Дистанционный включатель радиоточки - 4 (далее просто ДВР4) предназначен для включения и выключения радиотрансляционного абонентского громкоговорителя (далее просто АГГ) с помощью ИК пульта дистанционного управления от бытовой радиоаппаратуры.
Отличительные особенности ДВР4:
1). Высокая помехозащищённость.
2). Большая дальность действия.
3). Повышенная экономичность (основной потребитель тока - приёмник ИК излучения В1) и, как следствие, без аккумуляторного автономного питания. (Аккумуляторы требуют обязательного своевременного обслуживания и поэтому менее удобны, чем одноразовые гальванические элементы).
Состав ДВР4
Схема ДВР4 изображена на рисунке 1. Она содержит интегральный приёмник ИК излучения В1; интегрирующую цепь R2-C2; одновибратор, собранный на элементах DD1.1-С3-R3-VD1; счетный триггер DD1.2; электронный ключ на полевых транзисторах VT1 и VT2. Резистор R1 совместно с конденсатором С1 образуют фильтр для сглаживания пульсаций в цепи питания ИК приёмника B1.
Работа с ДВР4
Для работы ДВР4 в режиме управления от ИК ПДУ, тумблер SA1 следует установить в правое (по схеме - см. рисунок 1) положение. После этого цепь головки ВА1 будет замыкаться / размыкаться электронным ключом, выполненным на транзисторах VT1 и VT2.
После включения питания тумблером SA2 заряжаются конденсаторы С5 и С6 фильтра постоянного тока. Конденсатор С4 заряжается через резистор R4 медленнее. В этот момент на входе R (выводе 10) D-триггера DD1.2 присутствует лог.1, которая устанавливает на прямом выходе DD1.2 (выводе 13) лог.0 и транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Поскольку в закрытом состоянии сопротивление сток-исток транзисторов стремится к бесконечности, переменное напряжение ЗЧ с вторичной обмотки трансформатора Т1 АГГ на его динамическую головку ВА1 практически не поступает.
В исходном состоянии на выходе (выводе 3) ИК приёмника В1 присутствует лог.1. При нажатии на любую кнопку ИК ПДУ на выходе ИК приёмника В1 появляются пачки импульсов, которые проходят через интегрирующую цепь R2-C2, поступают на вход С (вывод 3) триггера DD1.1 и устанавливают на его выходе (выводе 1) лог.1, запуская тем самым одновибратор. Цепь R2-C2 является подавителем помех видимого спектра, которые при резкой смене освещённости и случайном воздействии прямых солнечных лучей на ИК приёмник В1 появляются на выходе ИК приёмника в виде коротких импульсов. Конечно, интегрирующая цепь R2-C2 искажает сигнал ИК приёмника В1 и снижает дальность управления ДВР4, но зато надёжно защищает одновибратор (DD1.1-С3-R3-VD1) от помех.
После запуска одновибратора начнется зарядка конденсатора С3 через резистор R3, и как только напряжение на конденсаторе С3 достигнет уровня лог.1, триггер DD1.1 возвратится в состояние с уровнем лог.0 на выходе, а конденсатор С3 быстро разрядится через диод VD1. На выходе одновибратора формируется импульс длительностью Т, определяемой сопротивлением резистора R3 и емкостью конденсатора С3:
Т ≈ 0,7 ∙ R3 ∙ C3,
где R – сопротивление резистора R2 в МОм, С – ёмкость конденсатора С3 в мкФ, а Т – длительность импульса в секундах. При указанных на схеме номиналах элементов длительность импульса составляет около 0,7 секунды.
Продолжительность нажатия на кнопку ИК ПДУ должна быть меньше длительности импульса одновибратора. В этом случае на его выходе будет сформирован только один импульс при каждом нажатии на кнопку ИК ПДУ. Этот импульс поступит на вход С (вывод 11) триггера DD1.2, на его прямом выходе (выводе 13) установится лог.1, а транзисторы VT1 и VT2 откроются. Переменное напряжение ЗЧ с вторичной обмотки трансформатора Т1 поступит на динамическую головку ВА1, и она начнёт работу. Громкость будет соответствовать положению регулятора RP1 "Громкость". При последующем нажатии на кнопку ИК ПДУ громкоговоритель выключится, так как цепь динамической головки ВА1 будет разомкнута высоким импедансом каналов исток - сток транзисторов VT1 и VT2. Два транзистора в электронном ключе ДВР4 применены для усиления подавления импульсных помех, проникающих в динамическую головку ВА1 в режиме «Выключено».
В случае нежелания переключать АГГ при помощи ИК ПДУ и при разряде батареи GB1, тумблер SA1 следует установить в левое (по схеме - рис.1) положение, а включение / выключение АГГ производить регулятором RP1 «Громкость».
Все детали, кроме тумблеров SA1 и SA2 монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм, чертеж которой показан на рисунках 2 и 3.
О методе термопереноса рисунка подробно можно прочитать в файле MTR_TO (3444 кБ) на Яндекс.Диске, пройдя по ссылке:
Ссылка.
Ссылка.
О методе ускоренного травления ПП подробно можно прочитать в файле «ПП_водная_баня» на Яндекс.Диске, пройдя по ссылке:
Ссылка.
Ссылка.
Плату размещают в корпусе АГГ. Для тумблеров и ИК-фотоприёмника на передней панели делают отверстия. Таким способом можно модернизировать любые однопрограммные абонентские громкоговорители с согласующими трансформаторами. Для доработки рекомендуется выбрать АГГ, имеющий повышенную громкость. Такие АГГ имеют большие по размерам согласующие трансформаторы, например, с наборным сердечником из Ш-образных пластин.
Монтаж элементов следует вести низковольтным (~ 36 Вольт) паяльником с заземлённым жалом. В противном случае полевые транзисторы VT1, VT2 и микросхему DD1 необходимо установить на специальные розетки («панельки») с шагом между выводами 2,5 мм по окончании пайки остальных элементов. Маленькую трёхвыводную розетку для транзисторов можно изготовить из большой, например, 14-выводной розетки для ИМС с корпусом «DIP», вынув пинцетом 4-й контакт и монтажными кусачками аккуратно откусив трёхконтактный кусочек. Из оставшейся части большой розетки можно сделать «про запас» ещё 3 маленькие.
Борьба с помехами от другой аппаратуры
Если ДВР4 срабатывает от отражённого сигнала, предназначенного для управления другой аппаратурой, расположенной в общей комнате, то рекомендуется на фотоприёмник B1 надеть выступающий на 5 … 10 мм отрезок тёмной ПВХ – трубки. Можно также обклеить фотоприёмник со всех сторон чёрной непрозрачной бумагой, например из светозащитного пакета от «фотобумаги для печати с негативов». Защитный тубус, склеенный из 2-3 слоёв такой бумаги, должен также выступать от передней части фотоприёмника на 5 … 10 мм. Поэтому, управление АГГ лучше производить «прямой наводкой» ПДУ на устройство, а сам ПДУ можно использовать и по прямому назначению (для управления той аппаратурой, к которой ПДУ предназначен) без ложных срабатываний ДВР4 отражённым сигналом. Если в комнате или кухне не установлено другой (кроме доработанного АГГ) аппаратуры, то обклеивать фотоприёмник не обязательно.
Первое включение ДВР4
Выполненный без ошибок и из исправных деталей ДВР4 обычно настройки не требует и работоспособен при первом включении. Потребляемый ДВР4 ток - около 0,37 мА. При необходимости длительность импульса одновибратора можно изменить подбором сопротивления резистора R3 или ёмкости конденсатора С3.
Дальность управления радиоточкой можно заметно повысить, уменьшая ёмкость С2 вплоть до десятков пикофарад. Однако при этом могут появиться ложные срабатывания от воздействия яркими лучами видимого спектра. Так что если есть время повозиться, подберите баланс (помехоустойчивость / дальность) по своему вкусу.
