Схемы управления электронными устройствами по телефону
Телефонная сеть обладает рядом преимуществ, которые можно эффективно использовать: редкие районы сегодня телефонизированы с помощью ручных коммутаторов, где за пультом сидит «барышня-телефонистка». Вероятно, таких мест нет вообще — телефонная связь обеспечивается с помощью автоматических телефонных станций (АТС).
Схема телефонной приставки, которую автор рекомендует ниже, окажет несомненную пользу радиолюбителю, который хочет управлять (включать/выключать) электронными устройствами (находящимися вблизи от его телефонной линии) удаленно, используя набор телефонного номера.
Очевидно, что связаться по телефону можно из любой точки мира (международная связь), другого города в составе одной страны (междугородная связь), а также практически из любого места (обладая мобильным сотовым телефоном). Область применения предлагаемого устройства широка до бесконечности и ограничивается только фантазией радиолюбителя и особенностями нагрузки — электронных устройств, которыми управляет телефонная приставка.
Не будем забывать также про сервис, предлагаемый городской телефонной сетью (ГТС) в крупных городах. Так, например в Санкт-Петербурге можно в любой момент и на любое число месяца заказать услугу «будильник» для своего номера. В означенный день и час вам позвонят по телефону и скажут: «Доброе утро!». Звонить будут долго, пока не снимите трубку. Стоимость услуги составляет 10 рублей в месяц.
Например, уезжая надолго из квартиры, предусмотрительно подключив в качестве нагрузки таймер с лампой освещения, удается вводить в заблуждение потенциальных воров, для которых включенный в квартире свет — это признак присутствия хозяев.
Другой вариант: использование в качестве «нагрузки» прибора, автоматически подсыпающего рыбкам в аквариум сухой корм. Его мощность при активном состоянии составляет 40 Вт (максимально допустимая мощность нагрузки определяется параметрами реле К1).
Устройство начинает реагировать на телефонные звонки не сразу после подачи вызывных посылок (звонков), а после происшествия их определенного количества. Это количество устанавливается каждым пользователем индивидуально. Благодаря применению в устройстве популярной микросхемы К561ИЕ8, есть возможность установить режим включения приставки после того, как она пропустит от 1 до 9 звонков. Это позволит не реагировать на случайные звонки, так как обычно вызывающий абонент посылает сигнал вызова, состоящий из 4—5 звонков, и затем отключается. Отличительная черта приставки — возможность использования одновременно с другими телефонными аппаратами, подключенными в линию параллельно (главное условие надежной работы состоит в том, чтобы среди параллельных аппаратов не было АОНа).
Электрическая схема телефонной приставки представлена на рис. 3.5.
Переменное напряжение, возникающее в линии при вызове, беспрепятственно проходит через конденсатор С1 и выпрямляется диодным мостом VD1. Частота вызывного сигнала примерно равна 32±10 % Гц. Для сглаживания этих пульсаций предусмотрен оксидный конденсатор СЗ, благодаря которому форма сигнала на входе оптронного ключа DA1 близка к прямой линии. Оптоэлектронный ключ открывается, и напряжение высокого уровня поступает на тактовый вход С счетчика DD1.
Если на входе ЕС (вывод 13 DD1) низкий уровень, то счетчик переключается положительным перепадом напряжения на тактовом входе С. Изменение состояния выходов счетчика происходит после первого сигнала вызова (звонка).
Рис. 3.5. Электрическая схема телефонной приставки
Изначально на первом выходе счетчика (вывод 2 DD1) устанавливается напряжение высокого уровня (на остальных — логический «О»). С каждым новым звонком высокий уровень напряжения будет поочередно присутствовать на каждом последующем выходе счетчика DD1.
Таким образом, девятый вызов-сигнал определит высокий уровень напряжения на выводе 11 микросхемы DD1. Одновременно этот уровень окажется на выводе 13 микросхемы. Теперь новые импульсы на тактовом входе «С» уже не смогут изменять состояние счетчика. Высокий уровень через ограничительный резистор R4 достигнет транзистора VT1. Транзистор откроется и замкнет цепь питания реле К1. Своими контактами К1.1 реле коммутирует устройства нагрузки.
