Radioelektronik Audio-HiFi-Video 10/2001

Przedstawiony

sygnalizator mo¿e

zainteresowaæ

tych kierowców,

którzy chc¹ ostrzegac

o manewrze

cofania.

K

ierowca cofaj¹c samochód ma

bardzo ograniczon¹ widocznoœæ

do ty³u i mo¿e np. nie widzieæ

przechodnia znajduj¹cego siê

tu¿ za pojazdem. Dlatego warto zainstalo-

waæ z ty³u samochodu sygnalizator, który

podczas cofania pojazdu bêdzie wysy³a³

g³oœne dŸwiêki, ostrzegaj¹ce o wykonywa-

niu niebezpiecznego manewru.

Opis uk³adu

Uk³ad sk³ada siê z nastêpuj¹cych bloków

funkcjonalnych:

q

generatora sygna³u akustycznego z uk³a-

dem scalonym US1,

q

generatora moduluj¹cego sygna³ aku-

styczny z uk³adem scalonym US2,

q

uk³adu logiki z uk³adami scalonymi US3

i US4,

q

dwóch koñcówek mocy.

Schemat sygnalizatora jest przedstawiony

SYGNALIZATOR COFANIA

SAMOCHODU

na rys. 1. Uk³ad zawiera dwa generatory,

z których jeden wytwarza falê prostok¹tn¹

o czêstotliwoœci 1 kHz, natomiast drugi s³u-

¿y do modulacji tej fali przebiegiem wolno-

zmiennym o czêstotliwoœci oko³o 0,5 Hz.

Modulacja odbywa siê w uk³adzie z³o¿o-

nym z bramek NAND uk³adu scalonego

US3.

Dodatkowym zadaniem tego uk³adu jest

wytworzenie dwóch przebiegów odwróco-

nych wzglêdem siebie o 180

o

, a tak¿e wy-

³¹czanie koñcówek mocy w przerwach miê-

dzy kolejnymi sygna³ami. W chwilach, kie-

dy sygna³ 1 kHz nie jest doprowadzany do

koñcówek mocy, na wyjœciach inwerterów

zawartych w uk³adzie scalonym US4 pa-

nuje stan niski powoduj¹cy, ¿e wyjœcia koñ-

cówek mocy s¹ równie¿ w stanie niskim,

dziêki czemu przez tranzystory mocy nie

p³ynie ¿aden pr¹d spoczynkowy. Tak wiêc

stopnie mocy pracuj¹ tylko w chwili w³¹-

czania sygna³u akustycznego przez gene-

rator moduluj¹cy. Dodatkowym zadaniem in-

werterów zawartych w uk³adzie scalonym

US4 jest zwiêkszenie jego wydajnoœci pr¹-

dowej tak, aby nale¿ycie wysterowaæ dwa

identyczne stopnie mocy.

Ka¿da z koñcówek mocy sk³ada siê z tran-

zystora wejœciowego i dwóch tranzystorów

mocy na wyjœciu. Diody D1

÷

D4, realizuj¹

nieliniowe sprzê¿enie zwrotne, dziêki które-

mu tranzystory objête tym sprzê¿eniem nie

r

Z PRAKTYKI

10

mog¹ wejœæ w stan g³êbokiego nasycenia.

W konsekwencji znacznie wzrasta szyb-

koœæ prze³¹czania tranzystorów bipolar-

nych. Tranzystory polowe nie wymagaj¹

stosowania tego typu zabiegów, i dlatego ich

w³¹czenie do uk³adu by³o znacznie prostsze.

Koñcówki mocy zosta³y tak zaprojektowane

i obliczone, aby wartoœæ pr¹du p³yn¹cego

przez tranzystory mocy mog³a dochodziæ

do 10 A. Dziêki temu, ¿e sygna³ akustycz-

ny na wejœciu koñcówek mocy jest odwróco-

ny o 180

o

, istnieje mo¿liwoœæ w³¹czenia

obci¹¿enia (g³oœnika) w uk³adzie mostko-

wym miêdzy wyjœcia koñcówek mocy. Takie

rozwi¹zanie umo¿liwia uzyskanie znacznie

wiêkszej mocy wyjœciowej w porównaniu

z klasycznymi konstrukcjami.

Monta¿ i uruchomienie

Monta¿ uk³adu rozpoczynamy od wykona-

nia p³ytki drukowanej przedstawionej na

rys. 2. P³ytkê wykonujemy pisakiem ”do

druku” lub metod¹ fotochemiczn¹. Nastêp-

nie wiercimy w p³ytce wszystkie potrzebne

otwory, aby w nastêpnej kolejnoœci przy-

st¹piæ do monta¿u podzespo³ów.

Rozmieszczenie elementów na p³ytce

przedstawiono na rys. 3. W pierwszej kolej-

noœci montujemy wszystkie zwory ozna-

czone na schemacie monta¿owym jako ZW,

a w dalszej _ pozosta³e elementy uk³adu. Po

Rys. 1. Schemat sygnalizatora cofania samochodu

11

zmontowaniu ca³oœci nale¿y sprawdziæ mon-

ta¿ mechaniczny i elektryczny. Jest to nie-

zwykle wa¿ne ze wzglêdu na du¿e wartoœci

pr¹dów jakie mog¹ pop³yn¹æ przez tranzy-

story koñcówki mocy.

