В качестве датчика температуры предлагается использовать маломощный точечный германиевый полупроводниковый диод [1]. Импортный диод типа 1N34 может быть заменен отечественным диодом типа Д9.
К сожалению, указанные типы диодов уже устарели и давно сняты с производства, но ранее они были очень
распространены в практике и применялись как радиолюбителями, так и на производстве. Да и сейчас наверняка они имеются у многих радиолюбителей и на радио рынках.
В данной конструкции используется температурная зависимость падения напряжения на диоде с коэффициентом порядка 2 мВ на 1°C. Напряжение с контактов К1 SONDA подается на инвертирующий вход операционного усилителя IC3 типа СА3140 – рис. 1. Потенциал неинвертирующего входа этого ОУ выставляется при настройке схемы подстроечным сопротивлением Р1. Коэффициент усиления ОУ задается значением сопротивления Р2. Выходной сигнал операционного усилителя IC3 снимается с движка подстроечного сопротивления Р3 и подается на вход SIG (вывод 5) микросхемы индикации IC4 LM3915.
Кратко напомню, что: - вывод 9 (MODE) управляет режимом свечения светодиодов нагрузки микросхемы. При нулевом потенциале на этом выводе будет режим светящейся
“линии”, а при высоком потенциале на этом выводе режим светящейся “точки”. Последний и использует-
ся в описываемой схеме рис. 1; - микросхема LM3915 предназначена для индикации входного сигнала в логарифмическом масштабе в диапазоне входных сигналов 30 дБ. При этом включение светодиода LD2 (GREEN), подключаемого к выводу 18 этой микросхемы, соответствует -37 дБ нулевого уровня, LD1 (RED) соответствует -34 дБ, а нулевой потенциал на выводе 16 этой микросхемы будет при уровне –31 дБ на входе микросхемы;
- светодиоды включаются на выходы микросхемы LM3915 без балластных сопротивлений, поскольку в
самой микросхеме имеются стабилизаторы тока выхода;
- яркость свечения выходных светодиодов определяется значением номинала сопротивления Р4. Ток через светодиод нагрузки равен: I [mA] = 12,5 / RP4 [кОм]. В схеме рис. 1 минимальный ток светодиодов пример-
но равен 2…3 мА.
Учитывая то, что напряжение питания микросхем LM3915, впрочем, как и аналогичных LM3914, LM3916,
допускается от 3…5 В, можно в схеме ограничиться одним стабилизатором напряжения, например, исключить IC1. При этом лишь надо будет увеличить номинал резисторов R1, R2.
Следующей особенностью схемы рис. 1, на которую, к сожалению, не обращено внимание читателей
в публикации [1], являются требования к типу пьезоизлучателя, подключаемого к контактам колодки К3.
В случае превышения на входе микросхемы IC4 определенного уровня на выводе 16 этой микросхемы появляется низкий уровень. Это по замыслу авторов [1] приводит к насыщению транзистора Т1, что вполне логично,
но пьезоизлучатель, подключаемый к контактам колодки К3, может излучать звук только в том случае,
если пьезоизлучатель имеет в своем составе НЧ генератор.
Тип излучателя со встроенным генератором, который, естественно, не логично называть PIEZO, подключаемый к К3, должен быть рассчитан на используемое напряжение питания схемы. При питании схемы
от стабилизатора 7809 это может быть, например,
КРХ-1209А.
В каждой конструкции, как правило, всегда имеются места “приложения” творческой смекалки радиолюбителей. Так и в описанной схеме в качестве IC3
применена микросхема СА3140. Она имеет особенность – способна работать при напряжении питания 5 В.
В схеме [1] это было необходимо, но микросхема не
столь уж широко распространена в радиолюбительской практике и имеется в продаже только на крупных
радиорынках. Если всю схему запитывать от одного
стабилизатора на 9 В, то вполне логично использовать широко распространенные микросхемы ОУ, например, КР140УД708.
Следующим направлением дальнейшей модернизации вышеописанной схемы может быть повышение
наглядности превышения допустимой температуры.
Для этого можно включить в разрыв вывода 16 микросхемы IC4 светодиод. При этом к выводу 16 подклю-
чается катод этого LED и он будет светиться одновременно с отпиранием транзистора Т1.
Как было отмечено выше, в качестве излучателя предполагалось применить капсюль со встроенным НЧ
генератором. Если его приобретение проблематично,то надо будет использовать внешний генератор НЧ.
Схем таких генераторов очень много, но целесообразно постараться использовать простейший вариант. В
этом помогут современные “мигающие” светодиоды. Правда, частота миганий у них находится в пределах
0,8…1 Гц, но это в данном случае не столь уж и важно. Если есть желание без существенного усложнения
схемы и применения излучателя без встроенного генератора НЧ повысить частоту звуковой сигнализа-
ции термоиндикатора для аквариума, то можно воспользоваться схемными решениями на рис. 2 и рис. 3
настоящей статьи [2]. Подбирая емкость конденсатора С1 на этих схемах, можно регулировать частоту ми-
ганий светодиода.
И не забывайте, что пьезоизлучатели, как правило, должны шунтироваться резистором. Он обеспечит
протекание постоянного тока через ключевой элемент и разрядку конструктивной емкости пьезоизлучателя.
Где взять такой пьезоизлучатель для экспериментов? Попробуйте воспользоваться излучателем современных ручных часов. “Ломать” свои новые или работоспособные часы, конечно, не стоит. В настоящее время их очень много на стихийных рынках по бросовым ценам. Купите и экспериментируйте.
При изготовлении датчика температуры воды в аквариуме из маломощного диода надо предусмотреть
гидроизоляцию выводов этого диода. Для этого можно воспользоваться эпоксидным клеем, но стремитесь
герметизировать только места подпайки проводников к выводам диода. Сам же стеклянный корпус диода
(типа Д9) для уменьшения тепловой инерционности конструкции дополнительно не надо герметизировать
и изолировать. Если применить для соединительных проводников диода провод с фторопластовой изоляцией, то он “не боится” воды.
Литература
1. Teplotni sonda pro akvaria // Amaterske RADIO.-2009.-№6.-S.6, 7.
2. Микросхемы индикации, Е.Л.Яковлев // Радиокомпоненты.-2006.-№2.-С.25-29.
3. Микросхемы индикации, Е.Л.Яковлев // Радиокомпоненты.-2007.-№2.-С.26, 27.
4. Яковлев Е.Л., Зарубежные микросхемы широкого применения // Радиоаматор.-1995.-№6.-С.30.
5. Шустов М., Применение поликомпараторных микросхем в технике радиосвязи // Радиолюбитель.-1997.-