При негерметичности системы водоснабжения в квартире или ее прорыве, а также наполнении сосуда водой, может произойти ее протечка или перелив. Чтобы своевременно обнаружить наступление такого случая нужно использовать устройство-сигнализатор.
Описание проекта
Создание конструкции и электрической схемы устройства для оповещения об уровне наполнения сосуда водой. Цель обучения заключается в получении знаний о работе транзистора, трансформатора и генератора, изучение физических процессов проводимости жидкостей, а также развитии конструкторских навыков при работе с технической документацией, инструментом, оборудованием и материалами.
Описание устройства
Устройство представляет собой конструкцию из генератора, динамика и электродов. Принцип его работы основан на том, что пока электроды датчика сухие, сопротивление между ними велико, ток базы транзистора отсутствует, и генератор не работает. При намокании электродов датчика сопротивление между ними уменьшается до 3–10 кОм, в результате чего на базу транзистора поступает отрицательное напряжение, и генератор начинает работать. Когда прибор не генерирует, он потребляет ток не более 30 мкА. Поэтому в нем выключателя питания может не быть.
Описание схемы
Схема детектора представляет собой однотранзисторный генератор колебаний звуковой частоты с маломощным динамиком на выводе рис. 1.
Посмотрим, из чего она состоит: R1 – резистор с сопротивлением 1–6,8 кОм, R2 – резистор с сопротивлением 2,7–3,6 кОм, С1 – конденсатор емкостью 10 мкФ х 10 В, рассчитанный на рабочее напряжение не ниже 6–10 В, VT1 – любой маломощный транзистор структуры p-n-p (МП39–МП42). G1 – батарея питания напряжением 9 В типа «Крона». SA1 – выключатель любой конструкции. Т1 – любой выходной трансформатор транзисторного радиоприемника (ТВКП – трансформатор выходной карманного приемника), от радиоточки (абонентского громкоговорителя) или самодельный. BA1 – любой динамик до 0,5 Вт сопротивлением 8 Ом, возможно от радиоточки.
Принцип работы схемы
Теперь вникнем в суть работы схемы. Пока нет питания схема не работает. Но стоит к ней подключить батарею, то плюсовой потенциал, попадая на базу транзистора, запирает его (приложение 1, рисунок 1).
Но если к разъему А и Б подключить резистор сопротивлением 10 кОм, имитирующий сопротивление воды, то на базу транзистора попадает минусовой потенциал и отпирает транзистор (приложение 1, рисунок 2).
Через открывшийся транзистор напряжение проходит на первичную обмотку трансформатора 1 (приложение 1, рисунок 3).
Появление тока в первичной обмотке вызывает аналогичный процесс во вторичной (приложение 1, рисунок 4).
А ток из нее попадает на динамик, что выражается его щелчком. В тоже время импульс положительной полярности со вторичной обмотки трансформатора через конденсатор C1 проходит на базу транзистора и запирает его на мгновение (приложение 1, рисунок 5).
И такой цикл повторяется вновь и вновь.
При достаточно частом повторении из динамика слышатся не отдельные щелчки, а сигнал звуковой частоты. Частота таких повторений определяется емкостью конденсатора C1 и сопротивлением резистора R2. А значит мы получили звуковой генератор, который может подать сигнал оповещения.
Чтобы смочь подать этот сигнал нужен чувствительный элемент – датчик. Он представляет два электрода, включенные в цепь базы транзистора. Они расположены рядом, но не касаются друг друга.
Приложение 1
Налаживание схемы
При налаживании генератора в цепь базы транзистора вместо электродов датчика надо включить резистор сопротивлением 12–15 кОм. Если генератор не работает, надо поменять местами концы первичной или вторичной обмоток трансформатора.
Изготовление трансформатора
В случае использования трансформатора от радиоточки (смотри историческую справку ниже) его следует переделать. Дело в том, что по проводам радиотрансляционной сети в квартиру приходило довольно высокое напряжение звуковой частоты в 30 В. Чтобы его понизить использовался трансформатор с большим количеством витков в первичной обмотке. В нашей же конструкции требуется всего 200 витков для первичной обмотки и 50 витков для вторичной. Для этого трансформатор разбирают и перематывают провода его первичной, а при необходимости, и вторичной обмотки путем уменьшения числа витков до требуемого количества.
Историческая справка. Раньше, более 50 лет назад, в дома проводились радиотрансляционные сети. Они представляли из себя два медных провода и подключались к установленным в квартирах розеткам для радиоприемников. Радио-розетки были похоже на обычные сетевые, но меньше их по размерам и выглядели как маленькие красные коробочки. В них включались абонентские громкоговорители – радиоточки. Это были устройства, как правило, с прямоугольным корпусом, внутри которого располагались: динамик, трансформатор и регулировочный резистор. Вращая его ручку можно было изменять уровень громкости звука. Динамик был подключен к вторичной обмотке трансформатора, а его первичная обмотка соединялась с вилкой. Она и включалась в радио-розетку.
🗣️ Задать вопрос по теме данной статьи можно в комментариях ниже 👇
-
Трансформатор создаёт положительную обратную связь (ПОС), чтобы из усилителя на одном транзисторе получился генератор. Он также развязывает нагрузку по постоянному току (то есть не дает постоянному току коллектора транзистора протекать через динамик). ↩