Je¿eli nie zale¿y nam na uzyskaniu szcze-

gólnie du¿ej mocy wyjœciowej, to mo¿emy

ograniczyæ siê do monta¿u tylko jednej koñ-

cówki mocy. W takim przypadku obci¹¿enie

w³¹czamy miêdzy masê uk³adu a wyjœcie _

przez kondensator 1000

µ

F.

Tranzystory mocy nale¿y zamontowaæ na

odpowiednim radiatorze. Jest to szczegól-

nie wa¿ne, je¿eli przewidujemy du¿e warto-

œci pr¹dów p³yn¹cych przez obci¹¿enie.

Uruchomienie uk³adu rozpoczynamy od

w³¹czenia napiêcia zasilaj¹cego o warto-

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 10/2001

œci 6

÷

18 V. Nastêpnie sprawdzamy pracê

generatorów i w razie potrzeby korygujemy

wartoœci generowanych czêstotliwoœci.

Sprawdzamy równie¿ przebiegi wystêpu-

j¹ce na wyjœciach inwerterów i koñcówek

mocy. Je¿eli sygna³y s¹ prawid³owe, to mo-

¿emy w³¹czyæ obci¹¿enie miêdzy punkty

oznaczone na schemacie monta¿owym G£,

lub miêdzy G£ i masê w przypadku zamon-

towania tylko jednej koñcówki mocy.

Obci¹¿eniem mo¿e byæ g³oœnik dynamicz-

ny lub przetwornik piezoelektryczny. W przy-

padku przetwornika mo¿na czêstotliwoœæ

generatora z uk³adem scalonym US1 usta-

wiæ na równ¹ czêstotliwoœci rezonansowej

przetwornika, jednak w praktyce zabieg ten

nie jest konieczny. Przy korygowaniu czêsto-

tliwoœci generatora suma rezystancji usta-

wionej potencjometrem R3 i rezystora sta-

³ego R2 powinna byæ co najmniej dziesiêcio-

krotnie wiêksza ni¿ wartoœæ rezystora R1.

Podobne zale¿noœci wystêpuj¹ miêdzy ele-

mentami generatora z uk³adem scalonym

US2. Niespe³nienie tego warunku spowodu-

je, ¿e wype³nienie przebiegu prostok¹tnego

mo¿e znacznie ró¿niæ siê od 50%, co jest

niekorzystne dla uk³adu. Najbezpieczniej

jest korygowaæ czêstotliwoœæ generatorów,

zmieniaj¹c jedynie wartoœci kondensato-

rów C1 i C3, natomiast niewielkie regulacje

wykonujemy potencjometrami. Przy pierw-

szych próbach technicznych obci¹¿eniem

mo¿e byæ rezystor 100

Ω

o obci¹¿alnoœci nie

mniejszej ni¿ 8 W. Warto w tym miejscu

zwróciæ uwagê czytelników na wartoœci mo-

cy znamionowych, jakie mo¿na uzyskaæ

z przedstawionego uk³adu. Otó¿ moc dostar-

czon¹ do obci¹¿enia mo¿emy wstêpnie

oszacowaæ ze wzoru:

w którym U jest wartoœci¹ skuteczn¹ napiê-

cia zmierzon¹ na obci¹¿eniu, natomiast R jest

wartoœci¹ rezystancji obci¹¿enia. Dla przyk³a-

du: przy napiêciu zasilaj¹cym 12 V i obci¹¿e-

niu o rezystancji 4

Ω

, w³¹czonym w uk³a-

dzie mostkowym, uk³ad powinien oddaæ do

tego obci¹¿enia moc znamionow¹ oko³o 36

W, natomiast przy obci¹¿eniu 8

Ω

w³¹czonym

miêdzy jedno z wyjœæ i masê, oddawana

moc zmniejszy siê do oko³o 4,5 W. Minimal-

na rezystancja obci¹¿enia powinna mieæ ta-

k¹ wartoœæ, aby dla danego napiêcia zasila-

j¹cego wartoœci pr¹dów wyjœciowych nigdy

nie by³y wiêksze ni¿ 10 A.

Je¿eli uk³ad pracuje prawid³owo pod ob-

ci¹¿eniem, to mo¿emy go zamontowaæ

w samochodzie. W tym celu nale¿y po³¹czyæ

minus sygnalizatora z mas¹ pojazdu, nato-

miast do plusa zasilania sygnalizatora do³¹-

czamy napiêcie, które pojawia siê w czasie

cofania samochodu, np. na lampie cofania.

Warto tutaj zwróciæ uwagê czytelników, ¿e

istnieje mo¿liwoœæ wykorzystania tego sy-

gnalizatora równie¿ w innych sytuacjach

i zastosowaniach, np. jako sygnalizatora

alarmu lub innego niebezpieczeñstwa.

n

Mariusz Janikowski

Bc107

@

priv2.onet.pl

P U

R

=

2

Rys. 2. P³ytka drukowana sygnalizatora (skala 1:1)

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na p³ytce

drukowanej