Схема. Беспроводной сигнализатор минимально допустимой температуры

    О применении радиозвонка для передачи различной информации журнал «Радио» уже рассказывал. После несложной доработки и введения соответствующего дополнительного узла его можно приспособить для охраны различных объектов [1, 2], включения аппаратуры с сетевым питанием [3, 4] или использовать в качестве сигнализатора [5]. В последнем случае кнопка радиозвонка, в которой размещён передатчик, доработана так, что к ней можно подключать датчики различного назначения. Ниже описан вариант датчика температуры, который совместно с радиозвонком образует беспроводной сигнализатор недопустимого снижения температуры. Он может пригодиться, например, для контроля температуры на балконе с целью защиты овощей или других продуктов питания от замерзания. Об устройстве радиозвонка можно прочитать в [5].

      Схема датчика температуры показана на рис. 1. Он состоит из собственно датчика — транзистора VT1, компаратора напряжения на ОУ DA1.1 и генератора прямоугольных импульсов на ОУ DA1.2. Питается устройство от встроенной в кнопку радиозвонка батареи GB1 типоразмера 23А. Для минимизации нагрузки на неё применена микросхема OP293S, содержащая два микромощных ОУ с общим потребляемым током не более 60 мкА. Датчик подключают к кнопке с помощью разъёма, состоящего из смонтированной в ней розетки XS1 и установленной на плате датчика вилки ХР1. Передатчик включается при нажатии на кнопку SB1 или при появлении на выходе ОУ DA1.2 напряжения, близкого к напряжению питания.

      Элементом, воспринимающим изменение температуры окружающей среды, в данном случае является коллекторный переход германиевого транзистора, включённый в обратном направлении. Как известно, зависимость обратного тока германиевого р-n перехода от температуры меньше, чем кремниевого, однако по сравнению с последним он на порядок больше, поэтому обнаружить его изменение значительно проще.

      Пока температура выше установленного порога, напряжение на инвертирующем входе (вывод 2) ОУ DA1.1 больше, чем на неинвертирующем (вывод 3), поэтому напряжение на его выходе (вывод 1) мало, генератор импульсов на ОУ DA1.2 не работает и напряжение на его выходе (вывод 7) близко к нулю. Питание на передатчик в кнопке не поступает, поэтому он не работает. С понижением температуры обратный ток коллектора транзистора VT1 и вызванное им падение напряжения на резисторе R3 уменьшаются, а напряжение на неинвертирующем входе (вывод 3) ОУ DA1.1 растёт. В момент, когда оно становится больше, чем на инвертирующем входе (вывод 2), компаратор переключается, на его выходе (вывод 1) появляется напряжение, близкое к напряжению питания, и генератор импульсов на ОУ DA1.2 начинает работать.

      Генератор формирует импульсы длительностью в долю секунды с периодом следования 10…15 с (скважность — около 30, зависит от соотношения значений сопротивления резисторов R8 и R10). Появление напряжения на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 эквивалентно нажатию на кнопку SB1, поэтому передатчик включается, его сигнал принимается базовым блоком радиозвонка и он подаёт соответствующий кнопке звуковой сигнал. Выходного тока ОУ DA1.2 (до 8 мА) вполне достаточно для питания передатчика. Он периодически включается, поэтому звуковой сигнал повторяется. Для более чёткого переключения компаратора введена положительная обратная связь через резистор R4. Конденсатор С2 уменьшает влияние помех и наводок.

      Устройство собирают на печатной плате (рис. 2) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм, рассчитанной на применение элементов для поверхностного монтажа. Постоянные резисторы — РН1-12 типоразмера 1206, подстроечный — 3303W фирмы Bourns, конденсаторы С1, СЗ — танталовые типоразмера В, С2 — керамический типоразмера 0805. Указанный на схеме транзистор ГТ309В заменим любым другим из серий ГТ309 и ГТ322.
В качестве вилки ХР1 можно использовать фрагмент разъёма серии PLS, а розетки XS1 — разъёма PBS. Вилку устанавливают на плате со стороны, противоположной остальным деталям, а розетку — на корпусе кнопки-передатчика, как описано в [5]. Вид смонтированной платы показан на рис. 3, а устройства в сборе — на рис. 4.

      Приобретая беспроводной дверной звонок, предпочтение рекомендуется отдать модели, в комплект которой входят несколько кнопок, причём для каждой предусмотрена «своя» мелодия. Это позволит различать сигналы и применить такой звонок и по прямому назначению.
Налаживание сводится к установке подстроечным резистором R1 порога переключения компаратора при заданной температуре. Предварительно следует убедиться, что при комнатной температуре напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA1.1 не выходит за пределы 5,5…6 В (возможно, придётся подобрать резистор R3 или транзистор). Для защиты от пыли и влаги кнопку-передатчик с описанным датчиком желательно поместить в герметичный разъёмный пластмассовый корпус.

ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Охранное устройство на базе радиозвонка. — Радио, 2007. № 9. с. 59: 60.
2. Нечаев И. Охранное устройство на
базе беспроводного звонка. — Радио, 2011. №9, с. 53, 54.
3. Кашкаров А. Управление бытовым прибором с помощью радиозвонка. — Радио. 2005, №2, с. 12.
4. Нечаев И. Дистанционный выключатель питания. — Радио, 2011, № 7, с 42. 43.
5. Нечаев И. Сигнализатор протечки на базе радиозвонка. — Радио, 2011, № 3, с. 53, 54.

И. АЛЕКСАНДРОВ, г. Москва
«Радио» №11 2012г.