Многообразие вариантов применения электроники в быту ограничено обеспечением безопасности и целесообразностью использования какого-либо прибора.
Границы, связанные с безопасностью, строго определены и основаны на опыте работы с электроустройствами. Небрежное отношение подвергает опасности как самого владельца, так и окружающих. Качество электрических и электронных приборов, выпускаемых промышленностью, контролируется государственными органами. Не каждый прибор пригоден для работы в любых условиях, тем более что в быту они могут встретиться в самых неблагоприятных сочетаниях. Например, сетевые радиоприемники в деревянном корпусе нельзя устанавливать в ванной комнате или в подвале, воздух в котором имеет большую влажность. Важно также правильное заземление приборов.
Но, к сожалению, многие начинают с конструирования именно сетевых бытовых приборов и устройств; в литературе при их описании не всегда можно найти необходимые сведения по обеспечению безопасности. Например, о трансформаторе прежде всего надо знать, на работу в каких условиях он рассчитан (обычно это сухое помещение). Кроме того, должна быть предусмотрена соответствующая защита и маркировка его выводов.
Нельзя забывать, что многие бытовые приборы должны периодически отключаться для охлаждения, что тоже важно иметь в виду.
К сожалению, невозможно рассказать обо всем, что необходимо знать об электросети, к тому же целью этой книги ни в коем случае не является поощрение работ с сетевыми устройствами. Выходом может явиться использование звонкового трансформатора, благодаря чему любители, особенно начинающие, могут работать, не контактируя с опасным напряжением 220 В. Трансформатор должен быть закрыт защитным кожухом из изоляционного материала, который может быть изготовлен в домашней мастерской.
Энергетическая экономичность, обеспечивающая батарейное питание, достигается выбором соответствующих схемных решений.
Для реализации таких решений особенно многообещающими являются микросхемы на основе комплементарных МОП- или КМОП-структур. В некоторых случаях самые современные решения не являются экономичными. Так, многие в принципе реализуемые устройства, например, на основе транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) схем, лучше все же выполнять на транзисторах, так как эти микросхемы отличаются большим потреблением энергии и требуют высокой стабильности напряжения питания. Устройства, собранные на транзисторах (или другие аналогичные им, как правило, аналоговые схемы), значительно менее прихотливы. Поэтому от слишком современных вариантов лучше отказываться. Критерием здесь всегда должен быть здравый смысл. Оптимальным является использование КМОП-микросхем, отличающихся малым расходом энергии при довольно широких колебаниях напряжения питания.
Если необходимо обеспечить световую или звуковую сигнализацию, собрать цифровой индикатор с приводом от электромагнита или электродвигателя, источник питания всегда должен быть низковольтным. Следует напомнить некоторые правила работы с устройствами, питание которых осуществляется от электросети (например, с реостатными регуляторами накала ламп и т. п.):
1. Корпуса устройства с питанием от сети должны быть выполнены из электрически изолирующего материала, имеющего достаточную механическую прочность (например, из картона, по-ливинилхлорида, полиэфирной смолы и т. д.). Нельзя для этих целей использовать металл или другой электрически проводящий материал, даже если подключение производится защищенным проводом или корпус имеет заземление.
2. При сборке или ремонте не следует подключать устройство к сети. В случае ремонта перед снятием корпуса сетевую вилку необходимо вынуть из розетки.
3. Для подключения к сети необходимо использовать только стандартные провода и соединительные элементы. Ни в коем случае нельзя применять однополюсную вилку с пружинящим контактом (банановый штепсель) и подобные ей вилки!
4. На выходе из устройства шнур питания должен быть закреплен скобой для предотвращения растягивающих напряжений.
5. Для защиты трансформатора от перегрузки при межвитко-вом замыкании, а также для защиты схемных элементов в первичной цепи следует предусмотреть предохранитель, рассчитанный на малый ток (например, 315 мА).
6. С проводами, по которым подается сетевое напряжение, не должны контактировать металлические детали, за которые берутся снаружи, и элементы низковольтных контуров прибора. Поэтому элементы схемы со стороны сети должны тщательно изолироваться. Особое внимание следует обращать на крепежные винты.