Энергосберегающий сигнализатор

выполнили Кровопусков Максим, 6 кл,
Чуносов Иван, 7 кл,
2009-2010 учебный год,
руководитель Зайцев В.П.

Аннотация

Сигнализатор изготовлен на основе датчика температуры, которым служит транзистор МП41 с сопротивлением между выводами коллектора и эмиттера не менее 20 кОм.

Его можно использовать в целях экономии газа, электроэнергии, воды и регулирования отопления в квартирах и кабинетах.

Описание

В целях сбережения газа, воды, электричества и энергоносителей для отопления помещений можно изготовить прибор-сигнализатор, который будет подавать сигнал если вы забыли выключить газовую конфорку, не перекрыли воду в ванной и она набралась больше определенного уровня, также в том случае, когда температура в комнате или батареях системы отопления превышает определенные параметры.

Этот прибор собирается по схеме [Приложение 1]. Транзистор VT1 является датчиком температуры, VT2 и VT3 усилительный каскад, а транзисторы VT4 и VT5 – генератор звуковой частоты.

Если поместить датчик-транзистор на батарею отопления, над газовой плитой [Приложения 2] или ванну на определенный уровень, то при его нагревании сопротивление его участка коллектор-эмиттер будет падать, а значит, возрастать напряжение на переменном резисторе R1. Даже малейшее изменение напряжения R1 усилителя в сотни раз в усилительном каскаде. В результате падение напряжения на резисторе R1 достигнет такого значения, при котором включится генератор звуковой частоты, из динамической головки B1 раздастся звук. Тональность звука зависит от конденсатора С1 – чем больше его емкость, тем ниже частота.

Усилитель и генератор сигнализатора размещаем на плате из текстолита [Приложение 3]. Транзистор-датчик VT1 прикрепляем к пластине из текстолита 30х130 и коллектор с эмиттером соединяем шнуром с платой. Подбираем корпус для сигнализатора, закрепляем в нем переключатель, переменный резистор, динамическую головку, плату и батарею.

При подборе деталей сигнализатора надо учитывать следующее. Транзистор-датчик МП39-МП42 нужно обязательно проверить, чтобы сопротивление между эмиттером и коллектором было не менее 20 кОм. У нас VT1-МП41..VT2-высокочастотный П416А. Он тоже должен иметь высокое сопротивление между выводами коллектора и эмиттера, его тоже проверяем. VT3 любой серии МП39-МП42, сопротивление между выводами не играет роли. VT4-транзистор кремниевый п-р-п типа. Подойдет любой транзистор МП111-МП113. У нас МП113. Транзистор VT5 серии МП39-МП42 с коэффициентом усиления не менее 30. В нашем случае хорошо работает динамическая головка 0.25ГД. Постоянные резисторы МЛТ-0.25, переменный СП-1. Конденсатор МБМ можно другого типа.

Закончив сборку сигнализатора, приступаем к его наладке. Выводим сопротивление переменного резистора (замыкаем его) и замыкаем выводы коллектора и эмиттера транзистора VT3, из динамика раздается звук. Размыкаем выводы – звук исчезает. Подключаем к тем же выводам вольтметр, он показывает напряжение батарейки 4,5В, увеличивая сопротивление резистора мы видим, что напряжение падает, при 2В раздается звук. Против метки на ручке резистора ставим на корпусе точку. Изменяем сопротивление резистора и замечаем когда напряжение перестало увеличиваться. В этом положении ручки регулятора ставим на корпусе вторую точку. От первой до второй точки у нас получится порог срабатывания сигнализатора.

Устанавливаем переменным резистором напряжение 3,5В и подносим датчик с термометром к горящей свечке. Мы видим, как напряжение начинает падать, при температуре 800 С срабатывает сигнализатор, на корпусе ставим метку. Опускаем датчик в воду с температурой равной 200 С и при срабатывании прибора на корпусе отмечаем температуру. Затем кладем датчик на батарею отопления, мы видим, что он срабатывает при температуре 500 С. Проведя еще несколько замеров мы провели градуировку температурной шкалы срабатывания нашего сигнализатора. В результате испытаний мы догадались о двойной роли переменного резистора. Он устанавливает чувствительность сигнализатора к температуре и задержку подачи сигнала о бесцельно горящей свечке, льющейся воды и т.д. Звук сигнализатора пропадает, как только датчик охладится до определенной температуры.

Для продления срока службы батареи мы поставили контрольную лампу-светодиод. В данном сигнализаторе можно использовать несколько датчиков соединив параллельно выводы эмиттеров и выводы коллекторов.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Учебники, в том числе и по физике