W oczekiwaniu na oklaski

Każdy początkujący elektronik przechodzi swego rodzaju metamorfozę. Na początku znajomość tej dziedziny techniki roztacza bardzo szerokie perspektywy i jest powodem zachwytu dla możliwości małych czarnych pudełeczek ? scalaków. Potem przychodzi refleksja, że przecież wszystkiego nie damy rady sami zrobić, musimy skoncentrować się na rzeczach łatwiejszych i przydatnych w codziennym życiu. Pamiętam, jak mnie naszły kiedyś takie myśli i stanąłem przed wyborem układów, które miałem samodzielnie wykonać. Zdecydowałem się na zdalne sterowanie. Jakże to działa na wyobraźnię, no i jest powodem do dumy przed znajomymi, którzy nie znają tajników rządzących takimi urządzeniami.

Jeśli już się zdecydujemy, do rozstrzygnięcia pozostaje tylko system ? sposób działania. Do wyboru mamy np. sterowanie radiowe. Fajne, ale... kiedyś oznaczało to kłopotliwe nawijanie cewek, ich strojenie ? czyli coś, czego większość elektroników nie lubi. Obecnie są gotowe, zestrojone moduły radiowe, lecz ich zakup wiąże się z kosztami, trzeba pomyśleć o jakiejś antence, konieczna jest też ładna obudowa pilota. Czyli nie ominą nas prace mechaniczne. Jednym słowem ? dyskwalifikacja. Następna możliwość to zdalne sterowanie za pomocą podczerwieni ? popularne, wykorzystywane w pilotach sprzętu RTV.

Wymagania ? dioda i odbiornik podczerwieni, elementy te są trochę tańsze, trzeba je jednak odpowiednio dobrać. Pozostaje również problem obudowy pilota. Dla początkujących, a nawet zaawansowanych, cięcie i obróbka tworzyw sztucznych, nawet jeśli wykorzystywane są gotowe skrzyneczki, to droga przez mękę. Jednym słowem ? kolejna dyskwalifikacja. Cóż więc nam pozostaje? Otóż rozwiązanie najprostsze ? sterowanie dźwiękiem. I nie chodzi mi o (teraz już starodawne) systemy ultradźwiękowe, a o włączanie i wyłączanie wydawanym przez nas dźwiękiem. Najbardziej spektakularne są klaśnięcia ? nie trzeba żadnego pilota, wystarczają dwie dłonie, żeby zapalić lub zgasić światło.

Schematy włączników dźwiękowych

Wiele jest w Internecie i literaturze fachowej schematów włączników dźwiękowych. Ja pragnę przedstawić Czytelnikom układ przygotowany przez firmę Velleman. Jego zaletami marketingowymi, oprócz niewygórowanej ceny, jest prostota montażu, niezawodność działania i duże możliwości, znacznie większe niż w przypadku najprostszych modeli dostępnych w sieci.

Osiągnięto to między innymi, stosując w kicie scalony mikrokontroler. W połączeniu z drugim, analogowym układem scalonym (odpowiedzialnym za tor audio) stanowi bardzo ciekawe i pewne rozwiązanie.

Zestaw o oznaczeniu MK139 dostępny jest w sklepie AVT oraz w sprzedaży wysyłkowej. Niewielkie pudełko zawiera wszystko (z wyjątkiem zasilacza), co niezbędne do zbudowania włącznika dźwiękowego. Z narzędzi potrzebować będziemy lutownicę, cynę i cążki do obcinania końcówek.

Układ po zmontowaniu działa od razu i nie wymaga jakiejkolwiek regulacji czy strojenia. Tor sygnałowy przedstawia się następująco. Dźwięki z otoczenia wychwytuje niewielki mikrofon elektretowy. Sygnały z jego wyjścia kierowane są do toru audio opracowanego na trzech wzmacniaczach operacyjnych (wszystkie zawarte w jednym układzie scalonym typu LM324). Wykorzystano je w obwodach filtra, prostownika i stopnia wzmacniającego. Po przejściu tych stopni dźwięki w postaci prostokątnych impulsów trafiają do mikrokontrolera. Zwarty w nim program oferuje różne warianty działania (o czym za chwilę), ale pełni również rolę aktywnego selektora dochodzących do urządzenia impulsów. Dobrze opracowany algorytm sprawił, że w ten sposób ograniczono możliwość fałszywych włączeń ? rzecz bardzo istotna w tego typu urządzeniach.