Детали ДВР4
В ДВР4 применены резисторы МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы К50-35 или импортные, конденсаторы С2 и С5 К10-17, КМ. Ёмкость конденсатора С1 не критична и может быть от 0,1 до 10 мкФ; ёмкость конденсатора С6 может быть уменьшена до 22 мкФ. Диод можно применить любой кремниевый серий КД102 … КД104, КД503, КД510, КД520 … КД522. Вместо полевых транзисторов КП505А подойдут КП505Г, и даже дорогостоящие мощные IRF540, имеющие сопротивление открытого канала 0,077 Ома. ИМС DD1 К561ТМ2 имеет зарубежный аналог CD4013A. Помимо указанного на схеме можно применить ИК приёмник, например, TSOP 1736 или 536AA3P, но их потребляемый ток значительно больше (до 2 мА). Также в позиции B1 могут быть миниатюрные (с другой цоколёвкой) TSOP4836 или, например, TSOP4837, который имеет большую (36,7 кГц) несущую (резонансную) частоту. Тумблер SA1 — любой малогабаритный типа МТS-202, SМТS-202. Тумблер SA2 — любой малогабаритный, например, МТS-102, SМТS-102. Батарея GB1 составлена из 2 … 3 элементов 373 (А373, R20S).
Элемент 373, имеет начальное напряжение 1,55 Вольта, конечное напряжение 0,85 Вольт, продолжительность работы 40 часов на нагрузку 20 Ом и расчётную ёмкость около 3 Ампер/час. Два таких элемента, включённые последовательно, при непрерывной работе прослужат не менее 6 месяцев. А три элемента включённые последовательно - не менее 1 года (до напряжения конечного разряда 0,85 х 3 = 2,55 Вольта, при котором ДВР4 ещё сохраняет работоспособность).
Замена солевых элементов щелочными (алкалиновыми) дополнительно увеличит срок службы батареи GB1. И конечно же, для питания ДВР4 можно использовать сетевой стабилизированный блок питания.
Начинающим радиолюбителям следует обратить внимание, что применённые в ДВР4 тумблеры с пластмассовым корпусом (в отличие от МТ1, МТ3) очень «боятся» перегрева при пайке. Поэтому их контакты рекомендуется облуживать и паять с применением теплоотвода.
Уважаемые читатели!
Предлагаем Вашему вниманию гуманитарный блок к статье ДВР4. Первая часть - разгадать загадки:
С затвором, но не ружьё, имеет сток, но не для воды, внутри - канал, но не телевизионный.
Если загадка не поддаётся, прочитайте подсказку:
Его выпустил завод, он имеет переход. Закрываясь – обедняется, на судьбу не обижается.
Разгадав загадки, следует ввести ответ к загадкам в строку «Пароль» файла «DVR4_4work». Подсказки: 1). Пароль пишите с большой буквы. 2). Ответ состоит из двух слов (всего 18 знаков включая пробел между словами). Для пароля в файле Word это много. Поэтому вы должны найти жаргонный эквивалент к этому ответу – слово из 7 букв. Именно так радиолюбители сокращённо называют эту деталь. Введя пароль, вы сможете, получить чертёж ПП (печатной платы), и в качестве бонуса готовые к термопереносу (также в масштабе = 1:1) отражённые рисунки трассировки печатной платы. Также, (к тихой радости любителей разгадывать ребусы) Вы сможете в открытом виде прочитать ответ к ребусу №1. Архив файла «DVR4_4work» можно скачать здесь:
Вторая часть – ребусы ДВР4 (см. рисунки 4 а, б, в, г). То, что заложено в ребусы ДВР4, полезно знать всем радиолюбителям.
Ребус №1 сообщает, какова максимальная дальность ИК ДУ управления радиоточкой.
Ответ к ребусу №1.
Ребус №2 сообщает, каково назначение цепи стартовой установки С4-R4.
Ответ к ребусу №2.
Ребус №3 содержит важный совет об оборудовании, предназначенном для управления ДВР4.
Ответ к ребусу №3.
Ребус №4 сообщает, какую неприятную эксплуатационную особенность фотоприёмника В1 исключает цепь R2-C2.
Ответ к ребусу №4.
Большое пожелание - не заглядывать сразу в ответы, а попытаться разгадать ребусы самостоятельно. Разгадывание ребусов доставляет большее удовольствие после ознакомления с правилами разгадывания ребусов. Правила смотрите, например, в журнале «Радиолюбитель» 2008, №11, с. 42, 43. Или в интернете, набрав в поисковой строке любого браузера (например, в Яндексе): «Правила ребусного письма» или «Ребусная азбука».
