Подсветка сабвуфера своими руками

Внешняя защита от статического электричества

Как показывает практика, главным разрушающим фактором, помимо мощных помех, являются электростатические разряды. Они возникают при сближении разнозаряженных элементов. Например, при подключении/отключении устройств или при прикосновениях. Известно, что человек в кожаной обуви при ходьбе генерирует электрическое напряжение 25 кВ. Очевидно, что в промышленной и автомобильной технике вращающиеся и трущиеся части механизмов создают колоссальные статические заряды. Статика приводит к катастрофическим для электроники последствиям. Пробой затворов транзисторов, деградация полупроводников и даже разрушение контактных соединений — вот лишь часть возможных повреждений.

Надежным и доступным способом защиты от электростатики являются защитные диоды. Компания Maxim Integrated выпускает широкий спектр дискретных элементов защиты (таблица 6).

Таблица 6. Защитные диодные сборки Maxim

MAX3202/3/4/6 соответствуют уровню защиты от следующих уровней разрядов: ±15 кВ (Human Body Model), ±8 кВ (IEC 61000-4-2, Contact Discharge), ±15 кВ (IEC 61000-4-2, Air-Gap Discharge). Применяются для высокоскоростных интерфейсов (таблица 5).

MAX3205/7/8 предназначены для защиты высокоскоростных дифференциальных интерфейсов. Имеют расширенный диапазон рабочих температур -40…125°С. Уровень защиты соответствует: ±15 кВ (Human Body Model), ±8 кВ (IEC 61000-4-2, Contact Discharge), ±15 кВ (IEC 61000-4-2, Air-Gap Discharge).

Проблема в сложности АСУ ТП или в интеграторах?

Какие требования предъявляет проблематика защиты АСУ ТП к интеграторам И Б? На мой взгляд, требуется сочетание опыта в сфере защиты информации и опыта реализации проектов по созданию инфраструктуры АСУ ТП. Необходимо знание специфики работы промышленных систем и особенностей работы сетевых протоколов АСУ ТП, умение ориентироваться в рекомендациях отечественных регуляторов и западных стандартов. Поэтому крайне желательно наличие среди специалистов интегратора как инженеров по АСУ ТП, так и специалистов по ИБ (такое сочетание, как инженер АСУ ТП и специалист И Б, в одном лице — достаточно редкое явление).

Подход к обеспечению ИБ в любой отрасли должен быть комплексным, и защита АСУ ТП не является исключением. Должна быть проведена оценка угроз ИБ. разработаны правила политики безопасности и т.д. Если же говорить о технических аспектах защиты, то. как известно, АСУ ТП логически разделяют на три уровня:
• верхний уровень, или уровень визуализации, диспетчеризации и сбора данных;
• средний уровень, или уровень контроллеров;
• нижний уровень, или уровень контрольно-измерительного оборудования.

В действительности далеко не во всех проектных организациях есть инженеры по системам АСУ ТП, а также имеется опыт реализации проектов по защите АСУ ТП. Также в проектных организациях не часто встречаются выделенные подразделения безопасности АСУ ТП, специализирующиеся на изучении проблемы и наращивании компетенций в данной области. При этом наблюдается позиционирование практически всех системных интеграторов как обладателей экспертизы в области защиты АСУ ТП.

Если говорить о существующем сегодня подходе к защите АСУ ТП, то он во многом перенесен из других отраслей. Как правило, это защита на сетевом (IP) уровне, с хорошо знакомыми интеграторам средствами защиты и организационными мерами. Отчасти в этом есть здравый смысл, тем более что тенденция развития систем АСУ ТП активно смещается к использованию стека протоколов TCP/IP и к стандартным ОС, что добавляет классические сетевые угрозы ИБ. Но в целом такой подход больше похож на «делаем что умеем». Зачастую не выполняется даже комплекс банальных мер защиты в самих сегментах АСУ ТП. Интеграторы и владельцы подчас боятся затрагивать сегмент АСУ ТП, особенно на его нижних уровнях. Учитывая, что в нем основной целью злоумышленников является контрольно-измерительная информация, данный подход, мягко говоря, не эффективен. Также не всегда возможна реализация рекомендаций отечественных регуляторов и западных стандартов без ущерба нормальному функционированию систем АСУ ТП.

