Схема двухтональной сирены на транзисторах. Самодельная сирена

Представляю конструкцию несложного звукового генератора, который может быть использован в качестве сирены для охранных устройств автомобиля. Схема вырабатывает звуковой сигнал, который очень схож со звуком милицейской сирены, конструкция довольно проста и реализована на доступных компонентах. Ниже рассмотрим основные параметры звуковой сирены.

Номинальное напряжение питания: 12,0 В.
Максимальная выходная мощность: 15 Вт.
Номинальное сопротивление нагрузки: 8…32 Ом.
Максимальный ток нагрузки, не более: 1,5 А.
Минимальное напряжение питания, не менее: 9,0 В.
Схема сирены реализована на двух симметричных мультивибраторах, для максимальной доступности. Первый мультивибратор управляет частотой второго мультивибратора, рабочие частоты мультивибраторов определяются из номиналов (R2, R3, C1, C2 и R8, R9, C4, C5, чем больше емкость конденсаторов и менше сопротивление резисторов, тем ниже частота работы мультивибраторов.

Для более точного расчета симметричных мультивибраторов, можете воспользоваться специальными программами.

Сигнал от второго мультивибратора поступает на базу мощного биполярного транзистора. Для большого усиления следует использовать транзисторы по схеме Дарлингтона (составные транзисторы). Для этих целей отлично подходит наш КТ829 или более мощный - КТ827, можно использовать и зарубежные аналоги.

Это видео канала Паяльник TV создано специально для начинающих радиолюбителей, так как мы будем рассматривать очень простую схему, которая будет имитировать звук сирены. Работает она на 2 биполярных транзисторах разной структуры.

схема сирены на 2 транзисторах

Звук, воспроизводимый динамиком, будет создаваться благодаря тому, что база транзистора vt1 связана через конденсатор с небольшой емкостью с коллектором транзистора vt2. Здесь присутствует положительная обратная связь между ними. От емкости конденсатора c2 зависит тональность звука.

Работа сирены в симуляторе

Далее схему будем рассматривать в симуляторе everycircuit, чтобы понять протекающие в ней процессы. В симуляторе отсутствует динамик, поэтому он заменен на лампочку. После подачи питания ничего происходить не будет. Второй транзистор с нагрузкой хоть и подключен к источнику питания, но толк в этом контуре в первый момент времени протекать не будет, так как транзистор vt2 пока закрыт.

В схеме присутствует кнопка. Если на нее нажать, то конденсатор c1 окажется подключенным к источнику питания через резистор r1. Значит, после нажатия на кнопку этот конденсатор начнет заряжаться до напряжения источника питания. Промежуток времени, за который он зарядится, зависит от сопротивления резистора r1 и от емкости конденсатора. Обычно добиваются промежутков в пределах от трех до шести секунд.
При нажатии на кнопку ток от источника питания поступит не только на конденсатор c1, но также и на базу транзистора vt1. По мере зарядки конденсатора c1 возрастает напряжение смещения на базе этого транзистора и он в некоторый момент времени начинает открываться. Вслед за ним открывается транзистор прямой проводимости vt2. В динамике появляется звук определенной тональности. Но в эти первые секунды напряжение на конденсаторе c1 продолжает возрастать, также как и напряжение смещения на базе первого транзистора. Поэтому тональность звука плавно нарастает. Когда c1 полностью зарядится, это примерно через четыре пять секунд после нажатия, тональность перестанет изменяться и если продолжать удерживать кнопку, ничего не произойдет. Но если кнопку отпустить, тональность звука начнет плавно убывать. Это также зависит от емкости конденсатора и сопротивления r2. R3. Они подобраны так, чтобы тональность менялась так же, как и в первом случае, около четырех-пяти секунд. Процесс зарядки конденсатора хорошо виден по показаниям вольтметра, подключенного параллельно.

Радиодетали в схеме сирены. Для начинающих

Радиодетали дешево можно купить в этом китайском магазине .

Что касается выбора компонентов, то в качестве транзисторов можно выбрать отечественную комплиментарную пару кт315 и кт361, но так как на vt2 от этого приходится некоторая нагрузка, то лучше использовать, как и в представленном случае, более мощные кт816.
Динамик сопротивлением около восьми ом мощностью до трех ватт. Больше нет смысла.

Сопротивление резисторов можно отклонять плюс минус 20 процентов от указанных на схеме. Конденсатор c1 от ста до двухсот мкф от напряжением не менее шестнадцати вольт. Кстати, можно заметить что на плате в качестве этого конденсатора помехоподавляющий конденсатор серии mpx. Благодаря ему получается наиболее приятное звучание в отличие от керамических.
В качестве источника питания подходит крона на 9 вольт. Максимум можно питать от 12 вольт.

Сирена входит в стандартное оснащение охранных или предупреждающих систем. Предназначена для генерации звукового сигнала в наиболее чувствительном человеческим ухом диапазоне. Благодаря этому звук сирены улавливается на значительном расстоянии от источника.

[ Скрыть ]

Разновидности сирен для сигнализации

Сирены подразделяются по следующим отличиям:

• принципу генерации звука;
• напряжению питания;
• степени давления звука;
• виду подключения и питания.

Некоторые из разновидностей будут рассмотрены ниже.

По принципу работы

В основе работы сирен применяются два принципа формирования звукового эффекта:

1. Пьезоэлектрический. В автомобильных сиренах используется обратный пьезоэлектрический эффект, основанный на вибрации пьезокерамической пластины под воздействием переменных токов. Частота звука определяется частотой подаваемого напряжения, которое составляет от 12 до 20 Вольт. В конструкцию сирены можно ввести управляющий микроконтроллер, который позволит генерировать двух- или трехтональный звук. Для сирен авто характерна возможность подачи различных звуковых сигналов и мелодий, которые отличаются частотой или дискретностью. На промышленных предприятиях для сирен систем оповещения с пьезоэлектрическим эффектом может применяться напряжение 220 в. Звуковое давление измеряется в децибелах, для сирен в машинах применяется диапазон от 75 до 115 Дб.
2. Электромагнитный. Устройства представляют собой сердечник из намагниченного материала, на который намотана катушка из медной проволоки. Сердечник имеет внутри полость, с установленной в нем тонкостенной металлической перегородкой — мембраной. При подаче на катушку напряжения с переменной частотой (соответствующей желаемому звуку) мембрана начинает вибрировать и формировать однотональный звук с повышенной громкостью. Для усиления звука в сиренах применяется дополнительный генератор, усиливающий звук с частотой в диапазоне 800-2000 Гц. Недостатком конструкции является энергоемкость и необходимость применения напряжения 220 в. На сегодняшний день сирены электромагнитного типа изредка применяются в охранных системах помещений.

Пьезоэлектрическая автомобильная сирена Электромагнитная уличная сирена

По виду подключения и питания

Сирены могут разделяться по способу связи с блоком управления на проводные и беспроводные. Вторые получают сигнал на срабатывание по радиоканалу различной частоты.

Проводные и беспроводные устройства могут иметь два варианта питания:

• от основного источника энергии — аккумулятора автомобиля или штатной сети в помещениях;
• с автономным питанием от собственного источника (аккумулятора или батареек).

Изготовление говорящей сирены показано в видеоролике от канала Tver Garage.

Переделка и настройка

Одним из способов доработки сирены является изменение тональности звука. Это достигается трансформацией сопротивления резистора на плате контроллера звукового генератора. При увеличении сопротивления частота звука снижается, а при уменьшении — повышается. Подбор сопротивления ведется опытным путем.

Для самостоятельного изготовления многотональной музыкальной сирены потребуются знания в схемотехнике и умение самостоятельно изготавливать печатные платы. Для записи мелодий в память микросхемы генератора понадобится программатор (например, PIC K150). Кроме этого, потребуется купить компоненты в соответствии со схемой.

Последовательность сборки:

1. Начертить схему печатной платы в программе Sprint LayOut.
2. Распечатать шаблон на лощеной бумаге.
3. Нанести шаблон утюгом на текстолит с односторонним слоем фольги. Поверхность перед нанесением рекомендуется зачистить шкуркой с зерном 1000 и обезжирить.
4. Снять бумагу с заготовки (при помощи размачивания горячей водой).
5. Протравить заготовку в растворе хлорного железа.
6. Просверлить отверстия под монтаж компонентов.
7. Установить элементы в соответствии со схемой.
8. Разместить полученный генератор звука в корпусе сигнализации.
9. Собрать корпус и установить сирену на автомобиль.

Схема сирены на базе 561ЛН2

Сирена 12 Вольт

Сирену с рабочим напряжением до 12 Вольт можно построить на основе двух транзисторов и динамика с сопротивлением 16 Ом (или последовательного соединения двух динамиков по 8 Ом). Схема прибора приведена ниже.

Двухтранзисторная сирена

Двухтональная сирена

При желании владелец автомобиля может создать двухтональную сирену на основе мультивибраторов. При включении генератор звука (микросхемы D1.3 и 1.4) создает акустический сигнал, тон которого периодически меняется с низкого на высокий (управление ведется аналогичными D1.1 и 1.2). Тональность регулируется имеющимися в схеме сопротивлениями.

Двухтональная сирена на схемах К561ЛН2

Настройка низкого тона выполняется сопротивлениями R2 и R3, а высокого — R4 и R5. Частота перемены тонов задается резистором R1. Параметры элементов С2/R2 и С3/R4 должны быть идентичными, поскольку от них зависят длительности положительного и отрицательного перепада на D1.3 и 1.4. При появлении на выходах D1.1 и 1.2 положительного сигнала происходит закрытие диодов VD1 и VD2, которое отсекает из цепи сопротивления R4 и R5. За счет этого формируется сигнал низкого тона.

Основной элемент сирены — микросхема К561ЛН2

Если на выходах D1.1 и 1.2 имеется отрицательный сигнал, то диоды подключают сопротивления R4 и R5 параллельно R2 и R3. Из-за изменения сопротивления тональность переходит на высокую. Сигналы любого тона поступают на усилители D1.5 и 1.6, а затем через транзисторный выход VT1/2/3/4 — на динамик, обозначенный — BF1.

Сирена мощностью до 15 Вольт

На базе микросхемы УМС-8-08 или аналогичной можно построить сирену с повышенной мощностью и включением с помощью реле. Сирена способна работать при напряжении до 15 Вольт и пригодна для установки на автомобили. Для включения достаточно подать сигнал на вход реле Р1, например, параллельно цепи лампы плафона в салоне.

Принципиальная схема

Для настройки микросхемы используются кнопки S1/2/3 (перебор записанных в памяти мелодий). При замыкании контактов реле напряжение подается на схему, и включается звуковой сигнал. Питание УМС-8-08 идет через цепь R3 и VD1 (напряжение стабилизируется до 3,3 в). Сигнал от коллектора VT1 подается на микросхемы D2.2 и 2.3. Причем на первую он попадает сразу, а на вторую — через дополнительный инвертор D2.1. За счет этого на выходах D2.3 и 2.4 возникают импульсы противофазного вида, подающиеся на транзисторный мост VT2/3/4/5. При совпадении положительных полупериодов на D1 и D2.3 через транзисторы VT3/4 на динамик идет ток в одном направлении. При отрицательном полупериоде направление тока изменяется. За счет этого достигается громкое звучание. В схеме применяется реле типа РЭС-10 и кварцевый резонатор для частоты 32768 Гц.

