Музыкальный звонок повышенной мощности
Вашему вниманию предлагается вариант изготовления дверного звонка с повышенной мощностью и определенной длительностью музыкального звучания. Продолжительность сигнала определена настройкой и не зависит от времени удержания кнопки звонка. Громкость звука регулируется вручную до приемлемого уровня, также как и длительность звучания.
Исходя из экономичности и компактности исполнения, предлагаемая конструкция звонка не требует применения каких либо элементов питания и построена на базе сетевого бестрансформаторного источника питания. В обычном состоянии, звонок полностью отключен от сети. При нажатии кнопки включается сигнал звонка и встроенный, регулируемый по времени, таймер. По истечении заданного времени звук заканчивается и устройство отсоединяться от сети.
В основе устройства находится микросхема с зашитыми в память одной или несколькими мелодиями. На базе этой микросхемы — музыкального синтезатора, изготовим простой музыкальный звонок, воспользовавшись следующей схемой.
Схема дверного звонка
В схему звонка входит музыкальный модуль (ММ), усилитель звуковой частоты (ЗЧ) на транзисторе VT1 и усилитель мощности на транзисторах VT2, VT3 реализованный по двухтактной схеме.
С выводов микросхемы ММ, сигнал через резистор R2 и конденсатор С1 поступает на усилитель ЗЧ звонка. Громкость звука динамика SP1 устанавливают переменным резистором R4. Описание работы музыкального модуля и подготовки к ней, приведены в описании «Дверной звонок из музыкальной игрушки».
Указанные на схеме транзисторы можно заменить импортными аналогами. Громкоговоритель SP1 может быть мощностью 1…2 Вт, например, 1ГД40, 2ГД36 с сопротивлением катушки — 8. 10 Ом.
Работа приведенной выше самоделки «Дверной звонок из музыкальной игрушки» устроила потребителей, но были высказаны несколько замечаний и предложений.
1. Недостаточная громкость звучания звонка. Его звучание не всегда слышно в других комнатах при включенном телевизоре или радиоприемнике. Эта задача решена в схеме выше, изменением усилителя ЗЧ домашнего звонка – введением усилителя мощности по двухтактной схеме.
2. Короткий сигнал, при кратковременном нажатии на кнопку звонка, не всегда бывает услышан из-за окружающего фона. Требуется большая длительность звучания. Это пожелание можно осуществить введением в конструкцию узла задержки (таймера) отключения квартирного звонка. Один из простых вариантов такого таймера предлагается изготовить по следующей схеме.
Схема таймера и блока питания
Схема таймера состоит из узла задержки на транзисторах VT4, VT5 и исполнительного реле К1, а также блока питания всей конструкции квартирного звонка. Для включения устройства, звонок подключается к таймеру через разъем Х1-Х2.
Поскольку потребность в энергии этой конструкции незначительна (160…180 mA), то для ее нее можно применить бестрансформаторный блок питания. Переменное напряжение поступает на двухполупериодный выпрямитель, выполненный на диодном мосте VD3. Выпрямленное напряжение несколько снижается и устанавливается с помощью стабилитрона VD2 на уровне 12 вольт. Далее, электролитическим конденсатором С4, напряжение фильтруется и используется для питания устройства. Керамический конденсатор С5 используется для устранения высокочастотных помех, а резистор R11 для сглаживания скачка тока при включении звонка.
Устройство начинает работать только после нажатия на звонковую кнопку Кн1. Так как при отсутствии питания конденсатор СЗ разряжен через резистор R6, то при подаче питания конденсатор СЗ начинает заряжаться через регулирующий скорость заряда подстроечный резистор R5. В процессе заряда конденсатора транзистор VT4 закрыт, а VT5 открыт. Поэтому сразу же зазвучит мелодия, т.к. сработает реле К1 и контактами К1.1 закоротит контакты кнопки Кн1 на установленное при настройке время. В итоге, быстрое отключение кнопки не повлияет на длительность звучания. Спустя некоторое время конденсатор зарядится до напряжения открывания транзистора VT4. При этом VT5 закроется, реле отключится и своими контактами К1.1 отключит устройство от блока питания, звучание мелодии прекратится.