A dodatkowe, oferowane przez układ możliwości to: sposób działania ? przekaźnik pracuje w trybie bistabilnym (każde klaśnięcie zmienia stan styków na przeciwny) lub monostabilnym (klaśnięcie powoduje chwilowe zwarcie styków). Można również wybrać sposób wyzwalania urządzenia ? jednym lub dwoma klaśnięciami. Jeżeli wybierzemy tryb pracy bistabilny, uruchamiany dwoma klaśnięciami, to włączy się dodatkowy czasomierz-timer, który spowoduje rozwarcie styków przekaźnika po upływie 5 godzin.

Wszystkie elementy zapakowane są w niewielkie pudełko-blister. Na jego wieczku znajduje się zdjęcie zmontowanego urządzenia na tle klaszczących dłoni, z tyłu opakowania rysunek klaszczącego człowieczka obok stojącej lampy. Już to sugeruje atrakcyjny efekt końcowy. W środku ? komplet elementów elektronicznych, mikrofon, płytka drukowana i dokumentacja. Ta ostatnia jest opracowana w bardzo przejrzysty sposób, wykluczający konieczność znajomości jakiegokolwiek języka obcego. Znajdziemy tu również kompletny schemat ideowy układu.

Wszystkie fazy montażu elementów są ponumerowane, same elementy pokazane na rysunkach i dokładnie opisane. Rezystory identyfikuje przetłumaczony kod paskowy. Pozostałe elementy mają pokazane polaryzacje i sposób ich umieszczenia w układzie.

Rysunkowo (i szczegółowo) przedstawiony jest sposób zamontowania elementów mechanicznych ? zacisków, przełączników i mikrofonu.

Na płytce znajdują się również dwie diody LED. Ich obecność jest wskazana, pełnią bowiem rolę kontrolek umożliwiających nadzorowanie pracy działania urządzenia. Pierwsza z nich sygnalizuje obecność zasilania i miga, kiedy klaśniemy, druga pokazuje aktualny stan przekaźnika ? włączony lub wyłączony.

Płytka drukowana jest główną ramą konstrukcyjną. Jej powierzchnia pokryta została kolorową soldermaską, czyli warstwą farby zabezpieczającą przed przywieraniem cyny (oczywiście poza polami lutowniczymi) i możliwością powstania zwarć. Znacząco ułatwia to lutowanie nawet sprawniejszym elektronikom. Po stronie montażowej elementów umieszczony został dokładny rysunek rozmieszczenia ponumerowanych elementów.

Montaż układu jest bardzo prosty. Zaczynamy od wlutowania rezystorów, potem diody, tranzystory. Zasilanie oparto na dwóch połączonych szeregowo scalonych stabilizatorach serii 78. Po ich zamontowaniu trzeba jeszcze wlutować przełączniki, kostkę zaciskową typu ARK i przekaźnik, mikrofon. Na końcu ? włożyć w podstawki układy scalone.

Przeznaczenie prezentowanego układu wyklucza jego zasilanie bateryjne. ?Klaskacz? trzeba zasilić ze źródła prądu stałego o napięciu 12 V i wydajności prądowej co najmniej 150 mA. Może to być samodzielnie wykonany prostownik lub gotowy zasilacz tzw. wtyczkowy. Z myślą o tym ostatnim na płytce przewidziano gniazdko zasilające typu Jack. W ten sposób zasilanie można zrealizować bez potrzeby jakiegokolwiek lutowania.

Po uruchomieniu urządzenia powinna zaświecić się jedna z diod LED. Jeśli tak się stało, to możemy oburącz sprawdzić działanie układu ? klaszczemy. Oczywiście trzeba zwrócić uwagę, czy ustawiliśmy (przełącznik) sposób pracy z jednym, czy z dwoma uderzeniami dłoni. Stan przekaźnika obserwujemy dzięki drugiej diodzie LED.

Jeśli układ działa zgodnie z oczekiwaniami, można go zamontować np. w lampce nocnej. Pamiętać przy tym należy o dwóch rzeczach. Do mikrofonu muszą dochodzić dźwięki z zewnątrz. Istotne jest również obciążenie ? styki przekaźnika mogą komutować prąd o napięciu nie większym niż 24 V i obciążeniu do 3 A. Jeśli chcemy przełączać 230 V (a to już wyższa szkoła jazdy ? bezpieczeństwo!!!), konieczne jest dołączenie drugiego przekaźnika.

A jeśli wszystko działa poprawnie, zapraszamy znajomych i? czekamy na oklaski.