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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Tres dispositivos por sistema operativo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante [se produjo un error al procesar esta directiva] Los diseños propuestos en este artículo demuestran opciones para construir circuitos con el uso activo de la capacidad de controlar el consumo de energía del microcircuito KR140UD1208. El microcircuito KR140UD1208 no puede dejar de atraer la atención de los radioaficionados con su pequeño tamaño (caja 2101.8-1), bajo consumo de corriente (de 25 a 170 μA), amplio rango de tensión de alimentación (de 2x1,5 a 2x18 V) y alta ganancia ( hasta 2 105). Hay protección de la etapa de salida contra sobrecarga [1]. El uso de un microcircuito en un convertidor de frecuencia ultrasónico, un amplificador de micrófono y un comparador se describe en [2]. Pero este microcircuito tiene otra propiedad única: la capacidad de regular el consumo de corriente a través de una salida especial. La mayoría de las veces, esta función se usa de forma pasiva. Simplemente seleccionan una resistencia de extinción de la condición Iupr = (Upit - 1.7 / Rupr, donde Iupr es la corriente en el circuito de control en una salida especial, mA; Upit es la tensión de alimentación, V; Rupr es la resistencia de la resistencia de extinción , kOhm, conectado entre la citada salida y la alimentación menos microcircuitos. Al manipular la corriente del circuito de control, es posible cambiar los parámetros operativos del microcircuito en un amplio rango. Pero debemos advertir de inmediato que, según las especificaciones técnicas, Iupr no debe ser superior a 200 μA, lo que significa que a una tensión de alimentación de 9 V, la resistencia Rupr no debe ser inferior a 41,5 kOhm. Indicador de batería baja Este dispositivo (Fig. 1) contiene una unidad para comparar el voltaje preestablecido con el voltaje real de la batería y una unidad de indicación (generador de sonido).
El generador de sonido está montado en un chip DA1 KR140UD1208. Las resistencias R1, R2 y R3 proporcionan polarización en la entrada no inversora (pin 3) en nuestro caso de un solo suministro. Los elementos C1, R4, R5 están incluidos en el circuito de retroalimentación, proporcionando generación. Desde la salida del microcircuito (pin 6), las oscilaciones de frecuencia del sonido se alimentan al emisor de sonido piezocerámico BF1. Pero el generador de sonido comienza a funcionar solo cuando la ganancia, que depende de la corriente consumida por el microcircuito, supera el umbral mínimo necesario para la autoexcitación. Si la entrada de control de consumo de corriente (pin 8) se cortocircuita a potencia negativa (pin 4) a través de las resistencias R6 y R7, el microcircuito genera vibraciones sonoras. Si el pin 8 está conectado a la alimentación positiva a través de la resistencia R6 (pin 7), el microcircuito se inhibe y su consumo de corriente es mínimo. La unidad de comparación de voltaje se ensambla en un transistor VT1, un diodo zener VD1 y resistencias R8 -R10. La resistencia R8 está instalada para cerrar de forma segura el transistor VT1. La resistencia R10 evita la sobrecarga y la falla del transistor VT1 durante el establecimiento. El condensador C2 atenúa varias captaciones en el circuito base. El dispositivo funciona así. A la EMF nominal de la batería, el voltaje tomado del divisor R9R10 es suficiente para romper el diodo zener y el transistor VT1 está abierto. Su unión emisor-colector a través de la resistencia R6 cierra la salida de control del microcircuito a potencia positiva. El emisor BF1 es silencioso. A pesar de que en el modo de espera, el transistor VT1 está constantemente abierto, el consumo de corriente del indicador es pequeño debido a la alta resistencia de la resistencia R7. En una cierta resistencia preestablecida R9, voltaje de la batería, la corriente a través del diodo zener VD1 disminuye notablemente y el transistor VT1 se cierra. La corriente consumida por el microcircuito aumenta y el generador de sonido se enciende, lo que indica una disminución en el voltaje de la batería. Configurar el indicador es fácil. Después de colocar el control deslizante de la resistencia R9 en la posición superior (según el diagrama), el indicador está conectado a la fuente de alimentación del laboratorio, mientras que el generador debería funcionar y el emisor BF1 debería sonar. Luego reduzca el voltaje de suministro al nivel de control requerido. Por ejemplo, si