Музыкальная сирена своими руками. Две электронные сирены (с печатной платой)

Простая схема двухтональной сирены.

Данная схема двухтональной сирены проста, легко повторяема, и может быть применена для подачи звуковых сигналов от какой-либо охранной системы автомобиля. Реализована она на элементах отечественного производства, и не содержит никаких дефицитов. Принципиальная схема устройства показана на рисунке ниже:

Схема построена на одной логической микросхеме К561ЛА7. Третий и четвертый элементы образуют симметричный мультивибратор, с выхода которого сигнал через усилительный каскад на транзисторе VT1 поступает на высокочастотную головку. Головку можно использовать с сопротивлением 2…8 Ом. Частота генерируемого сигнала зависит от номиналов С4, R3 и С3, R4, при этом желательно чтобы номинал R3 был равен номиналу R4. При указанных на схеме номиналах этих элементов частота генерации составит примерно 900 Гц.

На первых двух элементах микросхемы так же собран мультивибратор, его частота 2 Гц. Таким образом, при наличии логической единицы на его выходе (ножка 4 микросхемы) второй мультивибратор будет вырабатывать сигнал частотой 900 Гц. При логическом нуле на 4 ноге микросхемы частота генерации увеличится примерно до 1100…1200 Гц. В крайнем случае, если вам не понравится тональность звучания сирены, поиграйте с номиналами вышеуказанных элементов второго мультивибратора (который на 900 Гц). Частота первого мультивибратора зависит от номиналов С1 и R1.

Напряжение питания этой схемы ограничено предельно допустимыми параметрами микросхемы, и, согласно технических характеристик на К561ЛА7, может быть в пределах от 5 до 15 Вольт, но при этом имейте ввиду, что при уменьшении напряжения питания громкость сирены тоже будет уменьшаться. При напряжении питания схемы 12 Вольт, громкость должна быть не меньше, чем у штатного, например, Жигулевского, автомобильного сигнала. Ток потребления устройства во включенном состоянии составляет порядка 0,5 Ампера.

На всякий случай приводим расположение выводов микросхемы К561ЛА7. Рисунок ниже:

Наладка схемы “Двухтональная сирена”.

Как мы уже написали выше, частота основного мультивибратора задается резисторами R3 и R4, и если будете упражняться с их номиналами, откиньте одну ножку диода VD1, произведите подбор. Затем параллельно R3 подключите резистор R2, номиналом которого подберите желаемую частоту высокого тона звучания сирены. Впаяйте ножку диода VD1 на место. Изменением номинала резистора R1 можно подобрать желаемую частоту смены высокого и низкого тонов сирены. Вот, в принципе, и вся настройка. В остальном ничего больше настраивать не нужно, и если ничего при сборке не накосячили, заработает сразу. Желаем успехов в повторении.

На рисунке 1 приведена схема простой двухтональной сирены
предназначенной для питания от аккумуляторов напряжением 12 вольт, в частности от автомобильного.

Она содержит три автогенератора: переключающий на элементах DD1.1, DDI.2 (с частотой переключения 1Гц) и два звуковых -на элементах DD1.3, DD1.4 (f=1 кГц) – 1, на элементах DD2.2, DD2.3 (f=500 Гц) — 2. Чтобы звуковые генераторы работали поочередно, управляющие импульсы на второй звуковой генератор поданы с выхода переключающего генератора через инвертор DD2.1. В этом случае, пока напряжение на выходе элемента DD1.2 имеет высокий уровень, возбуждается автогенератор, собранный на элементах DD1.3, DD1.4. Когда же на выходе элемента DD1.2 присутствует низкий уровень, возбуждается автогенератор, реализованный на элементах DD2.2, DD2.3. Импульсы с выходов звуковых генераторов через элемент DD1.4, выполняющий операцию логического сложения, подаются на усилитель звуковой частоты (VT1), нагрузкой которого служит динамическая головка ВА1. Таким образом, динамическая головка ВА1 поочередно воспроизводит два тона 500 Гц и 1 кГц по 0,5 с каждый.

Так как микросхема К561ЛА7 имеет диапазон рабочих напряжений 5…15 вольт, то с помощью резистора R6, изменяя напряжение питания устройства, можно регулировать мощность звукового сигнала, подаваемую на звукоизлучающую головку ВА1. Номинал этого резистора для других напряжений (на схеме указан номинал резистора для напряжения на выходе микросхемы КРЕН8А
– 9 вольт) можно рассчитать по формуле 1) на рис.1. Хотя транзистор VT1 работает в ключевом режиме, ему все равно потребуется радиатор, т.к. мощность подводимая к излучателю ВА1, при напряжении питания более 10 вольт, может намного превышать 10Вт, эта мощность во многом зависит и от сопротивления излучателя. Если в качестве нагрузки будет применен излучатель с большим внутренним сопротивлением, то его необходимо включить в коллекторную цепь транзистора.

Микросхема стабилизатора тоже установлена на небольшой радиатор, хотя при больших мощностях звукового сигнала, габариты радиаторов надо будет увеличить, адаптировать при этом и топологию проводников печатной платы, которую можно вместе со схемой скачать здесь.

При подключении схемы к аккумулятору будьте внимательны. Переполюсовка неизбежно приведет к мору микрух. У нас на работе бытовал термин, я извиняюсь – защита ЗОД – защита от дурака (не примите на свой счет), которая состояла: или из последовательно прямовключенного диода (рассчитанного на соответствующий потребляемый ток), или диода включенного параллельно входным клеммам питания устройства, через предохранитель. В первом случае, на диоде будет выделяться бесполезная мощность, а во втором – придется каждый раз, когда вы окажитесь … — менять предохранитель. ШУТКА.

Звуковая сирена используется в разных местах и для самых разнообразных целей для оповещения о чем-то. Её возможно приспособить к какой-то охранной системе, встроить в игрушку, взять в качестве звонка для двери или еще как-нибудь. Собрав эту несложную однотонную сирену, мы получим громкий и неприятный звук, как раз для того чтобы быстро отреагировать на уведомление.

Несложная принципиальная схема сирены с небольшим количеством деталей ждет вас на рисунке выше. Условно принципиальную схему можно разделить на две части: мультивибратор – усилитель низкой частоты. Мультивибратор занимается тем что генерирует сигнал определенной частоты, а усилитель, в свою очередь, усиливает его. В итоге, получается громкий звук с колебаниями около 2000 Гц.

Мультивибратор у нас генерирует импульсы посредством быстрого открытия/закрытия транзисторов BC547. Частота, в главной мере, связана со значениями ёмкости конденсаторов и частично от базовых резисторов и самих транзисторов. В схеме стандартная ёмкость C1 и C2 = 10 нФ и 22 нФ, при вариации этих номиналов правится и тональность электрической сирены. Получать можно с коллектора любого из транзисторов (VT1/VT2). В данном приборе сигнал идет через резистор далее на каскад УНЧ. Усилитель базируется на двух весьма распространенных биполярных транзисторах BC547 и BD137.

Вот некоторые вычислительные параметры мультивибратора. Частота примерно 959,442 Гц (мультиметр показывает на коллекторе сделанного генератора 1-1,1 кГц), скважность S=1,45, период T=0,000104. Сии сведения могут отличаться в зависимости от применяемых транзисторов, других отклонений в характеристиках радиодеталей… На частоту звучания влияет практически все. Ток, который берет от источника питания схемы может доходить до 0,5 Ампер, при 12 Вольтах.

Схемка и плата в Протеусе (файл ISIS

и ARES

):

(скачиваний: 212)


Трехмерная плата в 3DS

:

(скачиваний: 127)

Транзистор структуры NPN из усилителя низкой частоты будет нагреваться при активизации сирены, так что его ставим на теплоотвод, у меня используется мощный и большой C5803.

Теперь про замену некоторых деталей. Тут можно много чего заменить, например, транзисторы в гене берем практически любые (нпн) КТ315, BC548 и КТ3102 – все они будут отлично работать. Аналогом BC327 в этой схеме будет BC558/BC557/КТ3107. BD139 заменяется вообще любим такой же мощностью или больше. Ёмкость конденсаторов будут изменять частоту, тут также выбор велик, экспериментируя подбираем предпочтительный звук. Резисторы могут немного меняться, но помним, что в первой части схемы должно сопротивление R1 и R4 должно быть меньше чем R2, R4.

Воспроизводим звук сирены на любой динамик, который есть, R катушки равно 8-25 Ом. Я пробовал с самыми различными и от радиоприёмника, и от домашнего стационарного телефона. Также попробуйте испытать в качестве излучателя звука пьезоэлемент, к нему обязательно крепим резонатор (можно использовать корпус).
Сильно тихая сирена? Не проблема! Берем готовый УНЧ, к примеру, какую-то тдашку (the digital audio). Их разнообразие поражает, от небольших микросхем в DIP-8 на 1 Ватт, до больших с силой более 100 Ватт. Я бы посоветовал взять что-нибудь средненькое, TDA2003 (до 10W) или TDA2030 (до 18 Ватт). Не забываем смотреть какое питание нужно для того или иного “умощнителя” звука звука.

Внешний вид собранной навесным монтажом сирены:

Питание от 6 до 12 Вольт (с большим тоже отлично функционирует). Мощность на выходе до пяти Ватт. При применении аккумуляторов/батареек получаем автономную сирену, которая сможет работать без сетевого напряжения. Если же давать питание от 220V, то тут берем готовый БП или переделываем зарядку для телефона путем замены стабилитрона на нужное напряжение.

Демонстрация сирены, видео:

Автор статьи – учащийся седьмого
класса общеобразователь­ного лицея № 17 г. Северодвинска. Он занимается в
городском центре юношеского научно-технического творчества в кружке
радиоэлектроники, которым руководит Виктор Иванович Хохленко. Предлагаемые
устройства могут найти применение в системах тревожного оповещения и охранной
сигнализации.

