Схема звукового сигнала для автомобиля
Библиографическая ссылка на статью:
Гумелёв В.Ю. Назначение и принцип действия системы звуковой сигнализации автомобиля // Современная техника и технологии. 2013. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2013/02/1639 (дата обращения: 11.09.2020).
Системы звуковой сигнализации предназначены для обеспечения безопасности движения автомобиля в транспортном потоке и используются для оповещения пешеходов и водителей других транспортных средств о наличии и приближении автомобиля (для предупреждения других водителей о намерении произвести обгон вне населенных пунктов; в случаях, когда это необходимо для предотвращения дорожно-транспортного происшествия) [ 1 ] . Звуковые сигналы также используются для оповещения о состоянии рабочих агрегатов автомобиля и включаются в противоугонные устройства.
Система звуковой сигнализации состоит из звуковых сигналов (одного или нескольких), выключателя и реле звуковых сигналов, соединительных проводов.
Звуковые сигналы подразделяют:
— по характеру звучания – на шумовые и тональные;
— по устройству – на рупорные и безрупорные;
— по роду тока – на сигналы постоянного и переменного тока;
— по принципу действия – на электрические вибрационные и электропневматические.
Электроснабжение звуковых сигналов постоянного тока осуществляется от бортовой сети электрооборудования автомобиля.
Звуковое давление должно быть в пределах от 85 до 125 дБ.
По устройству и принципу действия шумовые и тональные сигналы незначительно отличаются друг от друга. Наиболее широко распространены электрические вибрационные безрупорные и рупорные звуковые сигналы сравнительно малой мощности от 40 до 60 Вт, обладающие достаточно хорошим звучанием. Они представленные в соответствии с рисунком 1.
Для того, чтобы исключить влияние колебаний автомобиля на звукоизлучение, применяют рессорную подвеску звуковых сигналов. Следует учитывать, что слышимость сигнала изменяет возникающее при движении автомобиля вихревое движение воздуха. Кроме того, чем больше скорость автомобиля, тем меньше расстояние, на котором слышен сигнал.
Обычно на автомобили устанавливают комплект звуковых сигналов: один низкого тона и один или два высокого тона. В зависимости от силы потребляемого тока звуковые сигналы в комплекте включают параллельно или последовательно. Включение безрупорных сигналов, которые потребляют токи меньшей силы, чем рупорные, осуществляется непосредственно механическим выключателем звуковых сигналов (кнопкой, рычагом или механическими выключателями иной конструкции). Рупорные сигналы потребляют токи силой, превышающей допустимые значения для механических выключателей звуковых сигналов. Для включения сигналов в таком случае применяют промежуточные электромагнитное реле (реле сигналов), при применении которых через механический выключатель звуковых сигналов протекает ток небольшой силы, потребляемый обмоткой реле звуковых сигналов.
а – безрупорные сигнал; б – рупорный сигнал
Рисунок 1 – Электрические звуковые сигналы
Также при установке двух или более безрупорных сигналов ток, проходящий через контакты выключателя звуковых сигналов, может достигать таких значений, при которых произойдет их подгорание. В этих случаях также для разгрузки выключателя сигналов применяется электромагнитное реле.
Цепь электроснабжения звуковых сигналов обязательно защищается предохранителями.
Комплект сигналов, как правило, включает два безрупорных или два рупорных (низкого и высокого тонов), настроенных на совместную работу.
Принципиальная электрическая схема управления звуковыми сигналами автомобиля Урал-4320-31 представлена в соответствии с рисунком 2. На автомобиле установлено два рупорных сигнала.
Принцип работы электрического звукового сигнала представлен на примере безрупорного шумового звукового сигнала. Его устройство проще, чем рупорного, и представлено в соответствии с рисунком 3. Принцип действия и устройство рупорных тональных звуковых сигналов (например, автомобиля Урал-4320-31) во многом аналогичны устройству и действию безрупорного шумового звукового сигнала. Но резонатором в тональном сигнале является столб воздуха, заключенный в его рупоре [2 ].
1 – реле звуковых сигналов 901.3747 (30, 85, 86, 87 – обозначение его контактов); 2 – предохранитель плавкий ПР119-01; 3 – выключатель звуковых сигналов 2802.3829; 4, 5 – сигналы звуковые низкого и высокого тона С306Д и С307Д
Рисунок 2 – Принципиальная электрическая схема управления звуковыми сигналами автомобиля Урал-4320-31
1 – контакты; 2 – якорь; 3 – резонатор; 4 – мембрана; 5 – сердечник; 6 – обмотка электромагнита; 7 – стержень мембраны; 8 – искрогасящий конденсатор; 9 – регулировочный винт;
10 – выводы обмотки
Рисунок 3 – Устройство безрупорного шумового звукового сигнала
Выводы обмотки 10 сигнала подсоединены: один через выключатель звукового сигнала к корпусу автомобиля (к выводу «–» аккумуляторной батареи (АКБ); а другой – к выводу «+» АКБ. При включении сигнала электромагнит, состоящий из сердечника 5 и обмотки 6, притягивает якорь 2, вместе с которым перемещается мембрана 4 с резонатором 3.