la batería de alimentación consta de seis baterías TsNK-0,45 y se sabe que la descarga de cada una de las celdas de la batería está permitida a un voltaje de al menos 1 V, entonces 6,5 V (con un margen) será el máximo nivel de voltaje en el que funcionará el indicador. Después de eso, el motor de la resistencia de sintonización R9 se establece en la posición cuando la indicación de sonido se detiene. Elevando el voltaje a 9 V y reduciéndolo gradualmente a 6,5 V, asegúrese de que el generador de sonido se encienda de manera oportuna. Repitiendo este procedimiento varias veces, se encuentra la posición exacta del control deslizante de la resistencia R9, en la que se activa la indicación en el límite de subtensión planificado. Al seleccionar el condensador C1, el generador de sonido se sintoniza a la frecuencia resonante del emisor piezocerámico. Debido al pequeño número de piezas, el pequeño tamaño de los elementos activos, el indicador se coloca fácilmente dentro de cualquier caja REA. Si el dispositivo está montado en una estación de radio de bolsillo de años anteriores de producción (Laspi, VIS-R), es mejor conectarlo no al terminal común del interruptor de encendido "RX" y "TX", sino al terminal "RX", ya que una disminución significativa de voltaje durante la operación de transmisión puede causar falsos positivos del indicador. Si el espacio lo permite, el indicador se enciende a través de un microinterruptor (MP-8, MP-9) directamente en el más de la batería para verificar su estado en cualquier momento. El nodo de comparación utiliza un transistor de germanio en miniatura obsoleto, que se asocia con una caída de voltaje más baja en comparación con los transistores de silicio. Está permitido usar otros transistores. Y además. Para reducir el volumen del dispositivo, es una buena idea reemplazar las resistencias R9 y R10 con dos constantes, seleccionándolas experimentalmente durante el ajuste. Si no hay necesidad de una indicación sonora del estado de la batería, sugiero otra opción, con una indicación luminosa. En este caso, el circuito se simplifica enormemente (Fig. 2). Aquí, el chip KR140UD1208 funciona como seguidor de voltaje de conmutación (o de desconexión). En otras palabras, su voltaje de salida es igual al de entrada, pero esta condición se cumple solo cuando el microcircuito está abierto para el paso de la señal. De lo contrario, el voltaje de salida es pequeño y corresponde al voltaje límite bajo. El nodo para comparar voltajes (estado de la batería) es similar al nodo discutido anteriormente. Para reducir el número total de partes, la etapa clave (transistor VT1) está conectada al mismo divisor de voltaje que la entrada no inversora del microcircuito (pin 3). Su entrada inversora (pin 2) está directamente conectada a la salida (pin 6).
El principio de funcionamiento del dispositivo es el siguiente. Con un voltaje de suministro normal del REA, la etapa clave en el transistor VT1 está abierta y cierra la salida de control 8 a través de la resistencia R2 a la potencia positiva. El microcircuito está cerrado y la salida (pin 6) está configurada en un voltaje cercano a cero. Tan pronto como el voltaje de la batería cae por debajo del umbral de apertura del diodo zener VD1, el transistor VT1 se cierra, el microcircuito entra en modo activo y el LED se enciende, lo que indica que la batería está baja. El umbral para el indicador se establece seleccionando la resistencia R3. Con los valores de los elementos indicados en el diagrama y al voltaje inicial de la batería de 9 V, el LED se enciende cuando el voltaje baja a 6,5 V. En modo de espera, ambos indicadores descritos consumen corriente no más de 0,1 mA. Esta corriente depende principalmente de la resistencia de la resistencia en el circuito colector del transistor VT1 (Fig. 1 - R7, Fig. 2 - R1). En el modo de indicación, la corriente sube a aproximadamente 1 mA. Indicador de campo eléctrico El indicador de campo eléctrico fue desarrollado como un medio adicional de protección personal para los cerrajeros involucrados en el mantenimiento y reparación de equipos eléctricos con un voltaje de operación de hasta 6000 V. Su propósito es advertir al electricista de manera oportuna sobre el acercamiento inadmisible a partes vivas de una instalación eléctrica que está energizada. El tamaño pequeño y el bajo consumo de energía en el modo de espera hacen que el indicador sea cómodo de llevar en el bolsillo del pecho del mono. El esquema del dispositivo se muestra en la fig. 3.
