Составитель: Адаменко Михаил Васильевич

«В помощь радиолюбителю»

Выпуск 13

(Электроника своими руками)

Глава 1

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

1.1. Индикатор анодного напряжения [1]

Этот простой индикатор был разработан для определения наличия и примерной величины напряжения на выходных контактах лабораторного источника напряжения, применяемого для питания анодных цепей радиоламп. После корректировки значений величин некоторых элементов данное устройство может быть использовано для индикации включенного состояния любых устройств, питаемых от батарей напряжением от 9 В до 12 В (не было испытано). При этом в качестве индикатора используется светодиод с высокой излучающей способностью, который периодически генерирует интенсивные вспышки света. При входном напряжении 20 В периодичность вспышек составляет примерно 1 с (частота 1 Гц), при увеличении напряжения период световых импульсов уменьшается и при 250 В составляет около 0,2 с (частота 5 Гц). Входной ток индикатора мал-от 0,11 мА при входном напряжении 20 В до 1,53 мА при 250 В.

Принципиальная схема индикатора анодного напряжения приведена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема индикатора анодного напряжения

Работа предлагаемого индикатора основана на принципе накопления заряда. Конденсатор С1 заряжается от источника индицируемого напряжения малым током через резисторы R1, R2 и диод D1. Напряжение с конденсатора С1 через делитель R3, R4 подается на базу транзистора Т1. При достижении напряжения на конденсаторе С1 значения примерно 6 В транзистор Т1 обеспечивает открытие транзистора Т2. В результате конденсатор С1 разряжается через транзистор Т2 и светодиод D1. После полной разрядки конденсатора С1 оба транзистора закрываются, а конденсатор С1 снова начинает заряжаться.

Детали индикатора размещены на односторонней печатной плате. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) индикатора анодного напряжения приведены на рис. 2.

Рис. 2. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) индикатора анодного напряжения

Для того чтобы конструкция имела малые размеры, использованы элементы SMD. Печатную плату индикатора можно разместить на задней панели устройства, питающее напряжение которого предполагается измерять. Собранный без ошибок и из исправных элементов индикатор не требует налаживания.

1.2. Тестер малогабаритных элементов питания [2]

Предлагаемый тестер предназначен для быстрой проверки малогабаритных элементов питания, которые используются в детских игрушках. С его помощью ребенок самостоятельно может определить степень разрядки батарейки.

Тестируемый элемент подключается к входу преобразователя и одновременно используется в качестве источника питания прибора. При этом проверяемый аккумулятор или батарейка работает с током нагрузки примерно 200 мА. Такая схема подключения позволяет отличить новый элемент от старого, который хотя и имеет достаточное выходное напряжение, но обладает большим внутренним сопротивлением.

Максимальное напряжение, подаваемое на вход устройства, может достигать 3 В. При величинах входного напряжения, меньших 3 В, практически отсутствует возможность выхода из строя прибора вследствие ошибочного изменения полярности контактов тестируемого элемента.

Тестер предназначен для проверки обычных элементов питания, однако с его помощью можно тестировать и аккумуляторы. Особое внимание следует уделять тому, что в процессе эксплуатации NiCd и NiMH аккумуляторных элементов их выходное напряжение изменяется незначительно даже при весьма существенной потере емкости. Помимо этого, принимая во внимание меньшее напряжение, не следует удивляться тому, что при проверке полностью заряженных и кондиционных аккумуляторов будет светиться только светодиод LED2. Поэтому с помощью данного тестера можно определить лишь факт полной разрядки аккумулятора.

Для проверки элементов питания можно было бы использовать и пару проводов с обычной лампочкой, однако такое решение вряд ли бы удовлетворило уважающего себя радиолюбителя. В данной конструкции состояние аккумулятора определяется количеством светящихся LED диодов.

Предлагаемый тестер состоит из двух частей, а именно: из преобразователя напряжения и индикатора уровня напряжения. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 3.

Рис. 3. Тестер малогабаритных элементов питания

Для полноценного питания одного светодиода необходимо напряжение примерно 2 В. В то же время при подключении нового, полностью заряженного проверяемого элемента, напряжение на входе тестера не превышает 1,55 В. Поэтому для формирования напряжения, необходимого для нормального функционирования цепей индикации, и использован преобразователь. Функции такого преобразователя напряжения в предлагаемой конструкции выполняет простейший самовозбуждающийся генератор, уровень напряжения выходного сигнала которого зависит от напряжения питания. Эта зависимость преднамеренно увеличена использованием делителя R1, R2 в цепи базы транзистора Т1.

Критическим элементом преобразователя является транзистор Т1, который должен иметь низкое напряжение насыщения. В противном случае эффективность тестера резко снижается. В качестве трансформатора используется обычный дроссель типа 09Р с индуктивностью 330 мкГ, на который наматывается вторичная обмотка, содержащая примерно 30 витков провода ПЭЛ диаметром 0,2 мм. Для изготовления этой катушки подойдет любой лакированный провод диаметром от 0,1 до 0,25 мм. После этого на дроссель следует надеть отрезок трубки из изоляционного материала — и трансформатор готов.

Вторым каскадом тестера является индикатор уровня напряжения. При незначительном напряжении на входе тестера транзисторы Т2 и Т3 открыты напряжениями смещения, которые формируются на резисторах R3 и R4 протекаемым через них током, а транзисторы Т4 и Т5 закрыты.

При увеличении напряжения, подаваемого на вход тестера, в первую очередь начнет светиться светодиод LED1. Дальнейшее изменение входного напряжения приведет к повышению тока, протекающего через светодиод LED1, до того момента, когда падение напряжения на резисторе R5 обеспечит открытие транзистора Т5 (при токе, равном примерно 16 мА). При этом транзистор Т2 закроется, а напряжение на светодиоде LED2 будет увеличиваться до тех пор, пока он не начнет светиться. Если входное напряжение тестера и далее будет увеличиваться, то при токе примерно в 20 мА откроется и транзистор Т4. При этом транзистор Т3 закроется, а светодиод LED3 начнет светиться. Увеличение напряжения на входе тестера выше значения 1,5 В на работу выходных каскадов практически не влияет, поскольку компенсируется преобразователем. При этом уровень выходного напряжения преобразователя, при котором светодиод LED3 начнет светиться, можно регулировать подбором сопротивления резистора R1.

Для изготовления тестера можно использовать практически любую печатную плату с размерами, соответствующими выбранному корпусу.

Печатная плата тестера элементов питания приведена на рис. 4.

Рис. 4. Печатная плата тестера элементов питания

Чтобы конструкция имела малые размеры, использованы элементы SMD. С этой же целью трансформатор расположен, горизонтально. В предлагаемой конструкции можно использовать обычные зеленые светодиоды (LED1-LED3) на напряжение 2 В и ток 20 мА. Диод D1 — диод Шоттки типа BD433. Конденсаторы С1 и СЗ — на номинальное напряжение не менее 10 В.

Расположение элементов на печатной плате тестера элементов питания приведено на рис. 5.

Рис. 5. Расположение элементов на плате тестера элементов питания

Для налаживания тестера потребуется регулируемый источник напряжения, а также любой универсальный измерительный прибор, например, простейший мультиметр. Тестер подключается к источнику питания, выходное напряжение которого необходимо постепенно увеличивать от 0 до 1,6 В.

Собранный из исправных деталей и без ошибок, тестер не нуждается в дополнительном налаживании и практически сразу может быть использован для проверки работоспособности малогабаритных элементов питания.

При возникновении проблем в первую очередь рекомендуется проверить качество пайки контактов обмотки n2 трансформатора. Сразу угадать правильную полярность подключения выводов трансформатора вряд ли удастся. Поэтому в том случае, если генератор не будет возбуждаться, но тестер будет потреблять ток, сначала следует поменять местами выводы обмотки n2 трансформатора. Если это не поможет, то рекомендуется провести покаскадную проверку прибора с помощью регулируемого источника питания и обычного мультиметра.

