Popis zapojení

Zapojení využívá integrovaného obvodu 556, který sdružuje dvojici časovačů 555. Oba časovače jsou zapojeny jako astabilní klopné obvody přičemž IO1a pracuje s poměrně nízkým kmitočtem (f = 1,44/((R1+2R2)*C1) => f = 1,27Hz) a ovládá IO1b který s uvedenými hodnotami součástek R5, R6 a C2 pracuje jako generátor signálu v akustickém pásmu na frekvenci asi 700Hz. Jelikož potřebujeme vytvořit kolísavý tón, není možné použít k řízení generátoru signálu(IO1b) obdélníkový průběh napětí na výstupu IO1a (pin 5). Vhodný je přibližně pilovitý průběh, který vzniká při nabíjení a vybíjení kondenzátoru C1. Odsud se pilovité napětí odvádí na bázi tranzistoru T1, v zapojení se společným kolektorem, který díky velkému vstupnímu odporu nezatěžuje zdroj pilovitého napětí (při přímém připojení zátěže na C1 by astabilní klopný obvod s IO1a přestal pracovat). Dioda D1 paralelně připojená k rezistoru R2 způsobuje rychlejší nabíjení a pomalejší vybíjení C1, to způsobí, že výsledný tón pomaleji stoupá a rychleji klesá, konečný zvuk se pak více podobá různým skutečným záchranářským sirénám. Proměnné napětí z emitoru T1 přivádíme přes R4 na vstup IO1b (pin 11, řídící napětí) čímž posouváme referenční napětí komparátorů uvnitř IO. Kmitočet je odvozen od překlápěcí úrovně vnitřního komparátoru (překlápí pří 1/3 a 2/3Ucc na C2). Díky napětí přiváděného na vstup IO1b se referenční napětí posunuje, oscilátor mění frekvenci podle vstupního pilovitého napětí, čímž vzniká klouzavý tón (frekvenční modulace) na výstupu IO1b (pin 9). Signál z výstupu IO1b je veden přes rezistor R7 na bázi tranzistoru T2, v jehož kolektorovém obvodu je zapojen elektroakustický měnič. Diody D2 a D3 chrání T2 před napěťovými špičkami, které se mohou indukovat v cívce reproduktoru. D4 a C4 slouží k zamezení ovlivňování IO případnými proudovými rázy, které mohou vznikat buď v obvodu reproduktoru, nebo, pokud je zapojení napájeno z akumulátoru v modelu také při zvýšení proudového odběru z akumulátoru (např. při rozběhu motoru který slouží k pohonu modelu), zároveň D4 zabrání přepólování IO. Kondenzátor C3 slouží pouze jako ochrana nezapojeného vstupu a jeho kapacita není kritická (10-100nF). Jelikož maximální kolektorový proud použitého tranzistoru T2 je 0,5A a maximální kolektorová ztráta 0,25W lze při R7 = 47k a impedanci reproduktoru 8Ω provozovat sirénu bez poškození T2 při napájecím napětí 5 - 6V. Při vyšším napájecím napětí je třeba zvětšit hodnotu odporu rezistoru R7. Je třeba také vzít v úvahu, že maximální napájecí napětí integrovaného obvodu je 16V. Myslím, že hlasitost je dostatečná s ohledem na okolí a velikost většiny modelů, v případě potřeby vyššího výkonu je třeba použít na místě tranzistoru T2 výkonnější typ.

Stavba a oživení

Všechny součástky kromě elektroakustického měniče jsou umístěny na jednostranné desce plošných spojů. Jelikož je celé zařízení realizováno pomocí součástek v SMD provedení, základem úspěšné stavby je tenká měkká pájka (cín) a čistý hrot pájedla. Desku osazujeme směrem od středu k vnějším okrajům, aby nám nepřekážely již osazené součástky. Integrovaný obvod IO1 má pin č.1 na straně se zkoseným pouzdrem, kondenzátory C1 a C4 mají kladný pól označen proužkem, zároveň musím upozornit na značení tranzistorů T1 a T2 v pouzdře SOT23, jelikož by se typ tranzistoru na pouzdro v čitelné podobě nevešel, označují se tyto tranzistory kódem . T1 – BC857A je na pouzdře označen kódem 3Ep nebo 3Et tranzistor T2 BC817-25 potom 6Bp nebo 6Bt. Diodu D1 zatím neosazujeme. Přívodní vodiče můžeme buď přímo zapájet k ploškám, které jsou určeny pro svorkovnici X1 nebo po rozebrání svorkovnice X1 opatrně zapájet vnitřní „kostičky“ se šrouby pro připojení vodičů ze strany spojů (po povolení všech šroubů ve svorkovnici jdou jednotlivé vnitřní díly jednoduše vysunout z plastového pouzdra, které nepoužijeme a po následném zkrácení vývodů jednotlivých částí na asi 1mm jdou jednoduše zapájet ze strany spojů, přičemž předem musíme vyvrtat otvory 1,3mm na místě X1). Přívodní vodiče potom připojíme pomocí této svorkovnice. Rezistory R8 – R11 s nulovým odporem slouží pouze jako drátové propojky a nejsou zakresleny ve schématu. Po osazení všech součástek kromě D1 a vizuální kontrole celé desky (musíme dávat dobrý pozor, aby při pájení nedošlo ke vzniku cínových můstků, především v oblasti IO1) připojíme elektroakustický měnič a napájecí napětí 5V. Měl by se ozvat kolísavý tón, pokud je vše v pořádku můžeme zkusit zapojit diodu D1 a tím ovlivnit výsledný charakter zvuku. Zda D1 osadit či nikoliv, to již nechám na každém konstruktérovi. Pokud bychom požadovali změnu frekvence a kolísání zvuku, můžeme změnit časové konstanty IO1a (R1, R2, C1) a IO1b (R5, R6, C2). Vzorec pro výpočet je uveden výše. Pokud siréna funguje podle našich představ desku očistíme lihem a nastříkáme ochranným lakem. Konečné mechanické upevnění je nejvhodnější provést oboustranou lepící páskou.

V sekci Downloads&Odkazy pod článkem najdete podklady pro výrobu této konstrukce ve formátu Eagle 4.11 a *.pdf

Požitá literatura:

1)Hájek J., 2x časovač 555 BEN, Praha 1998

DOWNLOAD & Odkazy

• Soubory ke článku (pdf dokumenty a podklady pro výrobu), 100kB - hw_sirena.zip