Сирена на базе микросхемы от сотового телефона

Вышедшую из строя сирену можно доработать в соответствии с приведенной ниже схемой. В основе лежит микросхема КА2410 от звонка сотового телефона. Сигнал усиливается транзистором и поступает на динамик. На входе устанавливается защитный диод VD1, предохраняющий схему от неправильного подключения (подачи на положительный вход отрицательного напряжения).

Сирена на базе микросхемы от сотового телефона

Автономная сирена

Автономная автомобильная сирена может работать от встроенного источника питания или от основной батареи. Выбор типа питания осуществляется поворотом замкового механизма, расположенного на задней части корпуса. Цилиндр замка связан с контактными группами, которые задействуют ту или иную цепь питания.

Одной из распространенных на рынке РФ моделей автономной сирены является Pandora DS-261 с мощностью 20 Вт и порогом звукового давления 115 Дб. Сирена совместима со всеми охранными сигнализациями (Pandora, Starline, Scher-Khan и другими) и продается по цене до 500 рублей.

Сирена Pandora DS-261 с замком переключения

Схема установки

На сирене DS-261 имеется жгут проводки с четырьмя кабелями для подключения, но при этом в процессе подсоединения используются только три провода.

Принципиальная схема подключения сирены

Последовательность шагов при установке:

1. Осуществить монтаж устройства на автомобиле. Устанавливать сирену рекомендуется на моторный щит в отдалении от выхлопного коллектора и проводки системы зажигания. Место установки не должно заливаться водой. При выборе месторасположения необходимо исключить доступ к сирене из-под автомобиля.
2. Проложить провода подключения и соединить их по указанной схеме.
3. Подсоединить провод красного цвета на постоянное питание +12 в от основного источника.
4. Черный провод подключается к кузову машины (-12 в).
5. Белый проводник получает положительный сигнал управления от блока сигнализации. На схемах этот провод может обозначаться — «positive trigger».
6. Четвертый провод синего цвета («negative trigger») предназначен для управления сиреной по отрицательному сигналу. Его рекомендуется отрезать или аккуратно свернуть и уложить на основание сирены.
7. Повернуть ключ в положение с зеленой точкой. В этом режиме сирена автоматически перейдет в состояние тревоги после пропадания напряжения от основного аккумулятора.

По аналогичной схеме подключаются автономные сирены других производителей.

Особенности по установке автономных и неавтономных сирен

На автомобилях могут применяться несколько схем установки автономных и неавтономных сирен:

1. Если владелец автомобиля решил переделывать систему оповещения с автономной сирены на обычную, то он может столкнуться с двумя вариантами подключения. При установке обычной сирены вместо автономной с управлением по положительному сигналу необходимо подключить питание обычного устройства на проводку управления. Отрезанный в точке «А» кабель автономной сирены изолируется. Второй провод простой сирены выводится на кузов.
2. Если автономная сирена управлялась по отрицательному проводу, то обычная сирена подключается по другой схеме. Отрицательный вывод подсоединяется к проводу отрицательного триггера, а положительный — к проводу питания автономного прибора.
3. Для обеспечения защиты от отключения разъема основного брелка сигнализации необходима модернизация колодки. Внутри печатной платы устанавливается дополнительная навесная перемычка. При отключении штекера от блока автономная сирена включится и будет работать от собственного аккумулятора.
4. На одной сигнализации можно одновременно использовать сирены различного типа. Неавтономный сигнализатор подключается через дополнительное реле и защищается отдельным предохранителем. Всего в параллельном подключении можно установить до пяти сирен.