К примеру, полная изоляция сегментов АСУ ТП подчас технически невозможна без ущерба функциональности системы, но в некоторых случаях регуляторы предъявляют такие требования к конкретным владельцам КСИИ.

Находить изящное, не конфликтующее и действительно функциональное решение в таких условиях является непростой задачей для интегратора при защите АСУ ТП.

Схема защиты акустических систем усилителя «Бриг-001»

Рис. 1. Схема защиты акустических систем усилителя «Бриг-001»

При появлении на выходе усилителя любого из каналов постоянного напряжения положительной полярности открывается транзистор VT1, который шунтирует цепь базы составного транзистора на общий провод. При этом ток через реле К1 уменьшается настолько, что оно отпускает контакты и отключает акустические системы от усилителя. Конденсатор С1 предотвращает срабатывание реле К1 от переменного напряжения выходного сигнала.В случае, если на выходе усилителя появится напряжение отрицательной полярности, оно поступит через делитель R6, R7 на базу составного транзистора, в результате реле К1 отпустит и отключит нагрузку от усилителя.

Случай появления на выходах усилителя равных по модулю двухполярных напряжений учтен выбором различных значений резисторов R1 и R2.Таким образом, акустическая система защищена от постоянного напряжения любой полярности на выходе усилителя.

Подобная схема защиты акустических систем проработала в одном из моих усилителей более двух десятков лет, и ни разу не подвела, хотя около половины указанного срока усилитель трудился на увеселительных мероприятиях.

Достоинства:
простота и надежность; практически полное отсутствие ложных срабатываний; универсальность применения.

Недостатки:
Отсутствует схема отключения акустических систем при пропадании питания.Этот недостаток был принесен в угоду простоте и надежности устройства.

В схеме защиты установлены пассивные инфразвуковые фильтры нижних частот второго порядка (соответственно C3, C5, R10, R12 и C4, C6, R11, R13) и сенсоры аварийного постоянного напряжения на выходе усилителя (VT2, VT4, VT6 и VT3, VT5, VT7). При напряжении любой полярности более 1,5 В открывается соответствующий ключ (VT2 или VT3 для положительной полярности постоянного напряжения и VT4, VT6 или VT5, VT7 – отрицательной). При аварии база составного транзистора VT8, управляющего последовательно включенными электромагнитным реле К1 и К2, через низкоомный антизвоновый резистор R5 надежно соединяется с общим проводом, размыкая соединение выходов акустических систем через контакты реле.

Интегрирующая цепь R1, C2 в базовой цепи транзистора VT1 обеспечивает задержку подключения акустических систем при включении питания (на время 1,8 с), тем самым предотвращается проникновение в акустическую систему помех, вызванных переходными процессами в усилителе.Схема защиты универсальна и может использоваться с другими УМЗЧ. В таблице, размещенной в правом верхнем углу схемы рис. 5 указаны номиналы R6, R7, которые необходимо изменить в соответствии с напряжением питания Uп усилителя.

Технические характеристики:
Напряжение питания, В=+25…45
Время задержки включения, с=1,8
Порог срабатывания защиты, В=более ±1,5
Выходной ток для питания реле, мА=до 100
Размеры печатной платы, мм=75х75

Детали модернизированной схемы устройства защиты акустических систем.