Если у Вас есть желание посмотреть на поделку при демонстрации её внешнего вида, то откройте видео «ДВР4» (24939 кБ):
Расширенное видео «DVR4_JA.D» 61,3 МБ .mp4 длительностью 2 минуты 11 секунд Вы можете посмотреть на Яндекс.Диске, пройдя по ссылке:
Для того, чтобы посмотреть этот же файл на мобильном устройстве, вы можете воспользоваться QR-кодом:
А вот, что хотела сказать о ДВР4 космическая путешественница, заочная студентка, замурчательный голосовой помощник и постоянный обитатель Яндекса - робот Алиса, называющий себя из скромности просто: «бот».
Некоторые особенности изготовления ДВР4
Рисунок 5.
Заготовку для ПП из фольгированного стеклотекстолита, если его толщина на превышает 2 мм, можно вырезать ножницами по металлу. Предварительно линии разреза заготовки наносят штангенциркулем на обе (и фольгированную, и не фольгированную) стороны платы.
Рисунок 6.
В случаях неровного разреза края платы дорабатывают на плоском личном напильнике, зажатом на поверхности рабочего стола струбциной или плоским надфилем.
Фольгированную сторону ПП зачищают от слоя жира и грязи чернильным ластиком или мелкой шкуркой («нулёвкой»).
Рисунок 7.
Отражённый рисунок трассировки ПП, распечатанный на лазерном принтере, вырезают обычными канцелярскими ножницами с трёх сторон по границам платы. А с четвёртой стороны на бумаге оставляют припуск - клапан в 1,5 … 2 см. При термопереносе именно со стороны клапана следует утюгом начинать приглаживать рисунок к плате. Клапан обеспечит неподвижность ПП по отношению к бумаге.
Термоперенос рисунка, травление, сверление отверстий под выводы РЭК (радиоэлектронных компонентов), покрытие ПП жидкой канифолью – несколько хорошо знакомых этапов изготовления платы - и на плату можно устанавливать детали.
Рисунок 8.
На рисунке 8 одинаковые детали (резисторы, конденсаторы, транзисторы), применённые в ДВР4, показаны в единичном экземпляре для того, чтобы не «загромождать» фотографию.
Перед установкой РЭК на ПП, выводы всех деталей рекомендуется предварительно зачистить и облудить. Привычка предварительного лужения окажется полезной при работе с деталями, у которых окислились выводы и при монтаже очень больших конструкций, в которых логически отыскать «непропайки» потребует больших затрат времени. ИМС DD1 и полевые транзисторы VT1, VT2 следует оберегать от пробоя статическим электричеством.
Рисунок 9.
Внешний вид ДВР4 показан на рисунке 9. Регулятор RP1 «Громкость» не имеет подписи, но легко узнаётся по большой рифлёной ручке, расположенной под динамической головкой BA1. Роль двух металлических зелёных зажимов, расположенных перед ДВР4, единственная – слегка отклонить корпус ДВР назад для более удачной «фотосессии». Фотоприёмник B1 выведен на переднюю панель корпуса ДВР4 и располагается под тумблером SA2 «Вкл.». Если ИК ПДУ наводить на фотоприёмник прямо (в прямой видимости), то можно получить максимальную дальность, с которой обеспечивается гарантированное включение / выключение ДВР4.
Рисунок 10.
Без «поддержки» металлических зажимов корпус ДВР4 выглядит, пожалуй, более предпочтительно.
В статье ДВР4 использованы загадки ЗРТ № 090 и № 096, а также 4 переработанных ребуса из статей УПД1, УПД5 и УПД6.
Послесловие
Опытные радиолюбители скажут, что переключать тумблер SA1 следует только при выключенном питании: Не рекомендуется сток полевого транзистора оставлять «в воздухе» при включённом питании. В течение 10 лет забывал соблюдать эту рекомендацию и ни разу не пришлось заменить полевые транзисторы. Перед размещением статьи ещё 10 раз «протестировал» на прочность VT1 и VT2. Работоспособность схемы не нарушилась. И всё же рекомендую переключать SA1 через несколько секунд (когда разрядятся конденсаторы) после размыкания контактов тумблера SA2 «Вкл.».
Литература: 1). Управляемая радиоточка. «Радиолюбитель» №3, 2009, с.18 ... 21.