Проверку следует начать с индикатора уровня напряжения. На вход индикатора (выводы конденсатора С1) подключается источник питания. При увеличении напряжения до значения примерно 3 В должен начать светиться светодиод LED1, при напряжении около 5,5 В загорается светодиод LED2. Последующее возрастание напряжения до величины 8 В должно привести к загоранию светодиода LED3. При этом потребляемый индикатором ток до момента начала свечения светодиода LED3 не должен превышать 20 мА. Если индикатор не работает так, как было указано, то неисправность следует искать в нем.

Если индикатор исправен, то можно приступать к проверке преобразователя напряжения. Увеличение напряжения на входе от 0 В до 1,6 В должно привести к постепенному возрастанию напряжения на конденсаторе С1 до значения около 8 В. Если генератор не возбуждается, сначала следует перепаять выводы катушки L2, а затем проверить транзистор Т1 и диод D1.

Возможна ситуация, когда генератор возбуждается, но при входном напряжении 1,5 В преобразователь не обеспечивает включение всех светодиодов. В этом случае можно попробовать в незначительных пределах изменить величину сопротивления резистора R1. Если это не поможет, рекомендуется увеличить сопротивление резистора R5. Однако не следует забывать о том, что чрезмерное увеличение сопротивления резистора R5 приводит к включению всех светодиодов даже при малом токе.

Глава 2

ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

2.1. Простое зарядное устройство для аккумуляторов [3]

В последние годы в продаже можно найти большое количество зарядных устройств, в основу которых положены различные принципы, в том числе и запатентованные изобретения. В то же время зарядные устройства для аккумуляторов, выполненные по так называемой классической схеме, по-прежнему имеют немалое число своих постоянных приверженцев.

На рис. 6 приведена принципиальная схема универсального зарядного устройства, при работе с которым можно устанавливать как зарядный ток, так и величину выходного напряжения. К данному зарядному устройству можно подключить любое количество заряжаемых элементов с максимальным суммарным напряжением 18 В.

Рис. 6. Принципиальная схема универсального зарядного устройства

Из схемы видно, что в данном случае речь идет о классическом последовательном регуляторе на мощных транзисторах Т1 и Т2. В предлагаемой конструкции использованы транзисторы типа 2N3055, однако их можно заменить любыми другими n-р-n мощными транзисторами, которые будут в распоряжении радиолюбителя.

После сетевого трансформатора переменное напряжение выпрямляется диодами D1 и D2, после чего поступает на микросхему IC1, которая является монолитным регулятором напряжения с регулируемым выходом. При этом нужное значение выходного напряжения устанавливается с помощью подстроечного потенциометра Р1.

Зарядный ток через последовательный регулятор (транзисторы Т1 и Т2) подается на выходные контакты, протекает через заряжаемую аккумуляторную батарею и далее на корпус через выполняющий роль датчика резистор R8, величина сопротивления которого составляет 0,1 Ом. На этом резисторе при токе зарядки величиной 1 А формируется падение напряжения величиной 100 мВ. Это напряжение в компараторе IC2 типа LM339 сравнивается с напряжением, снимаемым с движка подстроечного потенциометра Р2, который через резистор R6 подключен к выходу стабилизатора IC3. Поскольку с помощью подстроечного потенциометра Р2 величина напряжения может регулироваться начиная от нулевого значения, то и ток зарядки аккумуляторной батареи, соответственно, может быть выбран почти от нуля.

К выходу компаратора подключена база транзистора Т3. Если ток зарядки превысит выбранное значение, то увеличится и напряжение на резисторе R8. При этом произойдет переключение компаратора, что приведет к открытию транзистора Т3. В результате понизится напряжение на выходе регулятора IC1 и, как следствие, на базах мощных транзисторов Т1 и Т2. Изменение напряжения на базах транзисторов Т1 и Т2 приведет к снижению тока зарядки аккумуляторной батареи до выбранного значения.

Транзистор типа 2N3904 можно заменить, например, транзисторами типа ВС337 или ВС635.

2.2. Универсальное зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-МН аккумуляторов [4]

Предлагаемое универсальное зарядное устройство обеспечивает как ускоренную зарядку никель-кадмиевых (Ni-Cd) и никель-металлгидридных (Ni-MH) аккумуляторных батарей повышенным током, так и их зарядку в так называемом обычном режиме с меньшим током зарядки. При этом в первом случае окончание зарядки происходит при падении напряжения на аккумуляторе. Благодаря использованию микросхемы MC33340D данное зарядное устройство позволяет контролировать падение напряжения с чувствительностью 4 мВ. Помимо этого, с помощью перемычек можно заранее установить определенное время зарядки. При необходимости контролируется не только напряжение на аккумуляторе в режиме ускоренной зарядки, но и напряжение источника питания устройства. Зарядка прекращается и в случае повышения температуры аккумулятора выше установленного лимита. Питание зарядного устройства осуществляется от источника постоянного напряжения 5-18 В с максимальным током 1,5 А.

Данное универсальное зарядное устройство для NiCd и NiMH аккумуляторов представляет собой регулятор, выполненный на микросхеме типа MC33340D. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 7.

Рис. 7. Принципиальная схема универсального зарядного устройства для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов

Сразу после подключения питающего напряжения универсальное зарядное устройство начинает работать в режиме ускоренной зарядки.

В том случае, если аккумулятор не подключен или неисправен, напряжение на выводе 1 (VSEN) микросхемы IC2 (MC33340D) будет либо меньше величины 1 В, либо больше, чем 2 В. При этом зарядное устройство автоматически переключится в обычный режим. В обычный режим работы данное зарядное устройство переключится и в том случае, если в течение 177 с на клеммах заряжаемого аккумулятора будет зафиксировано падение напряжения определенной величины, что свидетельствует об окончании процесса зарядки. Помимо этого переключение в обычный режим может осуществляться по окончании выбранного времени зарядки, или же при повышении температуры аккумулятора сверх допустимой нормы.

Время зарядки аккумуляторной батареи выбирается с помощью установки или удаления перемычек Т1-Т3. Зависимость времени зарядки от установки перемычек приведена в табл. 1.

При выборе режима зарядки с отключением при повышении температуры аккумулятора сверх допустимой нормы для измерения температуры аккумуляторной батареи к выводу 6 (Т2) микросхемы IC2 следует подключить терморезистор величиной 10 кОм. При этом к выводам 7 (Т1) и 5 (Т3) микросхемы IC2 должны быть подключены резисторы R7 и R8, с помощью которых устанавливается диапазон допустимых температур аккумулятора. Величина сопротивления резистора R7 определяет максимальную допустимую температуру, а величина сопротивления резистора R8 определяет минимальную допустимую температуру аккумуляторной батареи.

Если в процессе зарядки аккумулятора его температура будет находиться в выбранном диапазоне, то аккумулятор будет заряжаться в ускоренном режиме. В этом случае напряжение на выводах 7 (Т1), 6 (Т2) и 5 (ТЗ) микросхемы IC2 будет в пределах от 0 В до величины (Vсс — 0,7) В, где Vсс — напряжение питания микросхемы IC2 (вывод 8). Если же температура аккумулятора во время зарядки изменится и выйдет из выбранного диапазона, то изменится напряжение на выводе 7 (Т1) или 5 (Т3) микросхемы IC2, и зарядное устройство переключится в обычный режим.

Поскольку ток, протекающий через выводы 7 (Т1), 6 (Т2) и 5 (Т3) микросхемы IC2 составляет примерно 30 мкА, рассчитать значения величин сопротивлений резисторов R7 и R8 довольно просто. Так, например, если сопротивление термистора R10 при минимальной выбранной температуре составляет 8,2 кОм, то и величина сопротивления резистора R8 должна быть 8,2 кОм. Если сопротивление термистора R10 при максимальной выбранной температуре составляет 15 кОм, то и величина сопротивления резистора R7 должна быть 15 кОм.

