Індикатор переміщення повітря (ІПВ) є пристроєм, який може виконувати різні функції:
- сигналізатора відкривання (закривання) кватирки, вікна, двері різким поривом вітру;
- сигналізатора наявності протягу;
- сигналізатора перевищення порогової швидкості повітря в закритих приміщеннях;
- сигналізатора наявності тяги у вентиляційній трубі.
Застосовувати ІПВ доцільно для дистанційного контролю переміщення повітря, тому датчик з платою і джерелом живлення можуть розташовуватися в одному приміщенні, а світлодіод-індикатор - де-небудь в іншому. Наприклад, щоб контролювати відсутність протягу в дитячій кімнаті, світлодіод можна винести в спальню батьків або на кухню. Гучний крик або плач дитини також включає світлодіод-індикатор, попереджаючи про виникнення "нештатну" ситуацію.
Пристрій можна вбудувати в нагрудний значок для підсвічування зображеного на ньому символу. На дискотеці або молодіжної "тусовки" такий значок буде ефектно "підморгувати" в такт музики.
ІПВ (рис.1) складається з мініатюрного мікрофона з вбудованим підсилювачем, компаратора, струмового ключа на польовому транзисторі і випромінювача - світлодіода високої яскравості. Мікрофона ВМ1 робочий режим задає підлаштування резистор R3. Компаратор зібраний на елементах R1...R3, DA1. Токовий ключ виконаний на транзисторі VT1. У ланцюг стоку VT1 послідовно з світлодіод HL1 включений токоограничительный резистор R5. Резистор R4 задає режим програмованого операційного підсилювача DA1.
При замиканні контактів тумблера SA1 напруга батареї GB1 надходить на ІПВ, і пристрій входить в економічний черговий режим. Дільник R1-R2, встановлює опорне напруга, близьке до 0,5 Uжив на інвертуючому вході (вивід 2) DA1. Резистор R3 і мікрофон ВМ1 утворюють другий дільник напруги, сигнал з середньої точки якою подається на неінвертуючий вхід (висновок 3) DA1. При появі повітряних потоків, що викликають шум у мікрофоні, на верхньому по схемі виведення ВМ1 з'являються сплески напруги позитивної полярності. І якщо амплітуда цих сплесків перевищує рівень опорної напруги (0.5 Uжив), на виході (вивід 6) DA1 з'являється напруга, близьке до напруги живлення. ОУ включений без резистора зворотного зв'язку, чим досягається максимальний коефіцієнт посилення, а сам ОУ виконує функцію компаратора, тобто він порівнює рівні напруги на входах і видає результат порівняння у вигляді імпульсів низької або високого рівня на виході.
Якщо напруга на прямому (неінвертуючому вході більше. ніж на інвертуючому, вихідна напруга ОУ прагне до+u піт. А якщо напруга на прямому вході менше, ніж на інвертуючому, на виході ОУ - потенціал загального проводу (у разі однополярного живлення). Максимальна вихідна напруга DA1 приблизно на 1 Менше, ніж Uжив Транзисторний ключ VT1 допускає Uзи<20 і не вимагає токоограничитепьного резистора в ланцюзі затвора. Під час імпульсів позитивної полярності відкривається перехід стік-витік VT1, і світлодіод HL1 яскраво світиться. Резистор R5 обмежує протікає в навантаженні струм до номінального струму світлодіода HL1 (20 мА).
Налаштування ІПВ полягає у встановленні напруги зсуву (+1,2...2) на виведення 3 DA1. Меншій напрузі відповідає менша чутливість ІПВ. При напрузі менше +1,2 В чутливість ІПВ різко падає.
Зібране без помилок і з справних елементів пристрій починає працювати відразу після налаштування. Уточнити величину робочого струму через світлодіод HL1 можна підбором R5. Для цього в ланцюг стоку включається міліамперметр, затвор VT1 тимчасово відключається від виходу DA1 і підключається до -Uжив Опір R5 змінюється так. щоб струм через HL1 не перевищував максимальний. При використанні невідомих світлодіодів можна користуватися правилом: струм до 10 мА є допустимим практично для будь-яких типів світлодіодів. Слід врахувати, що деякі суперъяркие світлодіоди мають більш високу в порівнянні з "традиційними* світлодіодами (АЛ307 тощо) робоча напруга (3...4).
В ІПВ застосовані резистори ОМЛТ, підлаштування резистор R3 - СПЗ-38а. Тумблер SA1 - MTS-102, особливо мініатюрний SMTS-102 або движковый, наприклад, від старого калькулятора. Заміна DA1 (при автономному живленні) іншими ОУ, крім К140УД12, недоцільна. Транзистор VT1 може бути замінений на КП501, КП504 з будь-якими буквеними індексами. Світлодіод HL1 білого кольору ARL-3214UWC (20cd. діаметр 3 мм) замінюється, наприклад, суперъярким зеленого кольору 10G4DHCBB20 (4 чіпа в одному корпусі, 3,8 Ст. 80 мА) або, в крайньому випадку, малопотужним з підвищеною яскравістю світіння, наприклад, смарагдовим TTL-500G3VC-2 (3.5 В, 20 мА) з вбудованою лінзою. Мікрофон ВМ1 - електретний, може бути замінений аналогічним, наприклад, особливо мініатюрним XF-18D (d=6 MM. h=3.8 мм).
ІПВ розміщений на друкованій платі з однобічного фольгованого склотекстоліти розмірами 34x12x1,5 мм. Креслення плати наведено на рис.2, а розташування елементів - на рис.3.
Діаметр отворів на друкованій платі під мікросхему - 0,7...0,8 мм під інші деталі - 0,8...1 мм, під з'єднувальні провідники - 1...1.2 мм. Плата ІПВ для зменшення розмірів не має кріпильних отворів і встановлюється в корпус на терті. Малюнок друкованих провідників можна перенести на мідну фольгу методом термопереносу (1] або перевести через копірку і обвести кислотостійким перманентним маркером “Centropen 2846 СЕ PERMANENT" тощо). а також маркером для підписування комп'ютерних CD-дисків,
Корпус ІПВ може бути саморобним. Його габарити визначаються, в основному, розмірами застосованих акумуляторів або батарей. Авторський варіант ІПВ розміщено в пластмасовій мильниці прямокутної форми розмірами 105x68x36 мм з наклеєною на неї і захищеною скотчем паперової фапьшпанепью (рис.4), роздрукованого на кольоровому принтері. Живиться ІПВ від "плоскої" батареї 3R12G або 3-4 акумуляторів Д-0.26 Д (діаметром 25 мм).
В залежності від призначення ІПВ. мікрофон ВМ1 встановлюється усередині корпусу або виводиться назовні через роз'єм. З'єднувальні дроти - неекрановані. довжиною до 0,5 м.
Література
Автор: А. Ознобихин, р. Іркутськ