резистор R1, заряд на нём увеличивается, а, значит, увеличивается и напряжение на его обкладках, так как из курса физики известно, что напряжение на обкладках конденсатора прямо пропорционально заряду конденсатора и обратно пропорционально его ёмкости. Динистор является полупроводниковым прибором с тремя p-n переходами и в обычном состоянии не проводит электрический ток. Он открывается, то есть начинает проводить ток, при определённом напряжении, называемом пробивным. Напряжение на конденсаторе C2 увеличивается до тех пор, пока оно не становится равным пробивному напряжению для динистора VS1. После этого динистор VS1 отпирается, и конденсатор C2 резко разряжается через него и последовательно с ним соединённую обмотку динамика ГД1. По мере разряда напряжение на конденсаторе C2 падает и динистор VS1 запирается. Конденсатор C2 снова начинает заряжаться и цикл генерации колебаний повторяется.
Частота колебаний, создаваемых генератором, или тон звучания сирены, определяется по формуле:
f=1/(RC∙ln(U0/(U0-Uд))),
где R – сопротивление резистора R1, С – ёмкость конденсатора C2, U0 – напряжение питания релаксационного генератора, Uд – пробивное напряжение динистора.
В принципе, для настройки нужного тона звучания сирены можно менять все три ключевых для работы схемы параметра: ёмкость конденсатора C2, значение сопротивления резистора R1 и пробивное напряжение динистораVS1. Но для создания колебаний тока в обмотке динамика с мощностью, достаточной для формирования довольно громкого звука и в то же время безопасной для работоспособности динамика, значения ёмкости конденсатора C2 и пробивного напряжения динистора VS1 выберем определёнными и для настройки частоты колебаний соответственно изменять их не будем. В данном случае оптимальны следующие значения: ёмкость C2 будет 1 мкФ, пробивное напряжение динистора VS1 будет 56 вольт, которое соответствует динистору марки КН102Г. Таким образом, настройка необходимой частоты колебаний в рассматриваемой схеме может осуществляться с помощью подбора значения сопротивления резистора R1. В приведённой схеме используется резистор с сопротивлением 5,6 кОм с рассеиваемой мощностью 10 Вт. Для выбранного сопротивления резистора частота звучания звуковой сирены будет приблизительно равна 896 Гц (при напряжении 310 вольт после выпрямления двухполупериодным выпрямителем питающего сетевого напряжения в 220 вольт). Чем меньше сопротивление данного резистора, тем выше получается тон создаваемого в динамике звука, так как процесс заряда конденсатора C2 при меньшем сопротивлении R1 происходит быстрее и открывание динистора происходит чаще. Соответственно, чем выше сопротивление R1, тем тон звука ниже. Рассеиваемая мощность резистора R1 выбирается тем больше, чем ниже его сопротивление.
Питание схемы релаксационного генератора осуществляется постоянным током, который получается путём выпрямления переменного сетевого напряжения 220 вольт двухполупериодным выпрямителем на диодах VD1-VD4 марки Д226Б. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения служит электролитический конденсатор C1 ёмкостью 150 мкФ на 400 вольт. Таким образом, устройство включается напрямую в электрическую сеть напряжением 220 вольт и не требует понижающих силовых трансформаторов.
Литература:
1. Джонс М. Электроника – практический курс. – М.: Техносфера, 2006. – 512 с.
2. Гальперин М.В. Электроника и электротехника. – М.: Форум, 2009. – 480 с.