В конце хода якоря 2 размыкаются контакты 1 прерывателя. Обмотка электромагнита 6 обесточивается и под действием упругой силы мембрана 4 движется в обратном направлении, вновь замыкая контакты. Пока включен выключатель сигнала цикл движения якоря с мембраной повторяется. Вибрация мембраны передается резонатору 3.Частота колебаний мембраны и резонатора определяют тон и силу звучания сигнала. Регулировочный винт 9 изменяет характер звучания сигнала, меняя положение контактов относительно якоря. Для уменьшения искрения контактов 1 параллельно им включается конденсатор 8.
Библиографический список
- Правила дорожного движения 2011 с картинками и знаками [Электронный ресурс]. URL : http : // carsguru.net / pdd / pdd.html
- Чижков Ю. П. Электрооборудование автомобилей. Курс лекций. Ч. 2 [Текст] / Ю. П. Чижков – М.: Машиностроение, 2003. – 320 с.
Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)
Оставить комментарий
Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.
Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
© 2020. Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии».
Двухтональный автомобильный сигнал своими руками
В автомобилях часто устанавливают два клаксона, тем самым звук получается двухголосным — оба звучат одновременно. Один сигнал высокого тона с частотой звуковых колебаний около 430 Гц, другой низкого тона с частотой около 320 Гц.
Но при поочередном звучании клаксонов резко контрастирует автомобильный сигнал на фоне ему подобных. Ранее мы рассматривали похожую схему: «Электронный переключатель сигнала и светодиодных ламп.»
Есть ещё другой вариант…
… достаточно лишь на короткое время задерживать включение сигнала низкого тона относительно сигнала высокого, и различимость звучания в целом заметно улучшится. Для реализации задержки включения нужно ввести в цепь сигнала низкого тона автомобиля реле времени. После окончания времени выдержки реле (оно не должно превышать секунды) оба клаксона, как и обычно, звучат одновременно.
Разница в работе клаксонов незначительна, но зато различимость их звучания (или, как говорят специалисты, полетность, т.е. легкость слухового обнаружения звучания даже при значительном уровне шума) существенно выше. Следует заметить, что в первое время после переделки «голос» машины кажется чужим и даже неприятным, но очень скоро становится привычным и легко различимым среди подобных. Это важно, в первую очередь, в тех случаях, когда машина, оснащенная автосторожем, стоит на неохраняемой стоянке, где одновременно находится много автомобилей. Необходимо быстро и уверенно определить, не ваша ли машина подает сигнал тревоги. Такой необычный звук к тому же лучше воспринимают пешеходы и другие участники движения.
Есть разные варианты исполнения реле времени:
Первый вариант задержки
На рис. 1 показана схема одного из возможных его вариантов. Реле собрано на транзисторе VT1. Требуемую временную задержку обеспечивает цепь R1C1. Здесь НА1 — клаксон высокого тона, а НА2 — низкого; оба входят в состав системы электрооборудования автомобиля. Клаксон НА1 включает контактная группа К2.1 реле сигналов автомобиля (обмотка этого реле на рис. 1 не показана), а НА2 — контактная группа К1.1 дополнительного реле К1.
Диоды VD1, VD2, VD3 служат для подавления импульсов напряжения самоиндукции, возникающих на обмотках реле К1 и клаксонов НА1, НА2.
Когда устройство обесточено (контакты К2.1 разомкнуты), клаксоны выключены, конденсатор С1 разряжен. После срабатывания реле сигналов и замыкания контактов К2.1 немедленно включается клаксон НА1 высокого тона. Одновременно начинается зарядка конденсатора С1 через резистор R1. Когда он зарядится настолько, что откроется транзистор VT1 и сработает реле К1, контакты К1.1 включат клаксон НА2 низкого тона.
Задержка его включения зависит от параметров цепи R1C1. При указанных на схеме типономиналах деталей она близка к 1 с. Далее оба клаксона НА1, НА2 звучат одновременно.
После размыкания контактов К2.1 оба клаксона выключатся и конденсатор С1 очень быстро разрядится через резистор R2 и эмиттерный переход транзистора VT1 — устройство снова готово к работе.
Если нажатие на кнопку подачи звукового сигнала (на руле автомобиля) будет кратковременным (менее 1 с), сработает лишь клаксон НА1, а НА2 включиться не успеет. Ясно, что такой режим ручной подачи сигнала способствует уменьшению общего городского шума.
Описанное реле времени легко смонтировать на современном автомобиле с двумя клаксонами, у которого, как правило, они включаются контактами специального реле сигналов. Клаксон такой машины имеет всего один — плюсовой — зажим, минусовым выводом служит корпус клаксона.