Для конденсатора С6, гасящего избыток напряжения, лучше применить конденсатор К73-17 с рабочим напряжением не менее 400 вольт. Емкость этого конденсатора возможно собрать из конденсаторов меньшей емкости.
В звонке можно применить и другие реле с напряжением питания обмотки 10…12 вольт, с контактной группой, рассчитанной на 220…250 вольт и ток 300…500 mA.
Налаживание звонка сводится к установке нужной продолжительности воспроизведения мелодии регулировкой или подбором резистора R5 .
Изготовление музыкального блока и усилителя ЗЧ
1. Выбор корпуса
В данном устройстве применён корпус из детского набора для сборки радиоприемника «Мальчиш» размером 110 х 75 х 33 мм. Также из набора, используется отсек для батареи, с встроенным туда выключателем питания. Имеющийся громкоговоритель заменен на более мощный. Так же, возможно, применить для самоделки и абонентский трансляционный громкоговоритель или переговорное устройство. А расположенный там динамик использовать в конструкции.
2. Комплектация
Комплектуем устройство радиоэлементами, согласно схемам.
3. Музыкальный модуль
В этой версии изготовляемого звонка, мы используем музыкальный синтезатор найденный в неработающей музыкальной игрушке. Он представляет собой бескорпусную микросхему с несколькими выводами. Два из них, это питание микросхемы, их легко определить, так как они соединены с источником питания. Два других вывода подведены к миниатюрной звукоизлучающей головке или пьезоэлектрическому звукоизлучателю. Эти выводы и будем использовать.
4. Доработка музыкального модуля
В данном варианте конструкции нас интересует только микросхема. Плотный монтаж схемы звонка на свободном месте такой платы невозможен. Поэтому вырезаем часть платы с микросхемой и дополняем ее сопутствующими деталями музыкального модуля. Это ограничивающее ток сопротивление R1 и стабилитрон VD1 на напряжение питания микросхемы модуля 1,3 вольта.
5. Изготовление звонка
Подбираем или изготовляем (ориентируясь на внутренние размеры корпуса) плату для звонка, выполняем монтаж и пайку деталей на плате, руководствуясь схемой устройства.
6. Сборка элементов звонка
Электрически соединяем плату звонка с платой музыкального синтезатора. Объединенную конструкцию подключаем к блоку питания 12 вольт и проверяем звонок в работе. При необходимости (плохое качество звука, низкая громкость) подбираем номинал резистора R3.
7. Изготовление блока питания
Для изготовления сетевого блока питания, используем отсек для батареи приемника с выключателем питания.
Гасящий конденсатор С6 собираем из трех, соединив их параллельно, размещаем конденсаторы под пластмассовым отсеком. На плату, размещенную в углублении под батарейку, смонтируем остальную (низковольтную) часть блока питания. Таким образом, весь блок питания будет размещен в габаритах батарейного (под «Крону») отсека, причем высоковольтная часть (220 вольт) гарантированно будет защищена снаружи и от остальной внутренней части устройства. Монтируем блок питания воедино, устанавливаем и закрепляем его в корпусе устройства. Устанавливаем на свое место в корпусе, громкоговоритель и реле.
8. Изготовление таймера
Таймер напрямую связан с блоком питания и управляет его работой с помощью реле. Подбираем или изготовляем (в соответствии с оставшимися свободными, внутренними размерами корпуса) плату для монтажа таймера, распаиваем на ней детали в соответствии со схемой. Светодиод установлен временно для визуального контроля над работой при отладке схемы.
