Клаус Шленциг, Вольфганг Штаммлер

САМОДЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА В БЫТУ

1. Электроника в быту

(введение)

Степень цивилизованности общества во многом определяется тем временем, которое оно предоставляет человеку для культур­ного досуга. Можно сократить продолжительность рабочего дня, но не подумать о быте — и тогда домашние дела «съедят» все свободное время.

Социалистическое государство стремится как можно полнее удовлетворять потребности народа. Создана широкая сеть пред­приятий бытового обслуживания. Кроме того, целая отрасль про­мышленности занята производством электрических и электрон­ных бытовых приборов и устройств, позволяющих облегчить руч­ной труд.

Когда есть свободное время, появляется возможность за­няться любимым делом. Для многих — это радиолюбительство. С одной стороны, радиолюбители, обладающие определенными знаниями и навыками, легче справляются с ремонтом приборов, с другой — сами создают новые устройства или усовершенствуют старые.

Следует особо подчеркнуть, что работа с электронными и электрическими приборами, а также вмешательство в их кон­струкцию, требуют знания техники безопасности. В электри­ческих приборах опасность создается не только напряжением сети, но и механическими передачами и нагревательными эле­ментами.

Поэтому человеку, делающему первые шаги в радиолюби­тельстве, нужно начинать с конструирования приборов с низко­вольтным питанием, осуществляемым через трансформатор от сети или от батареи. В несложных сигнальных устройствах уста­навливаются электромагниты и двигатели, работающие также от батарей. Их использование в домашнем хозяйстве (от элект­ронного дверного звонка до средств сигнализации, устанавли­ваемых на кухне, в подвале или детской комнате) имеет целый ряд преимуществ.

Некоторые устройства, описанные в этой книге, можно при­менить и в других областях, например для решения задач воспи­тания и обучения в школе, в армии, в общественных организациях.

Следует иметь в виду, что системы условных обозначений электронных деталей производства ГДР, ЧССР, НРБ, ПНР и ВНР, используемых авторами, не совпадают с аналогичными системами деталей советского производства. Поэтому в большинстве случаев требуется подбор конкретного типа того или иного полупроводникового прибора. В связи с этим по тексту книги и в при­ложении даются практические рекомендации по замене зарубежных деталей аналогичными отечественного производства, для каждой описываемой схемы в отдельности [Дополнения (мелким шрифтом) и приложение с согласия авторов написаны кандидатом технических наук В. А. Васильевым. — Прим. ред.].

2. Границы применения

ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ В БЫТУ

Многообразие вариантов применения электроники в быту ограничено обеспечением безопасности и целесообразностью использования какого-либо прибора.

Границы, связанные с безопасностью, строго определены и основаны на опыте работы с электроустройствами. Небрежное отношение подвергает опасности как самого владельца, так и окружающих. Качество электрических и электронных приборов, выпускаемых промышленностью, контролируется государственны­ми органами. Не каждый прибор пригоден для работы в любых условиях, тем более что в быту они могут встретиться в самых неблагоприятных сочетаниях. Например, сетевые радиоприемники в деревянном корпусе нельзя устанавливать в ванной комнате или в подвале, воздух в котором имеет большую влажность. Важ­но также правильное заземление приборов.

Но, к сожалению, многие начинают с конструирования имен­но сетевых бытовых приборов и устройств; в литературе при их описании не всегда можно найти необходимые сведения по обеспе­чению безопасности. Например, о трансформаторе прежде всего надо знать, на работу в каких условиях он рассчитан (обычно это сухое помещение). Кроме того, должна быть предусмотрена соответствующая защита и маркировка его выводов.

Нельзя забывать, что многие бытовые приборы должны пери­одически отключаться для охлаждения, что тоже важно иметь в виду.

К сожалению, невозможно рассказать обо всем, что необхо­димо знать об электросети, к тому же целью этой книги ни в коем случае не является поощрение работ с сетевыми устройствами. Выходом может явиться использование звонкового трансформа­тора, благодаря чему любители, особенно начинающие, могут работать, не контактируя с опасным напряжением 220 В. Трансфор­матор должен быть закрыт защитным кожухом из изоляционного материала, который может быть изготовлен в домашней мас­терской.

Энергетическая экономичность, обеспечивающая батарейное питание, достигается выбором соответствующих схемных решений.

Для реализации таких решений особенно многообещающими являются микросхемы на основе комплементарных МОП- или КМОП-структур. В некоторых случаях самые современные ре­шения не являются экономичными. Так, многие в принципе реализуемые устройства, например, на основе транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) схем, лучше все же выполнять на транзисторах, так как эти микросхемы отличаются большим потреблением энергии и требуют высокой стабильности напря­жения питания. Устройства, собранные на транзисторах (или другие аналогичные им, как правило, аналоговые схемы), зна­чительно менее прихотливы. Поэтому от слишком современных вариантов лучше отказываться. Критерием здесь всегда должен быть здравый смысл. Оптимальным является использование КМОП-микросхем, отличающихся малым расходом энергии при довольно широких колебаниях напряжения питания.

Если необходимо обеспечить световую или звуковую сигна­лизацию, собрать цифровой индикатор с приводом от электро­магнита или электродвигателя, источник питания всегда должен быть низковольтным. Следует напомнить некоторые правила работы с устройствами, питание которых осуществляется от электросети (например, с реостатными регуляторами накала ламп и т. п.):

1. Корпуса устройства с питанием от сети должны быть вы­полнены из электрически изолирующего материала, имеющего достаточную механическую прочность (например, из картона, по-ливинилхлорида, полиэфирной смолы и т. д.). Нельзя для этих целей использовать металл или другой электрически проводя­щий материал, даже если подключение производится защищенным проводом или корпус имеет заземление.

2. При сборке или ремонте не следует подключать устройство к сети. В случае ремонта перед снятием корпуса сетевую вилку необходимо вынуть из розетки.

3. Для подключения к сети необходимо использовать только стандартные провода и соединительные элементы. Ни в коем случае нельзя применять однополюсную вилку с пружинящим контактом (банановый штепсель) и подобные ей вилки!

4. На выходе из устройства шнур питания должен быть закреплен скобой для предотвращения растягивающих напря­жений.

5. Для защиты трансформатора от перегрузки при межвитко-вом замыкании, а также для защиты схемных элементов в первич­ной цепи следует предусмотреть предохранитель, рассчитанный на малый ток (например, 315 мА).

6. С проводами, по которым подается сетевое напряжение, не должны контактировать металлические детали, за которые берутся снаружи, и элементы низковольтных контуров прибора. Поэтому элементы схемы со стороны сети должны тщательно изолировать­ся. Особое внимание следует обращать на крепежные винты.