Таким образом, при выборе режима зарядки с отключением при повышении температуры аккумулятора предлагаемая схема обеспечивает ускоренную зарядку аккумуляторной батареи только в том случае, если ее температура не выходит за установленные границы. Если в процессе зарядки температура аккумулятора станет меньше минимального предела, то зарядное устройство переключится в обычный режим, и аккумулятор будет заряжаться малым током дежурного режима до тех пор, пока его температура не войдет в норму.

Если же температура аккумулятора станет больше максимального предела, то зарядное устройство также переключится в обычный режим, но не выйдет из него до отключения аккумулятора.

В том случае, если выбран режим, при котором окончание зарядки определяется истечением определенного промежутка времени, резисторы R7, R8 и терморезистор R10 не устанавливаются, а время зарядки выбирается с помощью установки перемычек Т1-Т3 в соответствии с табл. 1. Этот вариант зарядки используется как запасной, то есть в том случае, если по каким-либо причинам нельзя провести окончание зарядки с помощью контроля падения напряжения на аккумуляторе.

Микросхема IC1 (LM317) в предлагаемой конструкции используется в качестве источника постоянного тока. Такая схема включения должна обеспечить постоянное напряжение величиной 1,2 В между выводами ADJ и OUT данной микросхемы. Поскольку между указанными выводами включен резистор R3, через который протекает ток зарядки, этот ток всегда будет иметь величину, при которой падение напряжения на резисторе R3 равно 1,2 В.

Для корректного распознавания момента окончания зарядки аккумулятора при падении напряжения на его контактах необходимо обеспечить наличие на выводе 1 (Vsen) микросхемы IC2 напряжения, соответствующего напряжению одного элемента аккумуляторной батареи. Для этого используется делитель напряжения, выполненный на резисторах R1 и R2. Так, например, если выбрать величину сопротивления резистора R1 равной 10 кОм, величину сопротивления резистора R2 следует рассчитать по следующей формуле:

R2 = R1 x (Vakk/Vsen - 1)

где:

Vakk - общее номинальное напряжение аккумуляторной батареи;

Vsen - напряжение на выводе 1 микросхемы IC2, которое должно составлять 1,2 В.

При этом общее напряжение аккумуляторной батареи рассчитывается по формуле:

Vakk = N x Ui

где:

N — количество элементов в аккумуляторной батарее;

Ui — напряжение одного элемента, которое обычно составляет 1,2 В.

Так, например, при величине сопротивления резистора R1, равной 10 кОм, для аккумулятора, состоящего из шести элементов, величина сопротивления резистора R2 будет составлять:

R2 = 10 000 х (7,2/1,2–1) = 50 кОм

Если же предполагается заряжать один элемент, то резистор R1 не устанавливается, а величина сопротивления резистора R2 должна составлять 10 кОм.

В то же время изменение количества элементов в заряжаемой аккумуляторной батарее требует изменения напряжения Uпит поступающего от источника питания данного устройства. При этом минимальная величина напряжения источника питания рассчитывается по формуле:

Uпит= 3 + 2N,

где:

N — количество элементов в аккумуляторной батарее.

Зависимость значений величин резисторов R1 и R2, а также питающего напряжения от количества заряжаемых элементов приведена в табл. 2.

Необходимо отметить, что соответствующие значения величины напряжения Uпит при зарядке указанного в табл. 2 количества элементов могут быть и выше, однако это потребует дополнительного охлаждения микросхемы IC1, например, с помощью установки ее на радиатор.

Питающее напряжение микросхемы IC2 должно быть в пределах 3-18 В. В том случае, если потребуется одновременно заряжать большее количество элементов, то необходимо обеспечить, чтобы питающее напряжение микросхемы на выводе 8 микросхемы IC2 не превысило величины 18 В. При этом напряжение на выводах 2 и 3 микросхемы IC2 не должно превышать величину 20 В.

Значение величины тока зарядки в обычном режиме (Iор) рассчитывается по формуле:

Iор = (Uпит — UD2 — Uakk)/R5

где:

Iор - ток зарядки в обычном режиме (А);

Uпит - напряжение источника питания (В);

UD2 — падение напряжения на диоде D2 (примерно 0,6 В);

Uakk - напряжение аккумуляторной батареи (В);

R5 — величина сопротивления резистора R5 (Ом).

Обычно величина тока зарядки в обычном режиме выбирается равной 1/100 от значения емкости аккумуляторной батареи. При этом значение мощности, рассеиваемой на резисторе R5, определяется по формуле:

PR5 = R5 x I^2op

При зарядке аккумулятора в ускоренном режиме значение величины тока зарядки (Iур) рассчитывается по формуле:

Iур = [UIC1 + (UADJ x R4)]/R3

где:

Iур - ток зарядки в ускоренном режиме (А);

UIC1 — выходное напряжение микросхемы IC1 (В);

UADJ ток утечки микросхемы IC1 (примерно 50 мкА).

Величину тока зарядки в ускоренном режиме следует выбирать в зависимости от типа аккумулятора. Обычно этот ток должен быть в пределах 1–2 значения емкости аккумуляторной батареи. Ток зарядки в ускоренном режиме можно регулировать изменением сопротивления регулировочного резистора R4 в пределах, определяемых значением сопротивления резистора R3, а максимальная величина этого тока (Iмакс) не может превышать максимального допустимого значения тока для микросхемы IC1, то есть величину 1,5 А

Минимальный ток зарядки в ускоренном режиме определяет величину сопротивления резистора R3. Значение сопротивления резистора R3 можно рассчитать, воспользовавшись следующей формулой:

R3 = UIC1/Umin

Так, например, если выбрать значение минимального тока зарядки в ускоренном режиме равным 0,45 А, то сопротивление резистора R3 составит 2,7 Ом. При этом значение мощности, рассеиваемой на резисторе R3 определяется по формуле:

PR3 = R3 x I^2ур = 2,7 x 0,45 x 0,45 = 0,55 Вт

Чтобы можно было в определенных пределах регулировать величину минимального тока зарядки, в предлагаемом устройстве желательно установить резистор R3 мощностью не менее 2 Вт.

Максимальный ток зарядки в ускоренном режиме с учетом выбранной величины мощности, рассеиваемой на резисторе R3 (в нашем примере 2 Вт), определяется по формуле:

I^2макс = PR3/R3

В результате для выбранных параметров максимальный ток зарядки Iмакс в ускоренном режиме будет составлять 0,86 А. Таким образом, при сопротивлении резистора R3, равном 2,7 Ом, и рассеиваемой на нем мощности 2 Вт ток зарядки можно изменять с помощью регулировочного резистора R4 в пределах от 0,45 А до 0,86 А. Такой ток считается оптимальным для пальчиковых аккумуляторов емкостью 450–850 мА.

С помощью простых расчетов можно определить значения минимального и максимального тока зарядки в ускоренном режиме в зависимости от рассеиваемой мощности и величины сопротивления резистора R3. Эти данные приведены в табл. 3.

Все детали универсального зарядного устройства размещены на печатной плате размером 52x40 мм. Печатная плата приведена на рис. 8.

Рис. 8. Печатная плата универсального зарядного устройства

Расположение деталей на печатной плате прибора показано на рис. 9.

Рис. 9. Расположение деталей на печатной плате универсального зарядного устройства

К деталям, используемым в данном устройстве, не предъявляются какие-либо особые требования. Естественно, рекомендуется применять любые малогабаритные резисторы и конденсаторы, которые без проблем можно разместить на печатной плате.

При изготовлении зарядного устройства можно использовать, например, резисторы типа МЛТ-0,125. Вполне подойдут и другие малогабаритные резисторы. В то же время, величина рассеиваемой мощности резистора R3, в соответствии с приведенными ранее расчетами, должна составлять 2 Вт. Конденсаторы С1 и С2 могут быть металлокерамическими или керамическими.