Для настройки длительности звучания звонка, временно заменяем подстроечный резистор R5 переменным резистором на 1 мОм. При последующем выборе оптимальной длительности звучания, можно измерить фактическое сопротивление этого резистора и заменить его постоянным резистором чуть меньшего сопротивления. Для регулировки продолжительности звучания, последовательно с установленным подключить подстроечный резистор, но уже меньшего сопротивления и размеров. Так сделано в представленной конструкции (на фото ниже).
9. Сборка
Собираем музыкальный звонок в корпус, подключаем устройство к сети 220 вольт и используя кнопку проверяем звонок в работе.
Источник
Музыкальный звонок своими руками
Музыкальный звонок с 64 мелодиями на МК
Автор: Pushok62, vo_pushkov@mtu-net.ru
Опубликовано 27.10.2016
Создано при помощи КотоРед.
Лет 25 назад у нас «по рукам ходила» ксерокопия нарисованной от руки схемы музыкального звонка с 64 мелодиями на микросхемах ТТЛ логики и микросхеме ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием К573РФ2 (РФ5). Откуда взялась эта схема, прошивка к ней, а также кто является её автором, сейчас уже неизвестно, но звонок, собранный по этой схеме на микросхемах 133 серии исправно работает до сих пор. Ниже приведена перерисованная в электронном виде исходная схема звонка с нанесёнными на неё пояснениями:
К достоинствам звонка, собранного по этой схеме, наряду с большим количеством мелодий в прошивке можно отнести: случайный выбор мелодии, тональный диапазон 2 октавы, громкий насыщенный звук при использовании достаточно мощного динамика в хорошем (лучше – деревянном) корпусе, возможность регулировки громкости, наличие в некоторых мелодиях эффекта «вибрато», полное обесточивание схемы в дежурном режиме (если учесть, что микросхемы 155 серии потребляют ощутимый ток). К недостаткам относятся: необходимость использования сети переменного напряжения 220V для питания звонка и требование наличия отдельной (изолированной) не связанной с сетью кнопки, а также отсутствие печатной платы, и, как следствие, кропотливый монтаж звонка на макетной плате с помощью провода МГТФ.
Для обхода первого недостатка пара проводов, подводимых к контактам кнопки дверного звонка, отсоединялась от кнопки, закорачивалась и изолировалась внутри кнопки, а торчащие из стены квартиры соответствующие провода от штатного звонка использовались для непрерывной подачи напряжения сети к новому звонку. От контактов кнопки в квартиру заводилась отдельная изолированная пара проводов.
А вот из-за второго недостатка изготовление конструкции на заказ или в качестве подарка, например, родственникам и друзьям, представлялось не очень заманчивым занятием. Сейчас такую конструкцию повторить ещё сложнее, так как применённые в звонке микросхемы практически вышли из употребления.
Далее описан полный аналог исходного звонка (по звучанию), построенный на микроконтроллере ATtiny2313 и микросхеме EEPROM (постоянной памяти) AT24C16 объемом 2К, содержащий минимум деталей:
В задающем генераторе МК применён внешний кварцевый резонатор на 8 МГц, так как при использовании встроенного RC-генератора была слышна нестабильность тонов нот. Функции всех логических микросхем, используемых в исходной схеме звонка, реализуются в МК программно-аппаратным способом. В программе звонка реализована защита от постоянного нажатия на кнопку. В процессе анализа исходной схемы был выполнен расчёт частот нот, генерируемых звонком по кодам, записанным в ПЗУ. Для тех, кому интересно, этот расчёт в файле формате Excel прикреплён в конце статьи.
Номинал переменного резистора R6 (с линейной характеристикой) может отличаться от указанного на схеме, при этом сопротивление резистора R7 также необходимо пропорционально изменить. В качестве регулятора громкости можно использовать и подстроечный резистор, например, типа СП3-19Б, запаяв его непосредственно на плату звонка.
В качестве излучателя подойдёт практически любой динамик мощностью 0,5..2 Вт с сопротивлением катушки 8 Ом.