VT1…VT3, VT6, VT7 – Транзистор BC546B (ТО-92) – 5 шт.,VT4, VT5 – Транзистор BC556B – 2 шт.,VT8 – Транзистор КТ972А – 1 шт.,VD1 — Стабилитрон КС212Ж (BZX55C12, 12V/0,5W, корпус DO-35) – 1 шт.,VD2 — Диод 1N4004 – 1 шт.,K1, К2 — Реле электромеханическое (1C, 12VDC, 30mA, 400R) BS-115C-12A-12VDC – 2 шт.,R1 — Рез.-0,25-220 кОм (красный, красный, желтый, золотистый) – 1 шт.,R2 — Рез.-0,25-1 м (коричневый, черный, зеленый, золотистый) – 1 шт.,R3, R4 — Рез.-0,25-11 кОм (коричневый, коричневый, оранжевый, золотистый) – 2 шт.,R5 — Рез.-0,25-10 Ом (коричневый, черный, черный, золотистый) – 1 шт.,R6 — Рез.-0,25-2,2 кОм (красный, красный, красный, золотистый) – 1 шт.,R7 – Перемычка,R8…R11 — Рез.-0,25-22 кОм (красный, красный, оранжевый, золотистый) – 4 шт.,R12, R13 — Рез.-1-22 кОм (красный, красный, оранжевый, золотистый) – 2 шт.,C1, C2 — Конд.47/25V 0511 +105 °С – 2 шт.,C3 – C6 — Конд.47/50V 1021 NPL (47/25V 1012 NPL) – 4 шт.,Клеммник 2к шаг 5мм на плату TB-01A – 5 шт.

печатной платой

Рис. 9. Клещи для зачистки провода и обжима наконечников – помощник при монтаже усилителя

Включаем!

Еще раз напомню, что вместо можно применить и ; при этом напряжение питания двухполярного источника должно составлять ±22 В для , ±16 В для , и ±12 В для TDA2006.

Настоятельно советую повторить этот проект всем желающим, чтобы приобрести опыт и построить неплохой усилитель для радиокомплекса. Не случайно девизом проекта я выбрал слоган «Не мечтай, действуй!» .

Защита акустических систем от постоянного напряжения на выходе усилителя под названием «Бриг» (скопированная из одноименного усилителя выпускавшегося советской промышленностью) уже долгие годы знакома многим радиолюбителям. За эти долгие годы данная схема зарекомендовала себя с лучшей стороны спасая сотни и тысячи акустических систем. Схема отличается надежностью и простотой.

Схема представленная мной ниже является одной из вариаций на тему «бриговской» защиты. Скелет схемы остался прежним. Изменения коснулись лишь номиналов схемы и моделей транзисторов.

Технические характеристики схемы:

Напряжение питания: +27 … +65В
Время задержки подключения АС: 2 секунды
Входная чувствительность по постоянному напряжению: +/- 1,5В

Широкий предел питающих напряжений обеспечивается применением в цепи питания стабилизатора напряжения на VD5, VD6, R13 и транзисторе VT5. На транзистор VT5 необходимо установить небольшой теплоотвод. Если значительно увеличить площадь теплоотвода и заменить транзистор VT5 на BD139 можно поднять максимальное напряжение питания до +120В.

В качестве драйвера реле используется составной транзистор, что позволило отказаться от дополнительного маломощного транзистора и немного сэкономить место на плате. В качестве драйверного транзистора реле (VT3 VT4) можно применять и другие составные транзисторы, например: BD875 или КТ972. Перед заменой транзисторов на аналогичные следует свериться с их цоколевкой т.к. она не совпадает у всех перечисленных транзисторов.

Транзисторы VT1 и VT2 можно заменить на BC546-BC548 или КТ3102. Так же не забываем про цоколевку, как и прошлом случае.

VD3 и VD4 необходимы для того чтобы избежать помех при коммутации контактов реле. VD1 и VD2 необходимы для защиты VT1 и VT2 соответственно, от пробоя БЭ перехода при наличии на входе схемы отрицательного напряжения менее -15В.

Схема так же обеспечивает задержку подключения акустической системы (АС) на 1-2 секунды. Это необходимо для того, чтобы в момент включения усилителя из АС не раздавалось хлопка или других неприятных звуков сопровождающих переходные процессы в усилителе. За время задержки подключения АС отвечает конденсатор С3 и С4. Чем больше их емкость, тем больше время задержки подключения акустики. С номиналами указанными на схеме, время задержки составляет около 2 секунд.

