Переговорное устройство - домофон из старых компьютерных колонок. Схема домашнего интеркома. Переговорное устройство Схема электрическая беспроводное переговорное устройство громкой связи
Принципиальная схема ПУ показана на рис.2. Усилитель собран на операционном усилителе (ОУ) . Этот ОУ средней точности со встроенной коррекцией и защитой выхода от короткого замыкания в нагрузке.
Рассмотрим работу усилителя. Сигнал с угольного микрофона ВМ1 амплитудой 30...60 мВ усиливается ОУ до напряжения 1 В. Коэффициент усиления ОУ задается резисторами R5 и R4 и подбирается равным 20...30 (Кu=R5/R4=240k/9,1k=26,3).
Эти значения коэффициента усиления данного ОУ и амплитуды входного сигнала с микрофона были получены из экспериментальных данных и являются оптимальными. Наибольшая дальность связи обеспечивается максимальной амплитудой сигнала в линии, при которой отсутствуют его искажения. При подаче на вход усилителя сигнала амплитудой 150 мВ на выходе ПУ получался сигнал амплитудой 3,5В. При дальнейшем увеличении входного сигнала начинались заметные искажения. Увеличение же коэффициента усиления ОУ более 30 нецелесообразно, потому что возрастает вероятность самовозбуждения усилителя.
Уровень входного сигнала задается резистором R1, который определяет ток, проходящий через угольный микрофон. Уменьшение сопротивления вызывает увеличение тока через угольный микрофон, а значит, повышение входного напряжения, снимаемого с микрофона и подаваемого на ОУ.
Если будет применяться элекгретный микрофон МКЭ-3 или электродинамический ДЭМШ, то резистор R1 можно исключить и использовать схему включения для применяемого микрофона.
Делитель напряжения из резисторов R2 и R3 позволяет обеспечить однополярное питание. Эти резисторы должны быть по возможности одного номинала, иначе не исключены искажения сигнала на выходе ОУ. Выбор их будет верным, если напряжение, измеренное на выводе 6 ОУ, окажется равным половине напряжения питания.
Резистор R6 - балансный, необходимый для обеспечения дуплексной связи. Он выполняет функцию резистора Rа или Rв (рис. 1).
Резистор R7 позволяет подстроиться под различное сопротивление линии и сопротивление телефонного капсюля, а значит, добиться устранения местного эффекта, когда сигнал со своего микрофона заглушает сигнал, поступающий в свой телефон от собеседника. Если линий и абонентов будет несколько, есть смысл сделать резистор R7 переменными вывести его под оперативную регулировку на корпус.
Для вызова другого абонента достаточно нажать на кнопку S1 "Вызов". При этом обратная связь, образуемая конденсатором С2, превращает ОУ в RC-генератор. Амплитуда сигнала в линии при вызове составляет от 3,5 до 4,5 В, частота следования прямоугольных импульсов - 1 кГц. Мощность, выделяемая в телефонном капсюле собеседника, составляет не менее 150 мВт. Этого достаточно, чтобы услышать вызов.
Рис. 2
Немного о конструкции и деталях ПУ. Печатная плата (рис.3) для усилителя выполнена из одностороннего фольгированного стеклотексголита толщиной 1,5 мм.
В качестве подстроечного резистора R7 в усилителе использован СП3-1б, возможна замена на СП-4 или переменный резистор, например, СП3-41. Все остальные резисторы - МЛТ-0,125 Вт. Оксидный конденсатор С1 - К56-12 (или К50-35); . С3 - К50-35; конденсатор С2 - МБМ. Вместо микросхемы подойдет , выполненная в прямоугольном пластмассовом корпусе. Выключатель S1 - ПКН2-1В, переключатель S2 - П2К. Телефонный капсюль - сопротивлением 50...60 Ом, микрофон - угольный, электродинамический (ДЭМШ), электретный (МКЭ-3). Источник питания - батарея "Крона", "Корунд", "Ника".
Теперь о настройке. Первое, что нужно сделать, - проверить правильность подпайки выводов микросхемы DA1 (если смотреть на со стороны ножек, то напротив ключа-металлического выступа - будет первая ножка микросхемы и далее по часовой стрелке - вторая, третья и т.д.). Если вас не удовлетворяет качество связи, придется разбираться с ПУ более основательно. Потребуются генератор звуковой частоты, осциллограф и авометр. Дальше можно порекомендовать следующий алгоритм действий. Проверить, есть ли на выводе 6 микросхемы напряжение, равное половине напряжения питания. При необходимости установить заданный режим более точным подбором резисторов R2 и R3.