При высоком уровне напряжения на входе ЕС действие тактового входа запрещается, и счет останавливается. При высоком уровне на входе сброса R (вывод 15 DD1) счетчик очищается до исходного состояния. Исходное состояние счетчика такое, когда уровень на всех его выходах равен нулю. Сброс счетчика в нулевое состояние происходит при каждом новом включении питания узла. Тогда при подаче питания конденсатор С2 заряжается от источника питания через резистор R2. По окончании зарядки (через 2—4 с) на выводе 15 DD1 устанавливается, низкий уровень напряжения, и счетчик снова готов к работе.
Цепь C4R5 нейтрализует паразитные помехи, присутствующие в линии и даже заметные на экране осциллографа при вызывном сигнале телефонной линии. Аналогичный узел собран на микросхеме DD2. После того, как реле К1 включилось, его контакты второй группы К1.2 переключают оптоэлектронный ключ на вход второго счетчика. После того, как вторая пачка вызывных посылок, состоящая из 9 вызов-сигналов, поступит на вход приставки, на выводе 11DD2 установится высокий уровень, который появится и на выводе сброса первого счетчика.
Таким образом, микросхемы DD1 и DD2 «обнулятся», транзистор VT1 закроется, реле обесточится, в устройство нагрузки перестанет поступать ток, контакты К1.2.переключат оптронный ключ DA1 на тактовый вход первого счетчика, и цикл повторится сначала.
Электронные компоненты, задействованные в схеме, широко распространены и популярны среди радиолюбителей. Диодный мост можно заменить на КЦ402, КЦ405 с любым буквенным индексом. Конденсатор С1 — типа МБМ, МБГО, К73-3 на рабочее напряжение не ниже 100 В. Оксидный конденсатор СЗ — типа К50-6, К50-12 на рабочее напряжение не ниже 50 В. С2 — типа К50-24 на напряжение 16 В. Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,5. Реле К1 выбирают так, чтобы оно уверенно срабатывало при напряжении на обмотке 10 В. Оптоэлектронный ключ DA1 можно заменить на КР293КП4В. Транзистор VT1 — типа КТ603, КТ608 с любым буквенным индексом. Диод VD2 препятствует броскам обратного тока через реле К1. Этот диод можно заменить на КД102, КД105, КД212 с любым буквенным индексом.
Налаживание устройства сводится к подбору оптимального значения емкости конденсатора СЗ. Если емкость конденсатора увеличить, то он не успеет разрядиться в интервале между вызывными посылками АТС, тогда оптронный ключ DA1 окажется замкнутым дольше, чем длится вызывная посылка, и счетчик DD1 воспримет несколько вызывных посылок как одну, и весь алгоритм работы устройства теряет смысл. Если емкость конденсатора СЗ уменьшить, это приведет к тому, что недостаточно сглаженные замыкания телефонной линии с частотой 32 Гц во время вызывной посылки станут помехой для счетчика DD1.
Элементы устройства монтируются на плату из одностороннего фольгированного стеклотекстолита (например, марки СФ-1), которая закрепляется в пластмассовом корпусе 50 .х 60 мм. Проводящая поверхность (фольга) аккуратно разрезается на сектора, к которым методом пайки крепятся выводы электронных элементов. В корпусе прибора устанавливается разъем типа МРН-14-1 (или аналогичный), благодаря которому устройство легко отключить и перенести в желаемое место.
Потребляемый ток устройства в режиме ожидания не более 8 мА. Напряжение питания может находиться в пределах 5—15 В. Изменение напряжения питания (относительно рекомендуемого на схеме) повлечет за собой замену реле К1. Исполнительное реле должно четко срабатывать при напряжении на обмотке на 2—2,5 В меньшем, чем напряжение источника питания. Источник питания для данного узла—стабилизированный, с понижающим трансформатором. Такой подход (в отличие от бестрансформаторной схемы источника питания) обеспечивает необходимую безопасную развязку сетевого напряжения и телефонной линии.