Диод 1N4148 (D1) можно заменить на отечественные диоды КД510, КД521 или КД522, обращая особое внимание на маркировку выводов катода и анода. Вместо диода 1N4007 (D2) можно установить отечественные диоды КД105, КД208, КД209 или КД243. Светодиод D4 — любой на ток 20 мА.

Монтаж элементов на печатной плате следует начать с установки микросхемы IC1 со стороны печатных проводников. При этом сначала необходимо аккуратно припаять один из выводов микросхемы к соответствующей контактной дорожке, а затем — все остальные выводы. Остальные элементы устанавливаются в обычном порядке, то есть сначала впаиваются пассивные малогабаритные детали, затем полупроводниковые элементы, а после этого — крупногабаритные детали.

Не следует забывать о том, что микросхему IC1 желательно установить на радиатор. Тепловое сопротивление радиатора рассчитывается по следующей формуле:

Rрад = Дt/Iур x (Uпит — Uакк),

где:

Iур - ток зарядки в ускоренном режиме (А);

Uпит - напряжение источника питания (В);

Uакк — напряжение аккумуляторной батареи (В);

Дt — максимально допустимая разница между температурой радиатора и температурой окружающей среды (обычно примерно 80 °C).

Если в процессе эксплуатации будет выбран режим, в котором окончание зарядки наступает по истечении определенного времени, то необходимый лимит устанавливается с помощью перемычек Т1-Т3. В этом случае термистор R10, а также резисторы R7 и R8 не устанавливаются.

При выборе режима зарядки с контролем температуры аккумулятора, необходимо установить термистор R10, а также резисторы R7 и R8. При этом термистор R10 должен иметь хороший тепловой контакт с заряжаемой аккумуляторной батареей. В данном случае перемычки Т1-Т3 не устанавливаются. При использовании зарядного устройства в указанном режиме для зарядки аккумуляторных батарей мобильных телефонов устаревших типов в качестве термистора R1G можно использовать терморезистор, входящий в состав аккумулятора. К схеме этот термистор подключается через соответствующие контакты аккумуляторной батареи. В то же время желательно произвести перерасчет величин сопротивлений резисторов R7 и R8 с учетом параметров термистора для каждого типа заряжаемого аккумулятора.

После того, как все компоненты будут установлены на печатной плате, еще раз следует проверить правильность монтажа. В последнюю очередь к печатной плате припаиваются выводы для подключения источника питающего напряжения, а также контакты для подключения заряжаемого аккумулятора.

Плата с размещенными на ней деталями располагается в любой подходящей пластмассовой коробке.

Собранное без ошибок и из исправных деталей зарядное устройство не нуждается в дополнительном налаживании. Однако перед включением прибора и подключением аккумулятора необходимо еще раз проконтролировать, соответствуют ли величины сопротивлений резисторов делителя R1R2 напряжению подключаемого аккумулятора. После этого универсальное зарядное устройство можно подключить к сети и проверить его работоспособность.

При подключении источника питающего напряжения (с отключенным аккумулятором) должен начать светиться светодиод D4. Если этого не произошло, то необходимо отключить питающее напряжение и еще раз проверить правильность монтажа и исправность элементов конструкции. Если же светодиод D4 светится, то к зарядному устройству можно подключать аккумуляторную батарею. После подключения аккумулятора светодиод должен начать мигать.

Окончание зарядки аккумуляторной батареи определяется в соответствии с выбранным режимом работы.

Глава 3

НИЗКОЧАСТОТНАЯ ТЕХНИКА

3.1. Ламповый предварительный усилитель фирмы MARSHALL [5]

В ламповых усилителях фирмы MARSHALL, предназначенных для работы с электромузыкальными инструментами, используются как предварительные усилители с коррекцией, так и предварительные усилители, одновременно выполняющие функции блоков эффектов. Одной из особенностей таких усилителей является то, что в них часто используются катодные повторители, в которых лампы включаются по схеме с общим анодом. Принципиальная схема предварительного усилителя такого типа с блоком коррекции тембра приведена на рис. 10.

Рис. 10. Принципиальная схема лампового предварительного усилителя фирмы MARSHALL

Этот предварительный усилитель собран на лампе типа ЕСС83, которая является двойным триодом. Первый триод VE1a работает как классический усилитель сигнала, его анод непосредственно подключен к сетке второго триода VE1b. Второй триод включен по схеме катодного повторителя, его коэффициент усиления меньше 1. Главным преимуществом такого включения триода VE1b является обеспечение сравнительно низкого выходного сопротивления усилителя, что позволяет подключить на выходе каскад коррекции.

В блоке коррекции уровень высоких частот регулируется потенциометром P1 (TREBLE), средние частоты — потенциометром Р2 (MIDDLE), а уровень высоких частот устанавливается потенциометром Р3 (BASS). Уровень громкости регулируется потенциометром Р4 (VOLUME), через который усиленный и откорректированный сигнал проходит на каскады оконечного усилителя.

3.2. Предварительный усилитель на двух лампах ЕСС83 [6]

Предлагаемый предварительный усилитель представляет собой так называемый комбинированный УНЧ, то есть усилитель, в котором наряду с электровакуумными применяются и полупроводниковые приборы. Данная конструкция выполнена на двух лампах типа ЕСС83, а в оконечном каскаде используется полевой транзистор J-FET.

В основу схемы этого комбинированного предварительного усилителя положены проверенные схемотехнические решения, которые используют практически все разработчики ламповой низкочастотной техники на протяжении десятков лет. Принципиальная схема предварительного усилителя приведена на рис. 11.

Рис. 11. Принципиальная схема предварительного усилителя на двух лампах ЕСС83

Предварительный усилитель имеет два входа (INPUT 1 и INPUT 2), каждый из которых предназначен, прежде всего, для подключения электрогитары и других инструментов. Однако эти же входы можно использовать и для подключения других источников сигнала, например микрофона. Оба входа могут использоваться одновременно, при этом коррекция тембра также будет общей для сигналов в обоих каналах.

Для упрощения конструкции из схемы усилителя исключены резисторные делители, обычно подключаемые к контактам разъемов типа jack. Естественно, при желании данные делители можно установить, однако это не является необходимым.

Низкочастотные сигналы, поступающие на контакты входных разъемов, через резисторы R2 и R4 подаются на сетки триодов Е1А и Е1В первой лампы типа ЕСС83, которая является двойным триодом. Частотная компенсация влияния интегрирующего элемента, образованного последовательно включенным резистором и входной емкостью триода лампы, не является необходимой. Наоборот, этот RC элемент способствует подавлению высокочастотных помех вне акустического диапазона. Триоды лампы ЕСС83 включены по классической схеме усилителя. Различные значения величин катодных резисторов и конденсаторов обеспечивают сдвиг высоких частот у сигнала, подаваемого на верхний вход.

С анодов триодов Е1А и Е1В через нагрузочное конденсаторы с различными емкостями (С1 = 22 nF, а С2 = 68 nF) сигналы проходят на потенциометры Р1 и Р2 (GAIN 1 и GAIN 2), которыми устанавливается уровень сигнала, поступающего на следующий усилительный каскад. При перемещении движков этих потенциометров к верхним по схеме выводам и использовании обычного гитарного звукоснимателя сигнал в последующих каскадах ограничен, что обеспечивает появление эффекта «sustain» тона гитары. В то же время речь не идет о каком-либо значительном ограничении, синусоида лишь заметно округляется. Через усилительные каскады, выполненные на триодах Е1А и Е1В (перед потенциометрами GAIN), входной сигнал напряжением 500 мВ проходит практически без заметных искажений.

Сигналы, проходящие с движков потенциометров, смешиваются на резисторах R9 и R10. Параллельно резистору R9 подключен конденсатор С6, который обеспечивает сдвиг на высших частотах, этот сдвиг зависит и от положения движка потенциометра второго входа. Помимо этого, между верхним выводом и движком потенциометра Р1 подключен конденсатор С5 с малой емкостью, который обеспечивает сдвиг высокочастотных составляющих у сигнала, поступающего с верхнего входа. В результате сигнал, проходящий по каналу усиления первого входа, более «богат» на высокочастотные составляющие, чем сигнал, проходящий через каскад усиления второго входа. При желании емкости конденсаторов можно изменить или вообще исключить схему компенсации и собрать каналы по одинаковой схеме. В результате оба канала будут работать одинаково, однако при этом произойдет естественное подавление высокочастотных составляющих сигналов, подаваемых на оба входа.

Смешанный сигнал из обоих каналов подается на следующий усилительный каскад, выполненный на второй лампе типа ЕСС83. На первом триоде Е2А этой лампы собран обычный усилительный каскад, а на втором триоде Е2В — катодный повторитель. Такое включение в ламповых усилителях встречается довольно часто.

С катода триода Е2В сигнал поступает на пассивный трехдиапазонный блок регуляторов тембра, который выполнен по классической схеме. Потенциометром Р4 регулируются высокие частоты (TREBLE), потенциометром Р5 — низкие (BASS), а потенциометром Р6 — средние (MIDDLE). После блока регулировки тембра установлен регулятор громкости. Это потенциометр сопротивлением 2 MOm/LOG, практически не влияющий на работу цепей коррекции.

Согласование полного выходного сопротивления предварительного усилителя и подключаемого к его выходу оконечного усилителя обеспечивает каскад, выполненный на полевом J-FET транзисторе типа BF245B, включенном по схеме повторителя. Его питание осуществляется от источника напряжения 12 В. Усиление этого каскада даже при малом питающем напряжении 12 В вполне достаточно, поскольку он включен после регулятора громкости, а необходимое для возбуждения оконечного усилителя эффективное выходное напряжение составляет примерно 1,5 В. С выхода предварительного усилителя сигнал подается на вход оконечного транзисторного усилителя. С катода триода Е2А через потенциометр Р3, обозначенный на схеме как EFX, сигнал также подается на выход EFEKT для внешних блоков эффектов или для других целей.

Однако выход EFEKT может служить и в качестве линейного входа, поэтому перед потенциометром Р3 установлен разделительный резистор R13, который определяет комплексное сопротивление этого входа/выхода и согласование сигнала.

Составными частями рассматриваемого предварительного усилителя являются и схемы питания. Анодное напряжение для ламп формируется двухполупериодным выпрямителем из переменного напряжения, снимаемого с вторичной обмотки (280 В/30 мА) тороидального сетевого трансформатора с помощью диодного мостика D1 (1 А/400 В). Выпрямленное напряжение фильтруется цепочкой RC элементов, состоящей из резисторов R17-R19 и конденсаторов С12-С15 емкостью от 22 до 47 мкФ с номинальным напряжением 400 В. При сборке и работе с данным усилителем следует в целях безопасности особое внимание обращать на цепи с напряжением 400 В и на заряженные конденсаторы.

Постоянное напряжение накала формируется также двухполупериодным выпрямителем из переменного напряжения, снимаемого с вторичной обмотки (18 В/0,5 А) трансформатора, фильтруется конденсатором С17 емкостью 2000 мкФ и стабилизировано интегральным стабилизатором IC1 типа мА7812 (12 В/1 А). Нити накала в каждой лампе ЕСС83 включены параллельно, при этом один крайний вывод всегда заземлен. Напряжение 12 В используется и для питания согласующего каскада с J-FET транзистором Т1, а также для питания контрольного светодиода (на схеме не показан).

Выпрямитель и стабилизатор напряжения накала можно разместить на плате предварительного усилителя, обратив особое внимание на правильное заземление. Стабилизатор IC1 при входном напряжении около 24 В и потребляемом токе 300 мА необходимо разместить на радиаторе.

3.3. Простой усилитель НЧ иа лампах [7]

Принципиальная схема простого лампового усилителя НЧ, который можно использовать в качестве оконечного усилителя, приведена на рис. 12.

Рис. 12. Принципиальная схема простого лампового усилителя НЧ

Несмотря на то, что схема этого усилителя не отличается особой сложностью, его параметры заслуживают уважения.

Выходной трансформатор усилителя намотан на сердечнике типа EIXX. Первичная обмотка имеет 2x800 витков провода диаметром от 0,25 до 0,3 мм. Вторичная обмотка для нагрузки сопротивлением 4 Ом имеет 48 витков, для нагрузки сопротивлением 8 Ом — 65 витков, а для нагрузки сопротивлением 16 Ом — 90 витков медного лакированного провода диаметром от 1 до 1,2 мм.

Настройка усилителя не доставляет особых хлопот.

Подстроечными потенциометрами 1 МОм на катодах ламп необходимо установить напряжение 0,125 В, при котором обеспечивается симметричность выходного сигнала. На этом процесс регулировки заканчивается.

Шасси с усилителем можно разместить в корпусе широкополосной акустической системы, т. е. изготовить так называемый COMBO агрегат, то есть электроакустический агрегат, состоящий из акустической системы и размещенного в ее корпусе усилителя НЧ. Такое устройство можно использовать для домашних репетиций, для прослушивания или же для подачи сигнала через микрофон на микшерский пульт.

Глава 4

БЛОКИ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ

4.1. Бегущий огонь с 10 светодиодами [8]

Один из самых популярных световых эффектов, реализуемых в различных конструкциях устройств, которые применяются для украшения новогодней елки, — эффект так называемых бегущих огней. Визуально он выражается в том, что в цепочке каких-либо источников света, например электрических лампочек, в самом простом варианте поочередно загорается один или группа источников, расположенных один возле другого. При этом, благодаря инерции нашего зрения, создается видимость того, что источник света перемещается, «бежит» по цепочке с определенной скоростью. В качестве источников света в таких конструкциях могут использоваться не только электрические лампочки, но и, например, светодиоды.

Простое и в то же время надежное устройство, реализующее световой эффект бегущих огней, можно собрать с использованием обыкновенных светодиодов. Предлагаемая конструкция представляет собой обычный переключатель, в котором напряжение питания поочередно подается на один из десяти светодиодов. Принципиальная схема модуля бегущих огней приведена на рис. 13.

Рис. 13. Принципиальная схема модуля бегущих огней предлагаемый модуль изготовлен с использованием счетчиков импульсов.

Данное устройство, основу которого составляют две микросхемы и десять транзисторов, условно можно разделить на три функциональных блока: задающий генератор, блок управления и схему индикации. Как и большинство подобных конструкций,

Задающий генератор, формирующий импульсы управления, выполнен на микросхеме IC2, которая включена по схеме нестабильного мультивибратора. При этом рабочая частота задающего генератора определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1. При использовании данных элементов с указанными на принципиальной схеме параметрами частота следования управляющих импульсов будет около 15 Гц.

С выхода задающего генератора (вывод IC2/3) управляющие импульсы подаются на блок управления, основу которого составляет микросхема IC1, являющаяся счетчиком импульсов. На десяти выходах этой микросхемы обеспечивается последовательное формирование напряжения логической единицы. Первоначально на всех выходах счетчика импульсов присутствуют напряжения логического нуля. Другими словами, уровень напряжения на каждом из выходов микросхемы IC1 (выводы IC1/1-7,9-11) будет низким и недостаточным для того, чтобы открылся транзистор, база которого подключена к соответствующему выходу.

При поступлении от задающего генератора первого управляющего импульса на вход счетчика CLK (вывод IC1/14) на выходе DO0 (вывод IC1/3) сформируется напряжение логической единицы, то есть на этот выход будет подано напряжение более высокого уровня. Таким образом, на одном из выходов блока управления появится управляющее напряжение, которое подается на соответствующий вход блока индикации. В рассматриваемой схеме блок индикации выполнен на транзисторах Т1-Т10 и светодиодах D1-D10.

С выхода DO0 (вывод IC1/3) напряжение высокого логического уровня поступает на базу транзистора Т10 и обеспечивает его отпирание. В результате через открытый переход «коллектор-эмиттер» транзистора Т10 анод светодиода LD10 оказывается подключенным к плюсу источника питания, что приводит к свечению этого диода. Поступление на вход микросхемы IC1 следующего управляющего импульса от задающего генератора обеспечит формирование напряжения логической единицы на выходе DO1 (вывод IC1/2). При этом на выходе DO0 вновь появится напряжение низкого логического уровня, транзистор Т10 закроется, а светодиод LD10 погаснет. В то же время транзистор T9 откроется, а диод LD9 начнет светиться.

При подаче на вход счетчика IC1 непрерывной последовательности из десяти управляющих импульсов напряжение высокого логического уровня будет поочередно формироваться на выходах DO0-DО9, чем будут обеспечены последовательные вспышки светодиодов от LD10 до LD1. Если эти светодиоды расположить один возле другого, то, как уже отмечалось, благодаря инерции нашего зрения, создастся видимость того, что светящийся диод «бежит» по цепочке. После того как на вход счетчика будет подана следующая последовательность из десяти управляющих импульсов, произойдет повторный цикл поочередных вспышек светодиодов. И так будет продолжаться до отключения питания.

Остается добавить, что использование в данной схеме транзисторов Т1-Т10 в качестве управляющих работой светодиодов ключей обусловлено тем, что токовая нагрузка микросхемы IC1 весьма незначительна. Поэтому непосредственное подключение отдельных светодиодов к ее выходам может привести к неисправности микросхемы. В то же время с учетом того, что в определенный момент времени в предлагаемой конструкции всегда светится только один светодиод, ток через все диоды ограничен одним общим резистором R2.

Все детали модуля бегущих огней размещены на небольшой двусторонней печатной плате размером 55x35 мм. Изображение печатной платы приведено на рис. 14.

Рис. 14. Печатная плата модуля бегущих огней

Расположение деталей на печатной плате приведено на рис. 15.

Рис. 15. Расположение деталей на печатной плате модуля бегущих огней

Питание модуля осуществляется от источника постоянного напряжения 5 В. Это могут быть обыкновенная плоская батарейка типа 3336Л или четыре пальчиковых элемента по 1,5 В, так как надежная работа данного модуля обеспечивается и при изменении питающего напряжения в пределах от 4,5 до 6,0 В. В качестве источника питания можно использовать обычный сетевой выпрямитель на напряжение 6 В при токе 200–300 мА. Если в данной конструкции применить светодиоды с низким рабочим током (2 мА), а сопротивление резистора R2 увеличить до 1 кОм, общая потребляемая мощность устройства будет значительно снижена. В этом случае при питании от одной плоской батарейки модуль сможет непрерывно работать несколько десятков часов.

Импортные транзисторы ВС548В можно заменить, например, отечественными транзисторами n-p-n-типа КТ3102ВМ. Светодиоды можно заменить маленькими электрическими лампочками, рассчитанными, например, на напряжение 4,5 В. В этом случае резистор R2 заменяется перемычкой.

В предлагаемом варианте исполнения модуля бегущих огней все светодиоды размещены вдоль одной из сторон печатной платы. Однако в каждом конкретном случае расположение светодиодов зависит лишь от фантазии исполнителя. Светодиоды можно расположить, например, в виде небольшой гирлянды. Это может быть и какая-либо буква или инициалы. При этом светодиоды соединяются с платой с помощью тонкого многожильного кабеля.

Собранный без ошибок в монтаже и из исправных деталей, модуль бегущих огней почти не нуждается в налаживании, за исключением подбора рабочей частоты задающего генератора, которая определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1.

При желании скорость перемещения бегущих огней можно изменять подбором значения сопротивления резистора R1. Для увеличения скорости сопротивление резистора R1 следует уменьшить, а для уменьшения скорости перемещения бегущих огней сопротивление резистора R1 необходимо увеличить.

4.2. Мерцающий цветок [9]

Приятным сюрпризом на елке, без сомнения, окажется двухцветный мерцающий цветок. В этом устройстве используются семь двухцветных LED-диодов, которые на печатной плате располагаются в форме лепестков цветка. При этом они поочередно светятся то зеленым, то красным цветом. Расположенный в центре цветка светодиод также двухцветный, однако в то время, когда остальные LED-диоды загораются, например, зеленым цветом, он светится красным, и наоборот. Это простое устройство конструктивно выполнено в виде отдельного модуля, который можно разместить на елке в качестве украшения или вмонтировать в какую-либо игрушку или сувенир.

Модуль разноцветного мерцающего цветка представляет собой обычный переключатель, в котором напряжение питания поочередно подается на две группы светодиодов. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 16.

Рис. 16. Принципиальная схема модуля мерцающего цветка

Предлагаемое устройство, которое выполнено всего на одной микросхеме и двух транзисторах, условно можно разделить на три функциональных блока: задающий генератор, блок управления и схему индикации.

Задающий генератор, формирующий импульсы управления, выполнен на микросхеме IC1, которая включена по схеме нестабильного мультивибратора. При этом частота переключения мультивибратора определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1. Переключающие импульсы с выхода задающего генератора (вывод IC1/3) подаются на базы транзисторов Т1 и Т2, с помощью которых обеспечивается непосредственная подача напряжения на соответствующие группы светодиодов.

При формировании на выходе микросхемы IC1 (вывод IC1/3) непрерывной последовательности положительных и отрицательных управляющих импульсов транзисторы Т1 и Т2 будут поочередно отпираться. Так, при отпирании положительным импульсом транзистора Т1 через его открытый переход «коллектор-эмиттер», аноды соответствующей группы двойных светодиодов D1-D7 окажутся подключенными через резисторы R5 и R7 к плюсу источника питания, что приведет к свечению этих диодов одним из цветов. По окончании управляющего импульса транзистор Т1 вновь закроется, а светодиоды погаснут. При отпирании отрицательным импульсом транзистора Т2 через его открытый переход «коллектор-эмиттер» к плюсу источника питания через резисторы R6 и R8 окажутся подключенными аноды второй группы двойных светодиодов D1-D6. В результате эти светодиоды начнут светиться другим цветом. По окончании импульса транзистор Т2 вновь закроется, а светодиоды погаснут. Поступление на базы транзисторов последовательности управляющих импульсов от задающего генератора (IC1) обеспечит поочередное свечение диодов до тех пор, пока не будет отключено питание. Расположенный в центре цветка двухцветный светодиод D7 включен таким образом, что в то время, когда остальные диоды загораются зеленым цветом, он светится красным, и наоборот.

Все детали модуля мерцающего цветка размещены на печатной плате размером 68x42 мм. Рисунок печатной платы приведен на рис. 17.

Рис. 17. Печатная плата модуля мерцающего цветка

Расположение деталей на печатной плате прибора приведено на рис. 18.

Рис. 18. Расположение деталей на печатной плате модуля мерцающего цветка

Вместо двухцветных светодиодов можно использовать и любые одноцветные LED диоды. В этом случае один двухцветный диод просто заменяется двумя обычными светодиодами разных цветов, соединив их катоды. Однако при этом необходимо внести соответствующие изменения и в рисунок печатной платы, просверлив дополнительные отверстия.

Указанный на схеме р-n-р-транзистор ВС557В (Т2) можно заменить, например, на отечественный транзистор типа КТ668В. Вместо n-р-n-транзистора ВС547В (Т1) можно установить отечественный транзистор типа КТ3102БМ.

Установку элементов на печатной плате следует проводить в обычном порядке, то есть сначала необходимо впаять перемычку и панельку микросхемы, затем резисторы и конденсатор СЗ, транзисторы и конденсаторы С1 и С2. После этого можно установить на печатную плату модуля светодиоды. В процессе монтажа элементов особое внимание необходимо обращать на правильное расположение выводов транзисторов, электролитических конденсаторов и светодиодов. При этом у светодиодов при определении назначения выводов не следует руководствоваться их длиной. В любом случае у двухцветных LED диодов средний вывод является общим катодом. В то же время соответствие цветов оставшихся двух выводов можно проконтролировать с помощью обычной батарейки на напряжение 4,5 В. Для этого достаточно к минусу батарейки подсоединить вывод катода, а к плюсу через резистор сопротивлением 470 Ом поочередно подсоединить оставшиеся выводы.