Файлы прошивок МК (c исходным кодом на AVR C++) и микросхемы ПЗУ приведены во вложении. Коды программируемых Fuse-битов МК указаны на принципиальной схеме. Микросхема EEPROM программировалась с помощью недорогого китайского программатора типа CH341A.
Так как по сравнению с исходной схемой ток, потребляемый звонком в состоянии покоя ничтожно мал, устройство постоянно находится под напряжением в состоянии ожидания нажатия кнопки, что позволило кроме режима случайного выбора мелодий без труда реализовать также режим их последовательного перебора (при снятой перемычке J1).
Блок питания, формирующий на выходе постоянное напряжение +5V, особенностей не имеет. В нём можно использовать любой подходящий трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 8..9V и обеспечивающий выходной ток 0,3А. Для отключения звонка используется выключатель, совмещённый с переменным резистором регулятора громкости. Как правило, такой выключатель является низковольтным, поэтому он включён в цепь вторичной обмотки трансформатора. Если использовать отдельный выключатель (тумблер) на соответствующее напряжение, его лучше включить в цепь первичной обмотки силового трансформатора для полного обесточивания устройства. Использование предохранителя в цепи первичной обмотки трансформатора обязательно в любом случае (можно использовать, например, держатель предохранителя типа FD-2837-B).
Контакты кнопки подключаются к разъёму XP1, непосредственно соединенному с МК. Чтобы обезопасить МК, отгородив его от «внешнего мира», можно использовать дополнительный узел гальванической развязки контактов кнопки, собранный по известной схеме на оптроне или твердотельном реле (приведена снизу на схеме звонка). Элементы R1, R3, R4, VD1 являются защитными, резистор R2 служит для разряда гасящего конденсатора C1, в качестве которого можно применить конденсатор подавления ЭМП, рассчитанный на переменное напряжение 275..300V.
Существует два варианта подключения данного узла. В первом случае к клеммам C и D (по схеме) подключается кнопка обычного дверного звонка, подающая на вход узла переменное напряжение 220V; к клеммам A и B (по схеме) блока питания подводится отдельная линия напряжения питающей сети. Второй случай рассчитан на использование отдельной изолированной от сети кнопки звонка, при этом клеммы A и D закорачиваются, кнопка подсоединяется к клеммам B и C, а напряжение сети, получаемое от проводов штатного звонка (как было описано выше), подаётся на клеммы A и B блока питания.
Использование узла гальванической развязки гарантированно предотвратит «фейерверк», если при установке звонка будут случайно перепутаны пары проводов, подводящих к нему питающую сеть и кнопку (как показывает практика, такой вариант не исключён).
Звонок собран на 4-х печатных платах, рисунки которых в формате программы «Sprint Layout 5» приведены в одном прикреплённом файле. Это – собственно плата звонка, плата блока питания (выпрямителя и стабилизатора) и плата узла гальванической развязки кнопки, выполненные из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1 мм и припаянные отрезками жёсткого провода к общей плате из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, на которой закрепляется также силовой трансформатор:
Вид печатной платы звонка
Вид печатной платы блока питания
Вид печатной платы узла гальванической развязки кнопки
Общий вид на монтаж звонка
Для соединения плат воедино использовались отрезки выводов радиодеталей. Плату гальванической развязки кнопки в целях безопасности целесообразно закрыть защитной диэлектрической крышкой, просунув её между трансформатором и платой:
Защитный кожух
Собранная конструкция размещается внутри корпуса подходящего размера. Можно сделать корпус вручную, например, спаять его из фольгированного стеклотекстолита и обтянуть декоративной плёнкой, или собрать из фанеры и обклеить шпоном.
Печатные платы можно просто соединить проводами, не используя общую соединительную плату и закрепив их по отдельности в удобных местах корпуса, как и силовой трансформатор. В этом случае габариты звонка могут быть уменьшены за счёт более рационального использования внутреннего объёма корпуса.
При монтаже цепей, находящихся под напряжением питающей сети, не забудьте о соблюдении правил техники безопасности!
Источник