Помех для нормальной работы телефонного аппарата ТА в связи с параллельным включением данного устройства не обнаружено. Замыкание исполнительных контактов реле К1.1 происходит во время действия вызывных посылок с АТС, начиная с 9-го вызова (определяется подключением к соответствующему выходу счетчика DD1) и прекращается с 9-м вызов-посылкой АТС следующего звонка. Включенное состояние устройства нагрузки может иметь место сколь угодно долго, пока не поступит вторая длительная серия звонков.
При появлении случайных (чужих) звонков-вызовов, которых в силу своей непредсказуемости точно запланировать нельзя, приставка может давать ложные срабатывания. Это, в первую очередь, связано с тем, что два или несколько «случайных» звонков на данный телефонный номер (в кратковременный период один за другим) с общей суммой вызов-посылок 9 и более приведут к несанкционированному включению исполнительного реле. Во-вторых, при вызовах с мобильного телефона на городской номер, где будет установлена приставка, АТС пропускает не более 8 вызов-посылок, оставленных без ответа (реакции включения в разговор), а затем сбрасывает.
Указанных недостатков лишена приставка, электрическая схема которой представлена на рис. 3.6.
На микросхеме DD2 собран счетчик импульсов. Он обеспечивает временную задержку между поступлением первой вызов-посылки и началом формирования ответных сигналов. Задержка необходима для исключения ложных срабатываний устройства и подключения к телефонной линии в случае коротких (менее пяти) вызов-посылок (дозвонов).
При поступлении сигналов вызовов от телефонной линии переменный ток беспрепятственно течет через неполярный конденсатор С1, выпрямляется диодным выпрямителем VD1 и сглаживается оксидным конденсатором С2.
Рис. 3.6. Электрическая схема второго варианта приставки к телефону (принцип действия обеих приставок аналогичен; отличие в нескольких функциональных моментах)
Начинает заряжаться Оксидный конденсатор СЗ, шунтированный резистором R2. В течении доли секунды открывается транзистор VT1 и включается реле К2. Контакты реле К2 замкнут цепь питания электронного узла на микросхемах DD1, DD2. Одновременно с этим счетчик DD2 начнет отсчет вызов-посылок, каждая из которых сопровождается включением реле К1 и замыканием контактов К1.1. Досчитав до пяти, на выходе микросхемы счетчика DD2 (вывод 1) окажется высокий уровень напряжения, который включит (откроет) транзистог VT2.
Транзистор VT1 будет открыт до тех пор, пока идут из телефонной линии вызов-посылки (1—5). На этом транзисторе вместе с элементами СЗ и R2 собрано простое реле времени, которое выключит узел по истечении выдержки 40—50 с и разомкнет линию в исходное положение.
На элементах DD1.1, DD1.2 собран одновибратор, исключающий «дребезг контактов». Без него устройство работает ненадежно. После прихода пятой вызов-посылки на выводе 1 счетчика установится высокий логический уровень. Этот сигнал откроет токовый ключ на транзисторе VT2 и одновременно запретит дальнейший счет микросхеме DD2. После того, как транзистор VT2 откроется, включится электромагнитное реле КЗ, контакты которого (К3.1) подключат телефонный аппарат (ТА) к телефонной линии.
ТА может быть любой модели, адаптированный к местным линиям связи. При этом трубка в ТА должна быть снята, а ее микрофон обращен к звуковому излучателю НА1. В свою очередь капсюль НА1 (со встроенным генератором ЗЧ) включается при замыкании контактов XI (срабатывании датчиков в шлейфе).
Если «тревожного» случая не произошло, то звуковой капсюль неактивен, и в подключенном к телефонной линии ТА будет слышна тишина, а не звуковые колебания излучателя. Таким образом, происходит эффективная проверка состояния охранного шлейфа с удаленного ТА.
Устройство в налаживании не нуждается. Электромагнитные реле К1, К2 — типа РП-7 на ток срабатывания 12 мА. Реле КЗ — типа РЭС-15 (исполнения РС4.521.003). Остальные элементы подбирают по аналогии с предыдущим описанием.
Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.