Использование звукового сопровождения с датчиками

С появлением мигающих светодиодов в радиотехнике произошла настоящая революция. Такие приборы (по внешнему виду они ничем не отличаются от классического AЛ307 в пластмассовом корпусе) можно применять не только по прямому назначению (в виде светового индикатора — маячка), но и в качестве датчика-прерывателя сигналов звуковой частоты. В устройствах световой и звуковой индикации однотонный звук часто утомляет. Между тем, изменить ситуацию к лучшему несложно и под силу даже начинающему радиолюбителю, который, в данном случае, становится «дирижером» звуковой сигнализации.

Если подключить мигающий светодиод L-816BRCS-B, как показано на рис. 2.140, последовательно с пьезоэлектрическим излучателем FMQ-2015B (НА1 — рис. 2.14, рис. 2.15) через ограничивающий резистор R1 с сопротивлением постоянному току 10—20 кОм, получится совершенно другой звуковой эффект, чем в случае подачи питания 5—12 В непосредственно на капсюль НА1 (рис. 2.16).

Рис. 2.14. Первый вариант включения пьезоэлектрических капсюлей и светодиодов

Рис. 2.15. Второй вариант включения пьезоэлектрических капсюлей и светодиодов

Рис. 2.16. Третий вариант включения пьезоэлектрических капсюлей и светодиодов

В каждой схеме (рис. 2.14, 2.15) в качестве датчика применен мигающий светодиод. В классическом (рис. 2.16) включении капсюль генерирует и излучает однотональный- звуковой сигнал частотой 1600 Гц. Если использовать схему, показанную на рис. 2.14, то звуковой сигнал будет напоминать сирену с чередованием базовой звуковой частоты (1600 Гц) и частоты 1100 Гц. Период изменения частоты соответствует вспышкам светодиода HL1 и составляет при напряжении питания 12 В примерно 1,2 с.

При понижении стабилизированного напряжения питания до 5 В период переключений частоты изменяется до 1,8 с, а сами границы частоты также изменяются: нижний предел — 800—850 Гц, верхний — 1—1,05 кГц. В этом варианте включения светодиод HL1 слабо вспыхивает. Тональность (частота) излучаемого звукового сигнала изменяется и в зависимости от сопротивлений ограничивающего резистора R1.

Так, при сопротивлении ограничивающего резистора более 33 кОм звуковой эффект меняется — получается прерывистый звуковой сигнал частотой примерно 1500 Гц. Этот эффект поможет наиболее ярко привлекать внимание звуком в случае необходимости, например выходе за определенные штатные рамки контролируемых электрических параметров любой сложности.

Второй вариант подключения мигающего светодиода показан на рис. 2.15. Это параллельное включение светодиода относительно звукового пьезоэлектрического капсюля НА1. Сопротивление ограничительного резистора R1 в пределах 0,62—10 кОм при напряжении питания 5 В. Звуковой эффект в эксперименте представляет собой периодическое изменение частоты рт 1,6 кГц до 1,1 кГц, с периодом изменения, равным 1 с. Светодиод почти не светится. Звуковой эффект напоминает пожарную сирену со звуками «вау-вау».

Затраты на повторение схем невелики и, в основном, определяются стоимостью звукового капсюля, ограничительного резистора и светодиода (они в сумме составляют не более 30 руб). Кроме указанного на схеме пьезоэлектрического капсюля НА1, можно применять любой другой с аналогичными электрическими параметрами для работы от источника постоянного напряжения 2—30 В (например FMQ2715, FMQ2724).

Необходимо лишь соблюдать полярность включения капсюля (как правило, положительный вывод на корпусе капсюля обозначен знаком «+») и различать между собой пьезоэлектрические «активные» капсюли-генераторы колебаний звуковой частоты и «пассивные» пьезоэлектрические капсюли (например ЗП-ЗЗ-З), к которым необходимо отдельное устройство — генератор колебаний.

Внешне их легко отличить друг от друга по второстепенному признаку— для «пассивного капсюля» нет необходимости в правильном полярном включении (не показаны полюса на корпусе). По электрическим характеристикам «активные» капсюли отличаются друг от друга напряжением питания, током потребления, резонансной частотой пьезоэлектрического излучателя, что определяет его громкость. Незначительные отличия между «активными» капсюлями имеются и по ширине диапазона воспроизводимых частот.

Отличить пассивные капсюли от активных можно и визуально. Последние содержат в себе внутренний генератор, поэтому их корпус в современном исполнении заметно толще, чем у пассивных излучателей, которые обладают плоскими (высота 1—3 мм) внешними параметрами. В случае выбора конкретного прибора для своих разработок рекомендуются обращать внимание на маркировку:. она нанесена вдоль корпуса. За максимально допустимое напряжение, на которое рассчитан капсюль, отвечают последние две цифры маркировки. Так, например, в вышеприведенных примерах видно, что капсюль 1212FXP рассчитан на напряжение до 12 В включительно, а капсюль с маркировкой 1205FXP предполагается использовать только до 5 В. Соответственно приборы FMQ2715, FMQ2015B, FMQ2724 рассчитаны на максимальное напряжение 15 В и 24 В. Все указанные примеры активных капсюлей рассчитаны на использование в цепях только постоянного тока.

Звуковой эффект рекомендуемой приставки выгодно отличается от стандартного монотонного, что открывает простор для творчества: при использовании различных капсюлей и подборе номиналов ограничительных резисторов нетрудно получить сигнал любого вида — от прерывистого до «плавающей» частоты.

Громкость звукового сигнала определяется параметрами капсюля НА1 и его резонансной частотой.

О деталях. Резистор R1 —любой постоянный, например типа ОМЛТ-0,25 (импортный аналог MF-25). Источник питания должен обеспечивать стабилизированное напряжение с коэффициентом стабилизации не менее 100.

Кроме указанного типа светодиода, в данном эксперименте принимали участия аналогичные по электрическим характеристикам приборы L-36B, L-56B, L458B, L-769BGR, L-56DGD, TLBR5410, L-36BSRD, L-297-F, L517hD-F. В качестве излучающих звук пьезоэлектрических элементов участвовали (кроме указанных на схеме) приборы 1205-FXP, FMQ-2724.

Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.