Реле необходимо применять с управляющей обмоткой 24В, 15мА и на ток не менее выходного тока усилителя. Я применил реле — Tianbo HJR-3FF-S-Z.

Фотография готового устройства

Список радиоэлементов

В интернете сейчас представлено огромное количество различных усилителей звука, на любой вкус и цвет, под любые нужны. Как известно, даже самые надёжные усилители имеют свойство выходить из строя, например, из-за неправильных условий эксплуатации, перегрева или неправильного подключения. В этом случае велика вероятность того, что высокое питающее напряжение окажется на выходе усилителя, и, следовательно, беспрепятственно окажется прямо на динамиках акустической системы. Таким образом, вышедший из строя усилитель утягивает за собой «в мир иной» подключенную к нему акустическую систему, которая может стоить гораздо дороже самого усилителя. Именно поэтому крайне рекомендуется подключать усилитель к колонкам через специальную плату, которая называется защитой акустических систем.

Записки программиста

Допустим, у вас есть некое устройство, питаемое от внешнего аккумулятора. Для определенности скажем, от это LiIon или LiPo, часто используемые в квадракоптерах. При питании от внешнего источника всегда есть неплохие шансы сжечь устройство. Самый простой способ это сделать — перепутать полярность. Еще можно запитать устройство от блока питания и, случайно крутанув ручку, превысить допустимое напряжение. Давайте рассмотрим классическую схему, защищающую от таких ошибок при помощи компонентов общей стоимостью менее 5$.

Вот эти компоненты:

• VS-40TPS12PBF, тиристор на 35 А;
• 1N4744A, стабилитрон 15 В 5%;
• Резистор 1 кОм 0.25 Вт;
• RHRP3060, диод на 30 А;
• Автомобильный предохранитель «норма» на 25 А;
• Держатель автомобильного предохранителя «норма» на кабель;
• Немного термоусадок и провода 16 AWG в силиконовой изоляции;

Компоненты были выбраны в предположении, что устройство может потреблять до 25 А тока. Если ваше устройство потребляет меньше, можно обойтись аналогичными компонентами, рассчитанными на меньший ток. Они обойдутся вам дешевле.

Схема защиты:

При нормальном питании устройства положенными 12-ю вольтами стабилитрон D1 имеет высокое сопротивление. Управляющий электрод тиристора D2 притянут к земле через резистор R1. Тиристор находится в закрытом состоянии. Диод D3 также закрыт, поскольку к нему приложено обратное напряжение. В итоге нагрузка получает питание.

Если напряжение питания превышает напряжение пробоя стабилитрона, ток через стабилитрон резко возрастает. Тиристор переходит в открытое состояние. Фактически, происходит короткое замыкание. В результате предохранитель перегорает и цепь размыкается. При нарушении полярности питания к диоду D3 прикладывается прямое напряжение и диод становится открыт. Опять-таки, происходит КЗ и сгорает предохранитель. Таким образом, цепь защищается как от перенапряжения, так и от переполюсовки.

Примечание: Как вариант, для защиты от переполюсовки вместо диода можно использовать МОП-транзистор. Этот способ ранее был описан в посте Шпаргалка в картинках по использованию MOSFET’ов.

Интересно, что устройство, собранное по приведенной схеме, можно сделать очень компактным. Вид спереди (без предохранителя):

Вид сзади:

Такую конструкцию можно упаковать в термоусадку и поместить прямо в корпус устройства, если в нем имеется немного свободного места. Предохранитель имеет смысл поместить не в корпус, а снаружи, на кабеле питания. Так будет легче заменять сгоревший предохранитель. Само собой разумеется, можно разместить все компоненты защиты и на кабеле. Если не вскрывать корпус, вы сохраните гарантию на устройство.

Схема была протестирована на стабилизаторе LM7805, светодиоде и резисторе в роли нагрузки, а также лабораторном блоке питания и LiPo аккумуляторе 3S в роли источников питания. Защита продемонстрировала безотказную работу во всех сценариях. В моем случае защита от перенапряжения срабатывала при 15.8 В. При необходимости, защиту можно настроить на любое напряжение, подобрав подходящий стабилитрон.

