Андрей Кашкаров - Электронные фокусы для любознательных детей
Чтобы адаптировать устройство к своим целям и задачам, потребуется разобрать его, и добавить несложную (на одном транзисторе) схему усилителя мощности с подключенной на его выход динамической головкой 1–5 Вт.
Параллельно миниатюрному звуковому излучателю (динамического типа с сопротивлением катушки 250 Ом, без маркировки) подключены параллельно пара светодиодов, «съедающих» полезную мощность и без того маломощного усилителя. Как правило световой индикатор, дополнительно к звуковому в быту не понадобится, поэтому, соединительные проводники обоих светодиодов отпаиваем из платы.
Но штатный звуковой капсюль также не способен развить бо́льшую мощность, чтобы, например, озвучить среднюю комнату площадью 13x18 м.
Потребуется увеличить выходную мощность устройства. В нашем случае, чтобы согласовать высокоимпедансный выход микросхемы «игрушки» с низкоомной нагрузкой (в качестве динамической головки ВА1 с сопротивлением катушки 4-16 Ом) требуется применить усилитель тока на транзисторе VT1. Этот транзистор может быть как биполярным (кремниевым, структура п-р-р), так и полевым. При этом сопротивление резистора R1 во втором случае может быть более высоким (до 1 М) за счет малых входных токов и большого входного сопротивления полевого транзистора. Рассмотрим электрическую схему дополнительного усилителя на рис. 2.22.
Рис. 2.22. Электрическая схема дополнительного усилителя
Но и указанное на схеме (рис. 2.22 сопротивление (ограничительного резистора R1) позволит устройству работать без перегрузки. Итак, в качестве усилителя мощности «промышленного» генератора звуков «му-у-у-уууу» применяется полевой транзистор и схема на рис. 2.22.
Поскольку включение данного звукового эффекта не будет продолжительным по времени, транзистор VT1 на радиатор не устанавливают.
Контакты Ubx подключают к плате в точках «штатного» подключения динамического звукового капсюля. Вывод «+» капсюля подключают к резистору R1, а общий провод к общему проводу схемы на рис. 3.
Питание китайской игрушки составляет 2 последовательно включенных элемента типа СЦ-21, а рабочее напряжение в сумме составляет 3 В. На практике проверено, что электронную «начинку» игрушки и дополнительный усилитель можно питать внешним стабилизированным напряжением 3–8 В. Верхний предел данного диапазона является окончательным, после дальнейшего повышения напряжения генератор звуков «му-у» на залитой каплевидной микросборке выйдет из строя.
В качестве ключевого элемента в таком источнике питания можно использовать популярный стабилизатор КРЕН5А– КРЕН5В. При увеличении напряжения питания выходная мощность возрастает.
Вместо транзистора VT 1 можно применить также IRF511, IRF720 или отечественный аналог КП743Б.
Вместо указанной на схеме динамической головки ВА1 подойдет любая малогабаритная с сопротивлением 4—16 Ом, и мощностью до 5 Вт, например, 0,5ГДШ-2, 4ГДВ-1, 2ГД-36.
Усилитель мощности, предложенный в данной статье, можно применять и в других игрушках, для озвучивания необычных звуковых эффектов.
При подаче питания устройство трижды «говорит» «му-у-ууу», а потом замолкает. Следующее включение осуществляется путем замыкания контактной площадки на «штатной» плате игрушки (рис. 2.21).
Для адаптации устройства с усилителем мощности в быту требуется аккуратно припаять проводники к контактной площадке, на конце которых устанавливают геркон или включатель (кнопку) с нормально замкнутыми контактами. Проводники могут быть выполнены из гибкого медного многожильного провода МГТФ-0,6 или аналогичного.
Длина проводников (чтобы не было ложных срабатываний от наводок напряжения) не должна превышать 0,5 м.
Практика озвучивания открывания двери с помощью «игрушечных» звуков
Допустим, геркон на размыкание установлены на косяке двери, а в само подвижное полотно «вживлен» магнит напротив геркона. Тогда при закрытой двери контакты геркона разомкнуты и генератор «му» молчит.
При открывании двери магнит перестает воздействовать на геркон, в нормальном состоянии контакты которого замыкаются, устройство срабытывает и излучает звук «му» (или иной, если применяется другая звуковая игрушка).
