А. Кашкаров - Электронные самоделки

• Название: Электронные самоделки
• Автор: А. Кашкаров
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2007
• ISBN: 978-5-94157-726-2

Представлены описания самодельных устройств, доступных для повторения в домашних условиях начинающими радиолюбителями. Рассмотрены источники питания, таймеры, автоматы управления освещением, холодильником, сотовым телефоном, домашней сигнализацией, охранные системы, «радионяня» и другие конструкции на все случаи жизни для города и села, дома, гаража и дачи. Описаны индикаторы протечки, токовой перегрузки, датчики утечки газа, пожарной сигнализации, парковки и др. Даны практические советы и рекомендации по доработке и простому ремонту фотоаппаратов, сканеров, телефонов и другой бытовой техники.

Для широкого круга читателей.

---

В каждом мобильном телефоне используется функция экстренного вызова абонента одной кнопкой.

Вся дополнительная работа, касающаяся сотового телефона, сводится к трем шагам:

1. Войти в меню телефона и занести в память быстрого вызова номер сотового и стационарного телефона, куда надо будет сообщить об изменении состояния контролируемого объекта.

2. Аккуратно вскрыть верхнюю панель сотового телефона (где плоская клавиатура) и миниатюрным паяльником с мощностью до 25 Вт (напряжением 6—12 В) припаять два проводника тонкого монтажного провода типа МГТФ-0,3 к контактам клавиши (например, кнопки «1»). Кнопка может использоваться и другая, а также несколько кнопок для оповещения, например, разных абонентов в несхожих, отличающихся друг от друга, ситуациях. Проводники должны иметь минимальную длину (не более 1 м) и на другом конце соединяться с миниатюрным разъемом, например РШ-2Н Еще лучше, если проводники будут помещены в экран, который соединяется с «массой» (минусом питания).

3. Собрать и подключить согласно электрической схеме (представленной на рис. 1.6) простое устройство-адаптер, которое получает сигнал от датчиков, установленных на охраняемом объекте.

Эти шаги способен сделать сегодня каждый школьник.

Устройство собрано на популярной микросхеме К561КТ3. Между точкой Um и общим проводом приложено управляющее напряжение от любого из датчиков, например геркона, установленного на открывание входной двери.

Принцип подключения геркона иллюстрирует включатель S1, подключаемый, например, к источнику питания пунктирной линией. При этом выводы Um должны быть закорочены. Датчики могут быть различными, в том числе и такие, которые выдают пачки импульсов.

Входной сигнал проходит через ограничительный резистор R1 и поступает на оксидный конденсатор С1 (не пропускающий постоянную составляющую напряжения). Таким образом, даже при длительном воздействии (например, при замыкании S1) на управляющий вход коммутатора поступит только одиночный импульс. Стабилитрон VD1 защищает управляющий вход канала от скачка напряжения, а резистор R2 шунтирует вход (вывод 13), устраняя возможные электрические помехи, приводящие к ложным срабатываниям коммутатора — на входе каждого канала присутствуют полевые транзисторы, обеспечивающие высокую чувствительность микросхемы коммутатора DD1.

1.6.1. О деталях

Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25, MF-25 и аналогичные. Оксидный конденсатор С1 типа К50-29 или аналогичный. Стабилитрон может быть заменен на КС156А, BZX55 или аналогичный.

Источник питания для данного устройства, связанного с сотовым телефоном стабилизированный, обязательно с понижающим трансформатором.

После подключения к сотовому телефону роль кнопки выполняет электронный ключ — бесшумно и визуально неприметно. Остается только периодически следить за зарядом батареи сотового телефона.

Микросхемы-коммутаторы К561КТ3, К564КТ3, К1561КТ3, К176КТ1 взаимозаменяемы, но особенность микросхемы К176КТ1 — напряжение питания 9 В.

Микросхемы К561КТ3 и аналоги представляют собой четырехканальные коммутаторы с одинаковой схемой и цоколевкой.

Эквивалентная схема коммутатора (электронного ключа) однополюсная, это значит, что он работает только на замыкание электронного контакта на выходе (например, выводы 1 и 2, 3 и 4, и т. д.) при управляющем сигнале на входе. Управляющий сигнал (импульс) постоянного тока напряжением 2—10 В (для микросхем К176 серии до 9 В). Таким образом, для замыкания выходов активный уровень на входе должен быть высоким логическим уровнем, принятым для КМОП микросхем. Сопротивление канала в открытом состоянии 80 Ом (и около 500 Ом для К176КТ1). Из этого параметра, по закону Ома, зная приложенное напряжение, можно вычислить коммутирующий ток. Каналы независимы. Каждый канал может коммутировать цифровые уровни до напряжения ип или аналоговые уровни (еще одна приятная особенность данного типа микросхем) от пика до пика UH/2.

При нагрузке с сопротивлением 1 кОм на частоте 10 кГц отношение сигналов на выходе канала в замкнутом и разомкнутом состояниях не хуже 65 дБ. Степень изоляции управляющей цепи от канала соответствует сопротивлению 1012 Ом. Прохождение сигнала с частотой 900 кГц на нагрузку 1 кОм из канала в канал оценивается на -50 дБ. Время задержки распространения сигнала в канале 10–25 нс.

Коммутаторы данного типа можно применять во многих случаях, именно поэтому они универсальны и весьма популярны в следующих узлах: переключателях-мультиплексорах, ключах выборки сигнала, прерывателях-модуляторах для операционных усилителей, коммутационных ключах, модуляторах-демодуляторах. Можно делать коммутаторы для нестандартных ЦАП (цифроаналоговый преобразователь) и АЦП (аналого-цифровой преобразователь), а также узлы цифрового управления частотой, фазой, коэффициентом усиления сигнала. Удобно делать «врезки» и микшировать одни сигналы в другие.

Именно по своему прямому назначению микросхема К561КТ3 применяется для коммутации клавиатуры сотового телефона, построение которых друг от друга практически не отличается.

1.7. Зарядное устройство для сотовых телефонов с индикацией состояния и автоматической регулировкой выходного тока

Сотовые телефоны комплектуются собственными зарядными устройствами. Эти зарядные устройства нельзя назвать универсальными. Поскольку разновидностей сотовых телефонов много, напряжение питания их аккумуляторов также различно. Так сотовый телефон фирмы Motorola нельзя заряжать с помощью зарядного устройства для сотового телефона фирмы Samsung или Sony Ericsson не только потому, что телефоны имеют разные разъемы для подключения внешнего питания, но, главное, потому, что у этих телефонов различное номинальное напряжение аккумуляторных батарей.

Большинство современных моделей сотовых телефонов имеют встроенное «умное» устройство, автоматически прекращающее зарядку аккумулятора при достижении им полной емкости. Поэтому оставлять такие сотовые телефоны на постоянной подпитке от зарядного устройства практически безопасно для самого телефона и его аккумулятора. То же касается и зарядного устройства, включенного в осветительную сеть 220 В. Потребляемый ток (от сети 220 В) зарядным устройством очень мал, и не превышает 8—10 мА (при полностью заряженном аккумуляторе). Внешне можно лишь зафиксировать незначительный (до +30 °C) нагрев корпуса зарядного устройства при зарядке телефона и охлаждение этого корпуса в режиме насыщенного аккумулятора.

Такое устройство можно собрать как по «классической» схеме, понизив сетевое напряжение обычным трансформатором и регулируя пониженное напряжение, так и по более современной импульсной схеме, поставив стабилизатор и высокочастотный преобразователь в высоковольтную часть схемы.

Преимущество «стандартной» компоновки схемы — простота схемы стабилизатора и большая безопасность при настройке схемы. Но есть и недостатки, отсутствующие в импульсной схеме — нужен трансформатор довольно больших размеров, сильный нагрев регулирующего транзистора, чувствительность схемы к колебаниям сетевого напряжения…

Импульсные источники питания работают на высокой частоте — десятки килогерц, поэтому трансформатор может быть буквально «микроскопическим» (трансформатор в виде куба со стороной 20 мм выдает в нагрузку до 3–5 Вт полезной мощности, т. е. до 1 А тока; ток в высоковольтной части схемы в коэффициент трансформации раз (30–40) меньше тока в низковольтной части). Поэтому нагрев транзистора также значительно меньше, тем более что он работает в ключевом режиме; ну а благодаря ШИМ (широтно-импульсной модуляции) устройство будет нечувствительно к колебаниям сетевого напряжения в пределах 150–250 В и более.

Для тех же, у кого нет штатного зарядного устройства (кто приобрел б/у сотовый телефон на распродаже), будет полезным самодельное зарядное устройство с индикацией состояния и автоматической регулировкой зарядного тока. Электрическая схема этого простого в повторении и налаживании устройства представлена на рис. 1.7.

На схеме показано «классическое» зарядное устройство для заряда никель-металлогидридных (Ni-MH) и литиевых (Li-ion) аккумуляторов для сотовых телефонов с номинальным напряжением 3,6–3,8 В.

Такое номинальное напряжение имеют аккумуляторные батареи сотовых телефонов Nokia различных модификаций (например, Nokia 3310, Nokia 1610 и др.). Однако спектр применения этого зарядного устройства можно существенно расширить таким образом, чтобы оно стало универсальным и помогало заряжать сотовые телефоны других фирм (с иным номинальном напряжением аккумулятора). Для переделки зарядного устройства (изменения значения выходного напряжения и тока) достаточно изменить в принципиальной схеме значения только некоторых элементов (VD2, R5, R6) — об этом написано чуть дальше.