Обычно для средств оповещения используют разные звуковоспроизводящие устройства. Это могут быть автомобильные и пожарные сигнализации, системы охраны квартир и магазинов. Вот и предлагаю собрать схему двухтональной сирены предназначенную для данных целей:

При подключении к схеме питания, звукоизлучатель издает тональные звуки, тон которых резко сменяет друг друга. Звук сирены очень напоминает работу автомобильной сигнализации. Схема состоит из двух мультивибраторов и инвертора d1,5 и усилителя мощности на транзисторах VT1-VT4. Для сирены желательно взять высокочастотный динамик от 3вт. В качестве источника питания устройства необходим блок питания, обеспечивающий выходное напряжение 6…12 В и ток, не менее 1А.

При питании от предельного (для микросхемы) напряжения 12В, схема сирены сможет отдавать мощность до 10 ватт. А если запитать микросхему через резистор и стабилитрон, то подняв напряжение до величины, ограниченной параметрами переходов транзисторов, можно получить мощность до сотни ватт! Получится городская система оповещения:)

Во избежание перегрева и выхода из строя транзисторов, их необходимо установить на радиатор, площадью со спичечный коробок. Но если питание не больше 6В - то необязательно.

Транзистор КТ815 легко заменяется на КТ817, КТ814 - на КТ816. Диоды можно применить КД521, КД522, КД503, КД102. При долгой работе сирены, транзисторы обязательно поставить на радиаторы. Настройка частоты производится резисторами - подобрать при помощи р1, р1 можно применить подстроечный (я применил на 1мом). Настройка тона. Необходима подборка р2 и р3, р4 и р5, попарно они должны быть одинакового сопротивления по схеме. Автор: Рыбалко Р.

Иногда, в перерывах между собиранием более сложных устройств, появляется желание развлечься и собрать что-нибудь, пусть не имеющее практической пользы, но как предмет, который так, навскидку, можно показать знакомым, на вопрос, что интересного и оригинального собрал.

Схема этой прерывистой сирены очень простая, я нашел её несколько лет назад в интернете, тогда же была спаяна плата и опробована на практике. В основе её лежит генератор на транзисторах VT1 и VT2, собранный по схеме несимметричного мультивибратора. Как она работает: при нажатии на кнопку SB1 раздается звук сирены с все повышающейся тональностью, после отпускания кнопки тональность понижается и сирена замолкает. Тональность звучания можно изменить подбором конденсатора С2, либо взять несколько конденсаторов соединив их последовательно, параллельно или в смешанное соединение. Динамик взял мощностью 0.1 Вт, он стоял раньше в какой-то китайской игрушке. Взять динамик больших размеров не позволял корпус. Плату тогда травить не стал, а изготовил её путем прорезания канавок.

При проверке сирены экспериментировал с разными динамиками, мощностью от 0.1 до 5 Вт, сопротивлением 4-8 Ом, со всеми работало нормально. Напряжение питания подавал 9-11 вольт, можно запитать от "кроны ” либо если удастся найти в продаже 2 последовательно соединенных батарей 3R12 (советское название 3336 ) на 4.5 вольт, последних хватит на дольше.

Также можно запитать от китайского блока питания выдающего 9-12 вольт. Если кто-либо не захочет вручную, кнопкой, задавать тональность звучания, думаю можно подключить заместо кнопки симметричный мультивибратор, тогда в то время, когда транзистор мультивибратора будет открыт, сирена будет звучать, когда транзистор закрыт, соответственно молчать. Вот фото готового устройства:

Конденсаторы поставил пленочные, просто потому, что они у меня были, но и керамические конденсаторы, я думаю, работали бы здесь не хуже. Транзисторы также можно взять любые соответствующей структуры. В ждущем режиме, при замкнутом выключателе SA1, устройство потребляет незначительный ток, что позволяет при желании использовать его в качестве квартирного звонка. При нажатой кнопке SB1 потребляемый ток возрастает до 40 мА. Привожу рисунок печатной платы этой сирены:

Предыдущая статья: Mitsubishi Lancer Evolution, обзор всех поколений Стоимость и комплектации Следующая статья: Ford Crown Victoria − презентабельный американский автомобиль Полицейская машина форд краун виктория