Далее, даже если дверь будет открыта продолжительное время, генератор молчит (такова особенность игрушки); новый звук появится при следующем замыкании контактов (или открывании двери после ее закрытия).
В принципе, по той же логике можно переделывать или дообрабатывать под свои задачи практически любые электронные игрушки.
Глава 3
Безопасная доработка промышленных электронных устройств
3.1. Что можно сделать из старого светодиодного светильника
Заполнившие прилавки магазинов электронные игрушки и простейшие бытовые приборы– помощники (автоматические подсветки, миниатюрные светильники, индикаторы задымленности, индикаторы критического насыщения природного газа в воздухе и многие подобные им) привлекают покупателей своей низкой ценой и эстетичным внешним исполнением, позволяющим компактно встраивать их практически в любой интерьер. Ниже рассмотрим некоторые из простых промышленных приборов– миниатюрные светильники. Простые светильники предназначены для местной (локальной) подсветки небольшой территории, которая осуществляется путем нажатия на кнопку (верхнюю часть корпуса светильника) рукой человека. Кнопка одновременно является и матовым пластмассовым «окном», через которое из недр прибора проникает свет. При следующем нажатии на кнопку свет погаснет.
Источником света служит электрическая лампа накаливания, рассчитанная на напряжение 3…6 В (разные варианты светильников). При выключенной лампе накаливания электрическая цепь разомкнута и от источника питания ток не потребляется.
Вариант светильника с двумя последовательно включенными лампами накаливания 3 В'0,03 5 А дает больше света, хотя встречаются аналогичные примеры, где установлена одна лампа накаливания на напряжение 6,3 В. Нажатие на клавишу производится под углом – сверху в низ. На оборотной (тыльной) стороне прибора есть отсек для батарей питания (4 элемента типа АА дают напряжение 6 В) и места для крепления к стене (для эксплуатации в вертикальном положении).
Есть светильники, аналогичные по принципу действия, но включение света производится прямым нажатием на матовую панель. Питание– два элемента АА (соответственно 3 В). Световой индикатор– лампа накаливания 5 В'0,065 А.
Встречаются минисветильники с электронными часами-будильником с питанием для осветительной части 4,5 В и отдельным питанием 3 В (только на элементах ААА) цифровой схемы часов. Принцип действия тот же.
Остальные различия заключаются в особенностях исполнения и не принципиальны.
Эффективно используют такие светильники практически везде: в коридоре и жилых комнатах, устанавливая их чуть выше плинтуса и, таким образом, включая свет ногой (объединяют несколько светильников в параллельную электрическую цепь, и получают оригинальную световую цепочку из нескольких точек мягкого света), на стене на уровне пояса или головы человека, при входе в квартиру для подсветки между дверного пространства (если две двери), для подсветки основных приборов включения света и в аналогичных случаях. Спектр их возможной установки для обеспечения комфорта в быту практически не ограничен.
Только несколько недостатков (замеченных автором) упрощают их применение и бросают легкую тень на все, казалось бы, положительные их качества:
– необходимость в автономном питании;
– необходимость в «ручном» выключении света.
Оба эти недостатка легко исправить, собрав простую электронную схему узла задержки выключения и отрегулировав ее на заданный интервал времени. Такое усовершенствование автоматизирует использование рассматриваемых светильников, привнесет в быт радиолюбителя комфорт и удовлетворение. Усовершенствование под силу произвести практически любому человеку, знакомому с законом Ома, цифровыми микросхемами и паяльником.
Необходимость в автономном питании от батарей отпадает, если в качестве источника питания применить промышленно изготовленные сетевые адаптеры с возможностью регулировки выходного постоянного напряжения 3…12 В (например, TY-1002, ХМ-308 и аналогичные).
Как правило, на таких простейших адаптерах установлены переключатели режима выходного напряжения, а само выходное напряжение не стабилизировано. Мощность данных адаптером невысока – полезный ток в нагрузку реально не превышает 70… 100 мА. На практике эффект от таких «китайских игрушек» – адаптеров питания невелик – они даже не способны к нормальному питанию аудиоплеера (не смотря на то, какие сказки рассказывают покупателям «эрудированные» продавцы). Китай и есть Китай.
Однако, для рассматриваемого случая такие источники питания вполне подходят и работают успешно.