Такая вот простенькая, но надежная схема. Само собой разумеется, никакого срыва покровов здесь нет, поскольку приведенную схему можно найти в каждой второй книжке по электронике.

Метки: Электроника.

Схемы на транзисторах

Специалистами разработано большое количество самых различных электрических схем, более или менее эффективно защищающих громкоговорители звуковых колонок от повреждений. Большинство из них выполнены на микросхемах или транзисторах, а в качестве исполнительного механизма в этих схемах задействовано реле. Так, практически все широко известные варианты защиты АС с использованием транзисторов и реле разработаны на базе нескольких схем, детально описанных ниже.

Электросхема УНЧ «Бриг-001»

Электрическая схема, аналогичная используемой в высококачественном УНЧ «Бриг-001» отличается от оригинала только типом транзисторов, из-за чего в ней были изменены некоторые номиналы. Технико-эксплуатационные характеристики данной схемы:

• питающее напряжение, В — от +27 до +65;
• задержка подключения АС, сек — 2,0;
• чувствительность к входному постоянному напряжению, В — ±1,5.

Электросхема Котова

Электрическая схема А. Котова популярна среди начинающих радиолюбителей за свою простоту и эффективность. Однако она не лишена некоторых недостатков:

• рабочий режим с «оторванной базой»;
• протекание всего потребляемого тока через светодиод;
• неизменная величина питающего напряжения;
• невозможность быстрого отключения АС от усилителя.

В результате творческого переосмысления вышеизложенных технических решений многочисленными радиолюбителями были предложены достаточно оригинальные варианты защитных схем АС с использованием транзисторов и реле (перечислены ниже).

Электросхема на 4 транзисторах

Схема  защиты и задержки включения на 4-х транзисторах обеспечивает отключение АС при появлении на выходе УНЧ высоких показателей постоянного напряжения разных полярностей, а также задерживает подключение динамиков АС при включении УНЧ, защищая их от так называемых щелчков питания.

Модернизированная электросхема

Модернизированная схема защиты АС отключает систему при подключении головных телефонов, а также защищает ее излучатели при повышении или понижении питающего напряжения на выходе УНЧ (в том числе и при его включении/выключении) до уровня предельно допускаемых значений.

Универсальная электросхема на 2 транзисторах

Универсальная схема защиты на двух транзисторах предохраняет громкоговорители АС от воздействия кратковременных бросков напряжения при включении УНЧ (задержка подключения АС не более, чем на 1 сек) и обеспечивает их защиту от перегрузки или появления на выходе усилителя высокого питающего напряжения разных полярностей.

Простая электросхема на 3 транзисторах

Простая электросхема защиты АС на трех транзисторах отключает громкоговоритель при появлении постоянного тока на выходе УНЧ (схема разрабатывалась для УНЧ «Ланзар»).

Другие варианты

Были разработаны и опробованы на практике и другие варианты, позволяющие, например, защитить динамики в случае появления на выходе УНЧ повышенного питающего напряжения разных полярностей, используя для этого резисторный оптрон. Также гарантированно обеспечит снижение уровня мощности, подаваемой на вход акустической системы при перегрузках УНЧ, дополнительное устройство, установленное между выходом усилителя и входом АС.

Пример 1: Решение по защите на верхнем уровне АСУТП

Для защиты сегмента АСУ ТП от попыток НСД со стороны корпоративного сегмента ЛВС и сохранения при этом информационного взаимодействия между сегментами применяются системы одностороннего межсетевого взаимодействия, например Fox-IT DataDiode.

Данное решение изначально использовалось в информационных системах НАТО и потом нашло свое применение в АСУ ТП.