Звуковые электромеханические и
электронные сирены широко ис­пользуются для оповещения в экстрен­ных ситуациях.
На небольших пред­приятиях, в школах, особенно в сельс­кой местности, можно
применить пред­лагаемые сирены, собранные из до­ступных недорогих деталей. За
основу были приняты схемы устройств, описа­ние которых дано в книге Иванова Б.
С. “Самоделки юного радиолюбителя” (М.: ДОСААФ, 1988, с. 27-31).

Схема сирены на транзисторах пока­зана
на рис. 1. Генератор звуковой частоты собран на транзисторах VT4, VT5 по схеме
несимметричного мульти­вибратора. Его нагрузкой является ди­намическая головка
ВА1. Частота гене­рации зависит от емкости конденсато­ра С4, сопротивлений
резисторов R7, R8, параметров транзисторов VT4, VT5 и напряжения на
конденсаторе СЗ. На транзисторах VT1, VT2 по схеме сим­метричного
мультивибратора собран генератор инфразвуковой частоты, на транзисторе VT3 –
эмиттерный повто­ритель.

Выходной сигнал генератора инфра­звуковой
частоты с периодом следова­ния импульсов несколько секунд через резистор R5 поступает
на базу транзи­стора VT3. Когда транзистор VT2 за­крыт, на резисторе R4 напряжение
близко к нулю, транзистор VT3 открыт и происходит зарядка конденсатора СЗ через
резистор R6. Когда транзистор VT2 открывается, напряжение на резис­торе R4 возрастает
почти до напряже­ния питания, что приводит к закрыва­нию транзистора VT3 и
разрядке кон­денсатора СЗ через резисторы R7, R8 и базу транзистора VT4.

Поскольку напряжение на конденса­торе
СЗ периодически плавно изме­няется (возрастает, убывает и снова возрастает), то
в соответствии с ним изменяется частота звукового генера­тора. Так формируется
сигнал сирены, тональность которого также плавно из­меняется.

На рис. 2 показана схема второй
сирены, в которой генератор инфразву- ковой частоты построен на логической
микросхеме К561ЛЕ5. На элементах DD1.1-DD1.3 собран генератор пря­моугольных
импульсов, скважность ко­торых (отношение периода следования к длительности
импульса) зависит от сопротивления резисторов R2 и R3. Элемент DD1.4 работает
как инвертор сигнала. Генератор звуковой частоты собран на транзисторах VT1, VT2
по такой же схеме, как и в первой сирене. Сигнал с выхода элемента DD1.4 управ­ляет
частотой этого генератора. При напряжении высокого уровня на выходе элемента DD1.4
происходит зарядка конденсатора С2, при низком уровне – его разрядка.

Большинство деталей первой и вто­рой
сирен, кроме динамической голов­ки, устанавливают на печатных платах из
односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1… 1,5 мм, чертежи
которых показаны на рис. 3 и рис. 4 соответственно. Внешний вид смонтированных
устройств – на рис. 5 и рис. 6.

Применены резисторы С2-23, МЯТ,
оксидные конденсаторы – импортные, в звуковом генераторе применен конден­сатор
К73-9, в генераторе инфранизкой частоты второй сирены – К10-17. Транзисторы
структуры п-р-п можно применить любые из серий КТ315, КТ3102. Транзистор КТ816Б
заменим на транзисторы серий КТ814, КТ816 с любыми буквенными индексами.

Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить
на К561ЛА7. Диоды – любые кремние­вые маломощные импульсные или выпрямительные,
например, серий КД102, КД103, КД510, КД521, КД522, Д220. Динами­ческая головка
– любая средне- частотная или широкополосная с сопротивлением катушки не ме­нее
8 Ом и мощностью более 2 Вт. Питать устройства можно от батареи аккумуляторов
или гальваниче­ских элементов, а также от сетевых ста­билизированных источников
питания с выходным током до 0,5 А.

Налаживания не требуется. При
желании то­нальность сигна­ла первой сире­ны можно изме­нять подборкой
конденсатора С4, а второй – СЗ. Скорость
измене­ния частоты в пер­вой сирене осу­ществляют под­боркой конден­сатора С1, а во второй – кон­денсатора С1 или резисторов R2,
R3.

Устройства ра­ботоспособны в
интервале питаю­щего напряжения 4… 12 В. Однако при этом, во-пер­вых,
изменится тональность, что может потребо­вать дополни­тельного нала­живания.
Во-вто­рых, при увели­чении питающе­го напряжения необходимо при­менять динами­ческие
головки большей мощно­сти, а при ис­пользовании ма­ломощных после­довательно с
ни­ми следует вклю­чить гасящий ре­зистор сопротив­лением 1…5 Ом и мощностью
не­сколько ватт.

Устройства можно использо­вать
как источник сигнала для мощ­ного УЗЧ. Для этого динамичес­кую головку за­меняют
резисто­ром сопротивлением 10… 12 Ом. Сигнал снимают с раз­делительного
конденсатора (С5 – на рис. 1). Для ослабления сигнала можно применить
резистивный делитель. В таком варианте сирена была применена совместно с мощным
трансляционным УЗЧ и использовалась в лицее для подачи сигнала на учениях по
гражданс­кой обороне.