Таким образом можно определить, какой из них является анодом красного светодиода, а какой — анодом зеленого. При окончательной установке светодиодов на печатную плату можно руководствоваться обозначениями, приведенными на рисунке расположения элементов.

После проверки правильности монтажа к модулю можно подключить источник питающего напряжения 9 В. Поскольку ток, потребляемый устройством, составляет около 60 мА, то для питания модуля мигающего цветка рекомендуется воспользоваться либо двумя включенными последовательно плоскими батарейками типа 3336Л (2x4,5 В), либо сетевым выпрямителем на 9 В, обеспечивающим соответствующий ток.

Собранный без ошибок и из исправных деталей, модуль мерцающего цветка не нуждается в дополнительном налаживании. При желании подбором величин сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1 можно изменить частоту мигания светодиодов.

Глава 5

МОБИЛЬНАЯ ТЕЛЕФОНИЯ

5.1. Сервисные кабели для мобильных телефонов NOKIA [10]

Внимание! При использовании специальных сервисных кабелей может произойти полная блокировка или поломка мобильного телефона. Любые подобные действия выполняются пользователем на собственный страх и риск. Автор и издательство не несут никакой ответственности за возможные негативные последствия, вызванные использованием приведенных ниже материалов, рисунков, схем и иной информации, изложенной в данной статье.

Без преувеличения можно утверждать, что в России финская компания NOKIA известна каждому владельцу мобильного телефона. По некоторым данным, на мировом рынке аппаратуры для мобильной связи доля продаж этой фирмы в 2001 году составила более 30 % от общего объема. Таким образом, фирма NOKIA по указанному показателю занимает первое место в мире. На российском рынке, по мнению автора, почти половина продаваемых мобильных телефонов имеет логотип NOKIA.

Вполне естественно, что фирменный специальный кабель для подключения мобильных телефонов этой марки к персональному компьютеру без проблем можно приобрести в сервисных центрах, однако он достаточно дорог. Сервисный кабель можно изготовить и самостоятельно, воспользовавшись рекомендациями, изложенными далее.

Также следует учитывать, что для работы с отдельными версиями firmware мобильных телефонов одной и той же модели могут потребоваться абсолютно разные программы и разные сервисные кабели.

Специальные сервисные кабели, предназначенные для подсоединения мобильных телефонов NOKIA к персональному компьютеру, могут иметь некоторые отличия, которые обусловлены как особенностями отдельных моделей мобильных телефонов, так и назначением кабелей (для разблокирования и усовершенствования firmware, для передачи цифровой информации, для активации сервисного меню и т. д.).

Поскольку в мобильных телефонах NOKIA для коммуникации с персональным компьютером используются шины F-BUS и M-BUS, то, соответственно, сервисные кабели могут быть трех типов: F-BUS, M-BUS, а также комбинированные кабели FBUS/M-BUS.

В состав кабеля протокола F-BUS входят линии RxD (Reseive Data) и TxD (Transmit Data). Сервисные кабели этого типа используются для работы с программным обеспечением, которое позволяет, например, принимать и передавать данные и факсы, изменять и формировать логотипы, создавать и записывать собственные музыкальные мелодии звонка и т. п.

Кабель протокола M-BUS является обычной двунаправленной шиной, поэтому имеет меньшую скорость передачи данных. Такие специальные кабели обычно применяются для разблокирования, активации сервисного меню и т. п.

Расположение контактов сервисных разъемов мобильных телефонов NOKIA некоторых моделей, а также назначение этих контактов можно найти в специализированной литературе.

Кабели M-BUS

Один из самых первых кабелей типа M-BUS, предназначенный для подключения к ПК телефонов NOKIA старых моделей 1610, 3110 и некоторых других (61ХХ, 8110 и т. д.), был разработан и реализован еще в прошлом тысячелетии прекрасным югославским специалистом Деяном Кальевичем (Dejan Kaljevic). Принципиальная схема этого кабеля приведена на рис. 19.

Рис. 19. Принципиальная схема простого кабеля M-BUS для мобильных телефонов NOKIA

Схема достаточно проста и дополнительных пояснений не требует.

Некоторые источники (например, www.mobil.cz) рекомендуют использовать такой M-BUS кабель при разблокировании мобильных телефонов NOKIA модели 3210, имеющих версии firmware до 5.01, а также моделей 5110 (версии firmware до 5.26) и 6110 (версии firmware до 5.48). Аналогичный сервисный кабель можно применять и с телефонами модели 6150 (версии firmware до 5.22). Данный M-BUS кабель работает и с некоторыми версиями firmware модели 7110, однако точно определить, с какими именно, на момент создания данной книги было трудно.

В варианте, предназначенном для работы с моделями 32ХХ, 33ХХ, 51ХХ, 61ХХ, принципиальная схема сервисного кабеля выглядит так, как показано на рис. 20.

Рис. 20. Принципиальная схема кабеля M-BUS для мобильных телефонов NOKIA моделей 32ХХ, 33ХХ, 51XX, 61XX

Для работы с мобильными телефонами NOKIA моделей 8210, 8850 некоторые источники (например, www.mudboy.web3.cz) предлагают использовать кабель M-BUS, принципиальная схема которого приведена на рис. 21.

Рис. 21. Принципиальная схема кабеля M-BUS для мобильных телефонов NOKIA моделей 8210, 8850

Кабель F-BUS

Специальные сервисные кабели протокола F-BUS, предназначенные для работы с мобильными телефонами NOKIA, имеют незначительные отличия от кабелей M-BUS. В этом можно убедиться, посмотрев на принципиальную схему кабеля F-BUS, которая приведена на рис. 22.

Рис. 22. Принципиальная схема кабеля F-BUS для мобильных телефонов NOKIA

Особенностью данной схемы является применение микросхемы МАХ3232. Уровни сигналов в линиях Rx и Тх ограничены стабилитронами 2,7 В. Такой сервисный кабель может работать, например, с мобильными телефонами NOKIA моделей 3310.или 6110.

Комбинированные кабели F-BUS/M-BUS

Комбинированные кабели F-BUS/M-BUS, предназначенные для подключения мобильных телефонов NOKIA к персональному компьютеру, пользуются большой популярностью.

Принципиальная схема одного из наиболее распространенных вариантов приведена на рис. 23.

Глава 6

ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

6.1. Приставка «тремоло» для электрогитары [11]

Устройство, принципиальная схема которого приведена на рис. 27, можно использовать в качестве блока так называемого эффекта «тремоло» (tremolo) для электромузыкальных инструментов и, в первую очередь, электрогитар.

Рис. 27. Принципиальная схема приставки «тремоло»

Основу схемы составляет генератор плавающих импульсов, рабочая частота которого устанавливается потенциометром R2 в пределах от 5 до 2500 ГЦ. Данное устройство рекомендуется подключать между предварительным и оконечным усилителями. При необходимости приставку можно отключить с помощью переключателя S1. Обычно выключатель S1 располагается в специальной ножной педали. Оба используемых потенциометра имеют линейную характеристику.

6.2. Бустер для электрогитары [12]

Предлагаемая конструкция, принципиальная схема которой приведена на рис. 28, используется для изменения окраски звука электрогитары. Синусоидальный сигнал в этом устройстве ограничивается до сигнала, близкого к прямоугольным импульсам.

Каскад на операционном усилителе OZ1a микросхемы IO1, имеющий переменный коэффициент усиления, увеличивает амплитуду входного сигнала. Конденсатор С13 подавляет высшие гармоники сигнала, пропуская низшие гармоники. Непосредственное ограничение сигнала осуществляется с помощью диодов D1-D4, включенных в цепи обратной связи транзисторов Т1 и Т2. При меньшем коэффициенте усиления входного усилительного каскада ограничение сигнала будет меньше и наоборот. Тоновая окраска (содержание высших гармоник) регулируется потенциометром РЗ. Каскад на операционном усилителе OZ1b микросхемы IO1 обеспечивает низкое выходное сопротивление устройства и необходимый уровень сигнала на его выходе.

