Например TDA7294

РадиоКот > Схемы > Цифровые устройства > Бытовая техника

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!

 

 

 

 


Файлы:
Рисунки печатных плат
Прошивка МК
Прошивка микросхемы ПЗУ
Расчёт частот нот звонка по исходной схеме


Все вопросы в Форум.


ID: 2346

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

75 1 3
5 1
Подробно