На автомобилях старых моделей, например, ВАЗ-2101, для управления клаксонами не использовали промежуточного реле, а сами они были подключены на автомобиле по распространенной прежде двупроводной схеме. При этом каждый клаксон обычно имел два зажима, один из которых был постоянно соединен с плюсовым проводом бортовой сети.
Для таких машин более подходит схема, представленная на рис. 2.
Второй вариант задержки
По принципу работы это реле ничем не отличается от предыдущего. Укажем лишь, что здесь SB1-контакты рулевой кнопки звукового сигнала.
В журнале «За рулем», 1993, N» 7, с. 38, 39 в статье «Голос узнаете сразу» были описаны устройства, позволяющие имитировать звук старинного клаксона с резиновой грушей (когда на грушу нажимали, раздавался звук сравнительно высокого тона, а когда отпускали -низкого).
Они собраны на электромагнитных и тепловых реле, поэтому довольно сложны, а надежность работы невысока.
Ниже описаны два электронных аналога этих устройств. Несмотря на то, что в их составе также присутствует одно электромагнитное реле, они проще в реализации и работают лучше. При нажатии на сигнальную кнопку будет звучать клаксон высокого тона, а после ее отпускания кратковременно прозвучит клаксон низкого тона.
Схема такого устройства применительно к современному автомобилю показана на рис. 3.
Третий вариант задержки
Здесь диоды VD1, VD4, VD5 служат для подавления высоковольтных импульсов самоиндукции на обмотках реле К1 и клаксонов НА1, НА2.
При замыкании контактов К2.1 реле сигналов звучит клаксон НА1 и заряжается конденсатор С1 через резистор R2 и диод VD2. Транзистор VT1 в это время закрыт, так как закрыт диод VD3. Реле К1 обесточено, клаксон НА2 выключен.
После размыкания контактов К2.1 выключается клаксон НА1, открывается диод VD3 и конденсатор С1 разряжается через резистор R1, эмиттерный переход транзистора VT1, диод VD3 и обмотку клаксона НА1. При этом транзистор открывается, срабатывает реле К1 и контактами К1.1 включает клаксон НА2. После разрядки конденсатора (примерно через секунду) транзистор закрывается, реле К1 отпускает якорь, выключая клаксон НА2. Устройство снова готово к работе.
Четвертый вариант задержки
Если на автомобиле нет реле сигналов и клаксоны включаются непосредственно контактами сигнальной кнопки на руле, то устройство следует собирать по схеме на рис. 4.
В нем диоды VD1, VD4, VD5 — защитные, а VD2 и VD3, как и в предыдущем устройстве, коммутируют цепи зарядки и разрядки конденсатора С1. По порядку работы устройство тоже практически не отличается от предыдущего.
В заключение несколько замечаний, общих для всех описанных в этой статье устройств. Реле времени везде настроено на выдержку приблизительно 1 с. Если необходимо это время продлить, нужно пропорционально увеличить сопротивление резистора R1, и наоборот.
Транзистор КТ829А можно заменить любым из этой серии; годятся также транзисторы КТ972А и КТ972Б. Если же приобрести указанные составные транзисторы не удалось, можно использовать составленные, например, из транзисторов серий КТ801 или КТ807 и КТ815 или КТ817 (желательно выбирать наиболее высоковольтные по напряжению коллектор-эмиттер).
Во всех устройствах лучше всего использовать малогабаритные реле 111.3747, 112.3747, 113.3747, 113.3747-10, 114.3747-10, 114.3747-11, 116.3747-10,116.3747-11,117.3747-10 или 117.3747-11, рассчитанные на номинальное напряжение 12 В (см. статью В. Банникова «Малогабаритные автомобильные электромагнитные реле в «Радио», 1994, №9, с. 42 и №10, с. 41).
Диоды КД102А можно заменить на КД102Б, КД510А или любые из серий КД103, КД109, КД226. Вместо КД213А подойдут КД213Б или КД202 с буквенными индексами В, Д, Ж, К, М, Р. С диодами из серии КД202 габариты устройства придется несколько увеличить. Если пойти на еще большее увеличение размеров, то вместо КД213А можно использовать диоды серий КД204, Д242, Д305. В силу кратковременности работы устройств каких-либо теплоотводов для диодов или транзисторов не требуется.
При любом отказе устройства для возврата к стандартному варианту питания клаксонов достаточно замкнуть перемычкой контактную группу К1.1.
Схема поочередно переключающихся сигналов
О чем мы ранее рассказывали в этой схеме поочередно включаются то один сигнал, то другой.
Соотношение тонов сигналов обычно устанавливают близким к малой терции, которая, являясь основой минорного аккорда (трезвучия), вызывает у человека ощущение тревоги. Поэтому данный схемы можно также использовать для охраны своего участка, дома, дачи и т.д.