En este dispositivo, el chip KR140UD1208 funciona como comparador. Si tenemos en cuenta que el comparador es una especie de balanza que compara la carga propuesta (voltaje) con la de referencia, y la unidad de medida no es el kilogramo, sino el voltio, entonces el resultado de dicha comparación se expresará en dos estados: el voltaje de salida es mínimo, es decir, Uout \u0d U1, o máximo, es decir, Uout = U1 [XNUMX]. Para el microcircuito KR140UD1208, el primer estado se forma cuando el voltaje en la entrada inversora U2 es mayor que el voltaje en la entrada no inversora: U2 > U3, y luego Uout = U0. El segundo estado se obtiene cuando U2 < U3, en este caso Uout = U1. De acuerdo con este principio, se construye el indicador del campo eléctrico. El transistor de efecto de campo VT1 y la resistencia R1 forman un divisor de voltaje con resistencia controlada. La señal tomada de él mejora aún más el transistor VT2. Las resistencias R3 y R4 dividen la tensión de alimentación por la mitad, formando un "peso de referencia" con el que se compara la "carga", la tensión de la señal. En el estado inicial, la resistencia del canal fuente-drenaje del transistor VT1 es pequeña, ya que no hay señal en su puerta conectada a la "antena" WA1. El transistor VT2 está cerrado. El voltaje en el pin 2 del chip DA1 está cerca de Upit, lo que significa que es mayor que en el pin 3, donde es igual a Upit/2. Se observa la condición U2 > U3, bajo la cual Uout = U0, los transistores VT3 y VT4 están cerrados. Cuando el indicador se introduce en un campo eléctrico de suficiente intensidad, la resistencia del canal fuente-drenador del transistor de efecto de campo VT1 aumenta, ya que se cierra por el voltaje inducido detectado en la unión de la puerta p-n. El transistor VT2 se abre, reduciendo el voltaje en el pin 2 de DA1. En algún momento, el comparador cambia y el voltaje en su salida se acerca al voltaje de suministro. El transistor VT3 se abre, permitiendo el funcionamiento del generador de impulsos (VT3, VT4). La tasa de repetición del pulso depende de los valores del condensador C3 y la resistencia R8. Con los valores indicados en el diagrama, la frecuencia de pulso es de 2,5 ... 3 Hz. Con la misma frecuencia, el generador de sonido BF1 emite señales de alarma, confirmadas por destellos del LED HL1. Además de la resistencia R8, el condensador C6 está incluido en el circuito para controlar la corriente consumida del microcircuito (pin 2), y podemos decir que Rupr → ∞. De hecho, Rupr tiene un valor finito, que depende de la calidad del condensador C2. Pero esto es CC. Y en términos de la variable, Rupr también depende de la capacitancia de este capacitor. Tan pronto como el generador (VT3, VT4) comienza a funcionar, el primer pulso recarga el capacitor C2. La corriente resultante a través del circuito C2R6 es mucho mayor que la corriente de reposo y, como resultado, aumenta la potencia de salida del microcircuito. Dado que la constante de tiempo R8C3, que determina la frecuencia de encendido del generador, es mucho menor que la constante de tiempo R6C2 y el capacitor C2 no tiene tiempo para descargarse a su estado original, entonces siguen las señales de sonido y luz mientras el transistor VT2 está abierto. En el momento en que se retira el indicador del área del campo eléctrico, el comparador cambia. El condensador C2 se descarga a través de la cápsula BF1 y el LED HL1. El dispositivo entra en modo de espera. En este caso, la corriente de consumo se reduce a 60...70 μA. El dispositivo es bastante sensible. Con una "antena" hecha de lámina de fibra de vidrio con dimensiones de 55x33 mm (la pared frontal de la carcasa del indicador), "reconoce" al consumidor de electricidad (la lámpara encendida, el hervidor eléctrico) a una distancia de más de 0,5 m. En movimiento, el indicador reacciona a la electricidad estática. Moverse sobre moquetas de pelo sintético se dispara con casi cada paso. El indicador está ensamblado en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de lámina de doble cara con dimensiones de 42x30 mm. Junto con una batería V23GA (diámetro 10 mm, longitud 27 mm), se aloja en una caja de hojalata de 55x33x14 mm. La pared frontal de la carcasa está hecha del mismo material que la placa de circuito. La lámina en el exterior está conectada a la puerta del transistor VT1. En el exterior, con fines decorativos, la carcasa se pega con una película autoadhesiva de color. El transistor VT1 se puede reemplazar con KP103L o KP103K. Los transistores KT3102 y KT3107 pueden tener cualquier índice de letras. En el caso de utilizar transistores KT315 y KT361 (que también es aceptable), es necesario modificar el cableado de los conductores impresos. Condensador C1 - cerámico, con una capacidad de 0,068 a 0,68 microfaradios. El resto de condensadores son de óxido, de pequeño tamaño. LED HL1 es mejor usar un brillo rojo, cualquiera de la reserva del radioaficionado. Si el sonido es demasiado fuerte, para no sobrecargar la cápsula y el generador incorporado, es útil encender una resistencia de extinción con una resistencia de hasta 300 ohmios en serie con el LED (no se muestra en el diagrama) . Un indicador ensamblado sin errores a partir de piezas reparables no necesita ser ajustado. Si se establece el objetivo de minimizar la corriente en modo de reposo, se debe prestar especial atención a la selección del condensador C2 (para la corriente de fuga mínima). El indicador permanece operativo cuando el voltaje de la batería cae a 6 V. Literatura
Autor: V.Markov, pueblo de Tuloma, región de Murmansk.
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