СамоДельник

Трехтональный электронный звонок

Предлагается вариант изготовления трехтонального электронного квартирного звонка. Конструкция предельно проста в изготовлении, позволяет получить мелодичный сигнал о приходе гостя. Длительность звучания звонка, его тембр и тональность регулируются пользователем.
Данное устройство можно отнести к разделу «Конструкция выходного дня», когда-то популярному в технических журналах, так как для его сборки действительно достаточно незначительное время.
Недавно появился бытовой вопрос – знакомым потребовалось установить в доме звонок. Вспомнив наставления нашего гуру – «Зачем делать, если можно купить», пошел в магазин и нашел там с десяток вариантов красивых современных сетевых (такое было условие) электрических звонков. Не скажу, что цена была маленькая, но более огорчило то, что все они были близнецами из серии «дин-дон» в разных сочетаниях и отличались лишь внешне, дизайном корпуса. Кроме того, все они были беспроводными и, следовательно, требовали постоянного включения и работу в электросети.
Заказчики эти нововведения не оценили, старой конструкции звонка «сеть -кнопка-звонок» в магазинах не нашлось, поэтому, потратил пару вечеров на поиски подходящей схемы и сборку электронного звонка из подсобных комплектующих.
Схема звонка приведена ниже
Трехтональный электронный звонок
Схема имеет одновибратор на элементе D1.1, ограничивающий время звучания звонка, при длительном нажатии на кнопку.
Традиционно, схема мультивибратора (одновибратора) изготовленного на микросхемах, выполняется на базе 2-3 элементов микросхем ЛА7, ЛЕ5.
Приведенная выше схема звонка выполнена на микросхеме К561ТЛ1, состоящей из четырех логических элементов с эффектом триггера Шмитта. За счет этого свойства, мультивибратор с RС-цепью, задающий частоту импульсов, можно изготовить только на одном логическом элементе. Благодаря этому, схема приведенного звонка значительно упрощается. Она выполнена всего на одной микросхеме и состоит из одновибратора на D1.1 и трех мультивибраторов на остальных элементах.
Элементы D1.2 — D1.4 образуют три однотипных мультивибратора, каждый из них настроен на свою частоту. Сигналы этих генераторов смешиваются и поступают в усилитель на транзисторах VT1 и VT2 с выходом на динамик SP1.
Источник питания 9…15 В с током нагрузки 30…45 мА выбирается в зависимости от условий эксплуатации и электробезопасности. В сетевом исполнении, можно применить бестрансформаторный источник питания.
Работа схемы
Запускается звонок, включением питания схемы звонковой кнопкой. Через резистор R1 начинает заряжаться конденсатор С1. В этот период, на выходе элемента D1.1 логическая единица, она разрешает работу мультивибраторов на элементах D1.2, D1.3, D1.4. Импульсы с их выходов, поступают через резисторы R3, R5, R7, объединяются и подаются на усилитель, выполненный на VT1 и VT2, далее на динамик SP1. Комбинация трех разных частот создает трехтональный сигнал и образует динамиком своеобразный мелодичный звук.
Установку желаемого тона, для каждого из трех мультивибраторов, а также рисунка общего сигнала, можно выполнить подбором соответствующих резисторов R4, R6, R8 или (грубо) конденсаторов С2, С3, С4. Для более точной настройки тона звонка, рекомендуется заменить постоянные резисторы R4, R6, R8 на подстроечные, сопротивлением до 1 Мом.
При достижении напряжения срабатывания на входах элемента D1.1, триггер переключается. На выходе элемента D1.1 появляется логический ноль, мультивибраторы на D1.2 — D1.4 блокируются, звучание звонка прекращается, даже при нажатой кнопке звонка. Продолжительность звучания звонка можно настроить подбором элементов R1, C1.
При отпускании кнопки, питание звонка отключается. Конденсатор С1 разряжается через резистор R2, его напряжение падает до нуля. После раннего отпускания кнопки сигнал также плавно прекращается. Следующий звонок можно повторить только через 3…5 сек после отпускания кнопки, при разряде конденсатора С1. Длительность промежутка настраивается подбором резистора R2.

Детали.