Питание данного устройства осуществляется от батареи напряжением 9 В при потребляемом токе (без диода D6) 1 мА. В качестве микросхемы IO1 выбрана микросхема типа TL062, имеющая малый потребляемый ток. Для контроля состояния батареи, а также для того, чтобы музыкант не забывал выключить устройство, в цепь питания может быть включен диод D6, который также должен иметь малый рабочий ток.

Благодаря малому количеству используемых деталей, устройство можно разместить в любом подходящем корпусе. Выключатель напряжения может быть механически соединен с одним из потенциометров.

Рис. 28. Принципиальная схема бустера для электрогитары

6.3. Приставка «Fuzz Face» [13]

История создания предлагаемой приставки «Fuzz Face», принципиальная схема которой приведена на рис. 29, началась в далекий период первых экспериментов с электрогитарой.

Рис. 29. Принципиальная схема приставки «Fuzz Face»

Первоначально в схеме использовались германиевые транзисторы, однако последующая их замена на кремниевые транзисторы практически не повлияла на работу приставки. Потенциометром Р1 устанавливается уровень эффекта «fuzz». При этом потенциометр Р1 формирует постоянное напряжение смещения, подаваемое на базу транзистора Т1.

Коэффициент усиления изменяется в зависимости от положения движка потенциометра Р1, который через конденсатор С2 соединен с корпусом. Уровень выходного сигнала регулируется потенциометром Р2. Ножной выключатель, подключенный к контактам А-Е, обеспечивает переключение между режимами так называемого «чистого» звука и искаженного сигнала. В режиме «чистого» звука одновременно замыкается на корпус и база транзистора Т1.

Питание приставки осуществляется от батарейки напряжением 9 В или от внешнего источника питания. При этом напряжение питания на приставку подается автоматически при подключении монофонического разъема типа «jack» к входному разъему К1.

Все детали приставки, за исключением ножного выключателя, размещены на односторонней печатной плате. Печатная плата устройства и расположение деталей на ней приведены на рис. 30.

Собранная без ошибок и из исправных деталей приставка сразу готова к работе и дополнительного налаживания не требует.

Рис. 30. Печатная плата (а) и расположение элементов (б) приставки «Fuzz Face»

6.4. Увеличение длительности звучания электрогитары [14]

В отличие от приставок «fuzz», в которых сигнал симметрично ограничивается, в данном устройстве сигнал от электрогитары искажается минимально. Коэффициент усиления приставки увеличения длительности звучания электрогитары изменяется в зависимости от значения уровня входного сигнала. При этом обеспечивается минимальное изменение уровня сигнала на выходе данного устройства при изменении уровня входного сигнала в определенных пределах. Таким образом, данная приставка выполняет примерно те же функции, что и, например, схема автоматической регулировки уровня записи (АРУЗ) в магнитофоне. На практике рассматриваемый эффект проявляется в том, что звучание гитары длится дольше.

Принципиальная схема приставки для увеличения длительности звучания электрогитары приведена на рис. 31.

Рис. 31. Принципиальная схема приставки для увеличения длительности звучания электрогитары

Сигнал, поступающий на вход приставки со звукоснимателя электрогитары, усиливается каскадом, выполненным на транзисторе Т1. Подстроечным потенциометром, имеющим сопротивление 25 КОм, устанавливается базовая чувствительность устройства. Усиленный сигнал далее подается на диодный делитель и каскад усиления, выполненный на операционном усилителе. С выхода операционного усилителя OZ1 усиленный сигнал проходит не только на выход приставки, но и через конденсатор емкостью 150 nF поступает на симметричный выпрямитель, выполненный на германиевых диодах D1 и D2.

Через кремниевые диоды D3-D6 протекает ток, который будет тем больше, чем больше напряжение на выходе устройства. Чем больший ток протекает эти через диоды, тем больше их динамическое сопротивление, в результате напряжение на входе операционного усилителя OZ1 меньше. Таким образом, схема будет стараться удержать уровень выходного сигнала на постоянном уровне. Поскольку переменное напряжение на регулирующих диодах сравнительно мало, то и искажение сигнала, вызванное нелинейностью вольт-амперной характеристики диодов также будет незначительным.

В данной конструкции можно использовать микросхемы типа 741, TL071 или TL081, не нуждающиеся в частотной компенсации. Если же будут применяться микросхемы типа 748 или NE5534, то между выводами 1 и 8 следует подключить конденсатор емкостью несколько пикофарад. В приставке можно использовать любой универсальный транзистор проводимости n-р-n, например, серий КС или ВС. Диоды могут быть практически любыми.

Литература

1. Zbyněek Munzar. Indikátor anodového napětí // «Praktická elektronika A Radio». - 2005. - № 6. - s. 7.

2. Jaroslav Belza. Tester článků //«Praktická elektronika A Radio». - 2003. - № 7. - s. 22.

3. Jednoduchá nabíječka akumulátorů// «Stavebnice a Konstrukce A Radio». - 1999. - № 1. - s. 6.

4. Univerzální nabíječ NiCd a NiMH //http://www.ges.cz.

5. Jaroslav Vlach. Korekčni předzesilovač tipu MARSHALL. // «Lampárna». - Praha. - 2004. - BEN. - c. 57.

6. Vojtěch Voráček. Předzesilovač s 2xECC83 // «Konstrukční elektronika A Radio». - 2003. - № 6. - s. 25.

7. Bohumil Lipka. Jednoduchy elektronkový nf zesilovač. // «Amatérské radio (řada B)». - 1991. - № 1. - s. 36.

8. Běžící světlo pro 10 LED //«Amatérské radio». - 2001. - X»12. - s. 17.

9. Tomáš Flajzar. Dvoubarevý kvítek //www.flajzar.cz.

10. Адаменко М. В. Мобильные телефоны NOKIA. // «Секреты сотовых телефонов». — М. - 2002. — ДМК Пресс. — С. 185.

11. Kytarové tremolo //«Amatérské radio (fada В)». - 1996. - № 2. - s. 20.

12. Jiří Vlček. Kytarový booster. // «Elektronika pro hudebníky». - Praha. - 2001.— s. 24.

13. Fuzz Face // «Stavebnice a Konstrukce A Radio». - 2001.-№ 2.-s. 10.

14. Doplňky k hudebním nástrojům //«Konstrukční elektronika A Radio». - 1997. - № 3. - s. 90 (Kuchař, М.: Prodlužovač tónu kitary. //«Amatérské radio (řada A)». - 1981,-№ 2.-s. 10).

Content

Составитель: Адаменко Михаил Васильевич
«В помощь радиолюбителю»
Выпуск 13
(Электроника своими руками)

Глава 1 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

1.1. Индикатор анодного напряжения

1.2. Тестер малогабаритных элементов питания

Глава 2 ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

2.1. Простое зарядное устройство для аккумуляторов

2.2. Универсальное зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-МН аккумуляторов

Глава 3 НИЗКОЧАСТОТНАЯ ТЕХНИКА

3.1. Ламповый предварительный усилитель фирмы MARSHALL

3.2. Предварительный усилитель на двух лампах ЕСС83

3.3. Простой усилитель НЧ иа лампах

Глава 4 БЛОКИ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ

4.1. Бегущий огонь с 10 светодиодами

4.2. Мерцающий цветок

Глава 5 МОБИЛЬНАЯ ТЕЛЕФОНИЯ

5.1. Сервисные кабели для мобильных телефонов NOKIA

Глава 6 ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

6.1. Приставка «тремоло» для электрогитары

6.2. Бустер для электрогитары

6.3. Приставка «Fuzz Face»

6.4. Увеличение длительности звучания электрогитары

Литература