С точки зрения логики работы решение представляет собой специализированные прокси-серверы «черный» (сторона источника информационного потока — сегмент АСУ ТП) и «красный» (сторона назначения информационного потока — сегмент корпоративной ЛВС) — см. рис. 1. Взаимодействие осуществляется лишь в рамках пары «сервер АСУ ТП — прокси DataDiode». Между самими же прокси-серверами DataDiode происходит уже одностороннее взаимодействие. При этом однонаправленная связь реализуется именно на физическом уровне (см. рис. 1). Встречное воздействие исключено на физическом уровне за счет использования гальванической развязки (оптический интерфейс устройства DataDiode в сторону Red Proxy работает только в режиме transmit. Любые другие варианты взаимодействия исключены на аппаратном уровне).

Например, в одном из реализованных проектов необходимо было обеспечить периодическую отсылку данных Historian OPC Server в сегмент корпоративной сети для мониторинга и анализа. Существует также множество других вариантов использования систем одностороннего межсетевого взаимодействия: обеспечение взаимодействия компонентов иерархии WSUS сегментов корпоративной сети и АСУ ТП, пересылка журналов аудита в формате syslog для SIEM-систем, расположенных вне сегмента АСУ ТП, однонаправленное взаимодействие по протоколам CIFS, SMTP и FTP для решения внутренних задач подразделений АСУ ТП (см. рис. 2).

Разумеется, требования по контролю сессий никто не отменял, и межсетевые экраны также должны использоваться на входе и выходе из демилитаризованной
зоны. В некоторых случаях возможно и целесообразно применение двунаправленной схемы одностороннего взаимодействия (см. рис. 3).

Итого

постоянных напряжений

Кроме того (что используется в ряде усилителей) можно управлять подключением к выходу усилителя одной или несколькими пар АС с помощью переключателя на лицевой панели усилителя, при этом не надо пропускать сильноточные сигнальные цепи через данный переключатель.

Данный проект защиты акустики повзаимствован на одном из португальских сайтов. Кроме защиты от постоянки блок обеспечивает задержку подключения колонок к выходу усилителя мощности примерно от 3 до 10 секунд, устраняя при этом щелчки при включении питания усилителя. Принципиальная схема:

В схеме применены реле на напряжение 12 Вольт с одной группой переключающихся контактов, способных держать ток 6…8 Ампер.

В статье оригинале были приведены следующие изображения печатной платы:

И вид платы PCB формата:

Используя данные изображения мы нарисовали плату защиты в программе Sprint Layout. LAY6 формат выглядит так:

Фото-вид печатной платы защиты акустики LAY6 формата:

Фольгированный стеклотекстолит односторонний. Размер платы мы чуток уменьшили, теперь он стал 45 х 75 мм.

В качестве блока питания схемы применен обычный параметрический стабилизатор, напряжение стабилизации 12 Вольт. Схема показана ниже:

Надеемся для вас не составит труда расчитать номинал токоограничивающего резистора для стабилитрона, на схеме он указан стрелкой. Его номинал будет зависеть от того, какое напряжение у вас будет после диодного моста. Так же БП можно реализовать на LM7812.

Подключение блока защиты и акустики к усилителю мощности показано на следующем изображении:

Список элементов схемы блока защиты акустики:

Реле 12 Вольт — 2 шт. Транзисторы 2SC945 — 2 шт. Транзистор 2SC9013 – 1 шт. Диоды 1N4007 – 5 шт. Электролитические конденсаторы 220 uF/ 50V – 2 шт. Резисторы 10 кОм – 4 шт. Резистор 1 кОм – 1 шт. Резистор 39 кОм – 1 шт. Разъемы 2 Pin – по усмотрению Подстроечный резистор 220…500 кОм – 1 шт. Стабилитрон 12 Вольт 1 Ватт – 1 шт. (например импортный 1N4742A)

Плата блока защиты акустики в сборе:

Ссылка на скачивание архива со схемой и печатной платой LAY6 формата появится на этой же странице после клика по любой строке рекламного блока ниже кроме строки “Оплаченная реклама”. Размер файла – 0,3 Mb.

Похожие записи:

Удаляем старый силиконовый герметик в ванной комнате Самодельный паяльник: как сделать прибор своими руками Инжекционная горелка и принцип ее работы Как сделать клетку для перепелов своими руками Поделки из гипса для сада и дома своими руками Осциллограф на ардуино для компьютера