Микросхему К561ТЛ1 можно заменить импортными аналогами СВ4093, МС14093.
Транзисторы VT1 и VT2, заменяются на КТ315Г и КТ817 или аналогичными NPN проводимости.
Динамик SP1 «8Ω 0,5W» в паре с выходным трансформатором от карманного приемника или телефонный капсюль сопротивлением 120…150 Ω.
Конденсатор С5 установлен для сглаживания прямоугольных импульсов на входе усилителя.
Резкий звук звонка может быть вызван тем, что на динамик в коллекторной цепи выходного транзистора усилителя, поступают однополярные импульсы тока прямоугольной формы. Кроме того, высокочастотный сигнал входит в резонанс с катушкой динамика и придает звучанию неприятную окраску. Этот дефект звучания можно смягчить, если динамик подключить к выходу усилителя через согласующий трансформатор, с высокоомной первичной обмоткой и низкоомной вторичной (см. схему). Трансформатор согласует катушку динамика малого сопротивления (8Ω), с относительно высокоомным выходом усилителя и совместно с конденсатором С5 сглаживает прямоугольные импульсы, приближая их к синусоидальным.
Изготовление электронного звонка
1. Выбор схемы
Однообразное и монотонное звучание звонка быстро надоедает, особенно если его звук имеет неприятный тембр. Распространенный сегодня сигнал звонка «Дин-Дон» может неожиданно, как молотком по голове, ударить и оглушить. По этим причинам, были выбраны две схемы электронного звонка на старых микросхемах (копеечная цена и наличие в магазине, широкий диапазон напряжения питания), с трех-, четырех- тональным мелодичным звуковым сигналом.
Первой собранной и опробованной схемой был четырехтональный «Музыкальный звонок на цифровых микросхемах». Схема состоит из формирователя переключающих импульсов и мультивибратора на микросхеме К176ИЕ12 и коммутатора частот на микросхеме К561КП2.
При работе схемы, формируется последовательность из четырех пачек импульсов, со своей частотой импульсов в каждой пачке.
Несложная схема, легко настраивается, для чего регулировочные резисторы были заменены на подстроечные. Однако приемлемого приятного слуху звучания, в этой схеме, добиться не удалось. Причиной тому, на мой взгляд, зависимость выходных частот некоторых пачек импульсов, обусловленная встроенным в микросхему К176ИЕ12 делителем.
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
Другим опробованным устройством, была схема трехтонального электронного звонка приведенная выше.
Она была собрана на универсальной монтажной плате, регулировочные резисторы также были заменены на подстроечные сопротивлением 1Мом. Для простоты в работе, динамик с трансформатором был заменен на телефонный капсюль сопротивлением 150 Ом.
Наладка звонка проводится подбором номинала частотозадающих резисторов R4, R6, R8, до приобретения желаемой тональности звука. Настройка и выбор звукового рисунка устройства, показали возможность регулировки частот и их комбинаций в широком диапазоне и на любой вкус<.
Трехтональный электронный звонок
2. Корпус устройства
Первым шагом при изготовлении электронного устройства, обычно следует выбор корпуса. Он определяет форму и размеры монтажной платы, расположение деталей. В данном случае, была использована пара одинаковых пластмассовых крышек от упаковки цикория, с габаритными размерами 70 х 55 х 26 мм.
Трехтональный электронный звонокВнутри крышки имеется отлитый стакан, в котором устанавливается применяемый динамик. Удалив часть стенки стакана, устанавливается выходной трансформатор.
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
На верхнюю часть стакана ложится рабочая монтажная плата, вырезанная по внутренним размерам корпуса. Между платой и динамиком имеется достаточное пространство для размещения деталей схемы.
Переносим детали схемы с монтажной на рабочую плату.
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
3. Источник питания устройства
Для данной конструкции звонка в сетевом исполнении, необходим источник питания напряжением 9…15 В с током нагрузки 30…. 45 мА. Выбираем бестрансформаторный источник питания (ИП), выполненный по традиционной схеме:
Трехтональный электронный звонокПриведенная схема ИП обеспечивает достаточный ток нагрузки звонка 30…32 мА, выходное напряжение определяется стабилитроном VD5. Для получения максимального потребляемого схемой тока в 45 мА необходимо увеличить емкость гасящего конденсатора С1. В данном случае, конденсатор С1 собран из двух имеющихся, последовательно соединенных конденсаторов 1,0 мкФ х 250 В.
Собираем схему ИП на рабочей плате и устанавливаем ее в другую половинку корпуса.
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
4. Сборка электронного звонка
Комплектуем и собираем обе половинки корпуса в единую конструкцию.
Трехтональный электронный звонокТрехтональный электронный звонок
Возможны варианты компоновки …
Трехтональный электронный звонокТрехтональный электронный звонокТрехтональный электронный звонокВ авторском варианте выполнена такая конструкция корпуса.
Соединяем половинки корпуса винтами М3.
Комплектуем корпуса платами, электро изолируем ИП от низковольтной части схемы, дополнительно фиксируем положение узлов в корпусе от возможных перемещений и контактов. Закрываем задней стенкой открытую часть корпуса.
При настройке и установке конструкции, следует помнить о электробезопасности т.к. в устройстве отсутствует гальваническая развязка от сети.
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок
Трехтональный электронный звонок

Столото

SamoDelnik

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн