Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №1
Шрифт:
Реакция:
НСНО + Ag2O = НСООН + 2Аg
• Реакция с гидроксидом меди
Реактивы: гидроксид натрия, сульфат меди, раствор альдегида.
Оборудование: пробирки, химический стакан, спиртовка, пробиркодержатель
Методика:
В демонстрационную пробирку наливают раствор сульфата меди и добавляют к нему по каплям раствор гидроксида меди. Констатируют образование синего осадка гидроксида меди. Затем с осадка сливают часть жидкости и приливают к полученному осадку раствор альдегида. Смесь нагревают в пламени спиртовки, при этом происходит постепенное изменение окраски по схеме: синее-черное-зеленое-красное-желтое.
Реакция:
CuSО4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SО4
НСНО + CuO = Cu2О + HCOOH
Автоматическое бесконтактное переключающее устройство[100]
В. Новожилов
Автоматическое бесконтактное переключающее устройство (АБПУ) предназначено для последовательной коммутации до десяти электрических цепей. Оно может оказаться хорошим помощником в световой организации демонстрационных и выставочных залов, клубов, дискотек, а также может быть с успехом использовано радиолюбителями для коммутации различных цепей. Частоту переключения цепей в АБПУ можно изменять в широких пределах. Предусмотрена также возможность в процессе переключения зафиксировать любой канал на длительное время, продолжить коммутацию либо вернуться в начальное положение с любого положения и с этого положения продолжать коммутацию в прежней последовательности. Номер каждого включенного канала высвечивается светодиодным индикатором, что позволяет непосредственно наблюдать за частотой переключения каналов.
Отличительной особенностью устройства является отсутствие каких бы то ни было механических контактных групп, склонных к обгоранию при коммутации цепей с повышенным током нагрузки, что обеспечивает повышенную надежность, а также отсутствие в процессе коммутации радиопомех. Питание АБПУ производится от встроенного стабилизированного выпрямителя с выходным напряжением 5 В±10 %. Потребляемый устройством ток от источника питания при токовой нагрузке на каждый канал до 3 А не превышает 100 мА. Поэтому его можно питать также и от набора сухих гальванических элементов, имеющихся в широкой продаже.
Принципиальная схема АБПУ приведена на рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная схема АБПУ
Устройство собрано на пяти микросхемах серии К155 и одной — К514. На элементах DD1.1-DD1.3 выполнен генератор прямоугольных импульсов. С помощью переменного резистора R1 можно вручную изменять частоту генерации. Импульсы с выхода генератора поступают на вход делителя частоты, который состоит из двух последовательно включенных делителей на 2 (D-триггеры микросхемы DD2) и делителя на 10 (DD3). Таким образом, коэффициент деления равен 40. Импульсы с частотой повторения в 40 раз меньшей частоты задающего генератора поступают далее на двоично-десятичный 4-разрядный счетчик DD4, работающий в коде 1–2 — 4–8, выходы которого подключены к дешифраторам DD5 и DD6. Дешифратор DD5 управляет контрольным семисегментным светодиодным индикатором HG1, а к выходам дешифратора DD6 подключены блоки десяти транзисторных ключей. В процессе счета импульсов транзисторные ключи поочередно открываются, управляя включением тех или иных цепей.
При подаче уровня логического 0 на вход S элемента DD2.1 нажатием кнопки с фиксацией SB2 счет прекращается, и счетчик хранит ранее полученную информацию. Таким образом, на неограниченное время остается включенным тот транзисторный ключ, который был включен в момент нажатия кнопки. При повторном нажатии кнопки SB2 на вход S элемента DD2.1 поступает уровень логической 1, счет импульсов возобновляется и происходит дальнейшее переключение транзисторных ключей.
При нажатии на кнопку без фиксации SB1 делители DD2, DD3 и счетчик DD4 устанавливаются в нулевое состояние и после отпускания этой кнопки, если кнопка SB2 разомкнута, счет начинается с 1.
Блоки транзисторных ключей могут быть реализованы по самым различным схемам в зависимости от характера коммутируемой нагрузки — номинальных значений напряжения и тока. На рис. 2 показаны некоторые возможные варианты схемного выполнения транзисторных ключей.
Рис. 2. Схемы транзисторного ключа:
а — первый вариант ключа; б — схема мощного ключа; в — схема ключа для коммутации головных телефонов
Транзисторный ключ, схема которого показана на рис. 2,а, рассчитан на ток нагрузки до 1 А, однако в том случае, если выходной транзистор будет снабжен теплоотводом, ток нагрузки может быть увеличен до 3 А. Если вместо транзистора КТ315А использовать КТ315И, номинальное напряжение нагрузки и напряжение питания ключа может быть увеличено до 60 В. Допустим, что вход этого ключа присоединен к выходу 3 дешифратора D6. Когда на входы дешифратора будет подан код, соответствующий десятичному числу 2, на выходе 3 дешифратора окажется низкий потенциал, соответствующий уровню логического 0. Транзистор VT1.1 окажется заперт, а транзистор VT2.1 открыт до насыщения, и нагрузка окажется под током. При смене кода на входе дешифратора на его выходе 3 появится высокий потенциал, соответствующий уровню логической 1. Транзистор VT1.1 откроется, а транзистор VT2.1 закроется. Нагрузка будет выключена. Сопротивление резистора R2.1 подбирается таким, чтобы насытить выходной транзистор в открытом его состоянии. В качестве нагрузки на схеме показана лампа накаливания, но можно использовать и другие потребители.
На рис 2,б показана схема мощного ключа, выходной каскад которого собран на транзисторе П210А. Для использования выходного р-n-р транзистора здесь понадобилось добавить к предыдущей схеме один инвертирующий каскад. При указанных на схеме сопротивлениях резисторов ключ обеспечивает в нагрузке ток 0,6 А. При уменьшении сопротивления резистора R2.2 увеличивается ток базы транзистора VT2.2 при запертом транзисторе VT1.2, уменьшается сопротивление коллектор — эмиттер VT2.2, что приводит к увеличению тока базы выходного транзистора и соответствующему увеличению тока нагрузки. При сопротивлении резистора R2.2, равном 1 кОм, ток нагрузки достигает 1,8 А. Для дальнейшего увеличения тока нагрузки нужно уменьшать сопротивления всех трех резисторов с соответствующим увеличением их мощности рассеяния.
На рис. 2,в показана схема одного из вариантов транзисторного ключа для коммутации головных телефонов. На транзисторе VT2.3 собран однокаскадный усилитель звуковой частоты. Транзистор VT1.3 используется в ключевом режиме. Вход 1 блока подключается к источнику звукового сигнала, а вход 2 — к одному из выходов дешифратора DD6. Когда на выходе дешифратора, к которому подключен блок, потенциал соответствует уровню логического 0, транзистор VT1.3 заперт, на работу схемы не влияет и входной сигнал усиливается усилителем. Когда же на вход 2 поступает потенциал, соответствующий уровню логической 1, транзистор VT1.3 отпирается. При этом выходной транзистор запирается и сигнал на выход не проходит. Если головные телефоны подключены к выходам нескольких блоков транзисторных ключей, входы 2 которых соединены с выходами дешифратора, можно будет поочередно прослушивать звуковые сигналы от разных источников, подключенных ко входам 1 ключей, выбирая тот сигнал, который необходим.
Конструктивно АБПУ может быть выполнено либо в виде отдельного устройства, либо в виде составного модуля какого-либо аппарата, в зависимости от выбранного назначения. Расположение элементов схемы произвольное. Конденсаторы С2-С4 должны быть подключены непосредственно к выводам питания микросхем DD2, DD3 и DD4 для обеспечения помехоустойчивости. Индикатор, кнопки управления и переменный резистор регулировки скорости коммутации целесообразно вывести на переднюю панель. Блоки транзисторных ключей при необходимости могут быть выполнены на отдельных платах и располагаться непосредственно около нагрузок. При этом они соединяются с цифровой частью АБПУ жгутом проводов, длина которого во избежание сбоев не должна превышать 10 м. Если выходные транзисторы ключей необходимо установить на теплоотводах, необходимо либо изолировать корпус транзистора от теплоотвода слюдяной прокладкой (при этом тепло-отвод может быть электрически соединен с общей шиной), либо изолировать теплоотвод от общей шины (при этом транзистор может быть электрически соединен своим корпусом с теплоотводом). В последнем случае обеспечивается лучший отвод тепла.