Подключив осциллограф сначала к микрофону, а затем к выходу ПУ, замерьте в каждом случае амплитуду сигнала, разговаривая перед микрофоном. Если сигнал с микрофона оказывается существенно меньше 50 мВ, поменяйте микрофон. Если других микрофонов под рукой нет, а сигнал с этого больше не развивается при любых подборах R1, попробуйте увеличить коэффициент усиления ОУ увеличением сопротивления резистора R5 или уменьшением R4.
При наблюдении по осциллографу за сигналом с микрофона видно множество гармоник разной частоты и амплитуды, трудно определить и замерить истинную амплитуду сигнала. Поэтому лучше временно отключить микрофон, а вместо него подать с генератора синусоидальный сигнал частотой 1000 Гц. Замерьте с помощью осциллографа амплитуду сигнала на входе (левый по схеме вывод С1) и выходе (вывод 6 ОУ) усилителя, определите коэффициент усиления и, если он окажется меньше 20, займитесь подбором резисторов R4 и R5.
Иногда возникают ситуации, когда требуется связь всего лишь между двумя квартирами, гаражами дачами и другими объектами различного назначения. В данном случае использование телефонного коммутатора нецелесообразно, поэтому проблему сможет решить переговорное устройство на два абонента.
Подобные системы имеют существенное ограничение по сопротивлению линии, достигающему 1-2 кОм. Используемый медный провод диаметром 0,5 мм обеспечивает дальность связи на расстояние от нескольких десятков до нескольких сотен метров, а при использовании усилителя - до 5-10 км. Если увеличить длину линий или сечение провода, начнет возрастать индуктивность и повышаться емкость линии, что вызовет значительные затухания при передаче сигналов.
Принцип работы
Основными составными элементами переговорных устройств являются два пульта, установленных на объектах, и двухпроводная линия связи, соединяющая эти пульты. Каждый пульт представляет собой аппарат связи с усилителем и динамической головкой. Последний элемент может быть двойного назначения. Во время передачи сообщений динамическая головка выполняет функцию микрофона, а в процессе приема она используется по прямому назначению - для преобразования в звук электрического сигнала звуковой частоты.
В большинстве переговорных устройств сигнал, усиленный головкой, поступает с одного аппарата на динамическую головку другого по прямой линии связи. Из-за низкого сопротивления головки, в линиях связи происходят потери: громкость звука начинает падать по мере увеличения расстояния. Поэтому действие данных систем ограничено расстоянием в зависимости от используемой схемы.
Потерь на линии вполне возможно избежать, если подачу выходного сигнала с одного пульта произвести не на динамическую головку, а к усилителю другого аппарата, имеющего значительно большее сопротивление. Именно такое соединение позволяет довести прием и передачу сигнала до нескольких километров, без каких-либо существенных потерь. Существенным преимуществом подобных переговорных устройств является возможность его питания от источника с низким напряжением.
Принципиальная схема двусторонней связи
Предложенная для рассмотрения принципиальная схема включает в себя два пульта А1 и А2 и две линии связи, соединяющие друг с другом гнезда пультов XS1 и XS2. Поскольку усилители пультов имеют одинаковые схемы, то рассматриваться будет только одна из них - от аппарата А1.
Для усилителя звуковой частоты были использованы транзисторы VT2, VT3 и VT4. Напряжение отрицательно обратной связи подается с коллектора VT4 на базу VT2 через резистор R8. Обратная связь способствует стабилизации режима работы транзисторов и коэффициента усиления каскада. Ее действие позволяет снизить искажение звука.
Когда переключатель приема-передачи SB1 находится в замкнутом положении, подача входного сигнала с линии связи в эмиттерную цепь VT2 осуществляется через С1. Благодаря небольшой емкости конденсатора С1 происходит выравнивание характеристик головки для использования ее в качестве микрофона. Конденсатор С2 обеспечивает защиту входа усилителя от помех высокой частоты, а резистор R2 поддерживает составляющую эмиттерного тока VT2 в постоянном значении.
Каскад на VT1 является электронным ключом, обеспечивающим подачу напряжения на первый каскад усилителя. Этот ключ расположен в цепи нагрузки (R3) транзистора VT2. На указанной схеме переключатели SB1 находятся в режиме ожидания, а - в закрытом положении. В это время потребление аппаратами тока от источника питания очень незначительное. В связи с этим пульты не требуют отдельных выключателей питания.
После нажатия кнопки SB1 происходит подключение динамической головки ВА1 ко входу усилителя. При этом провод, включенный в гнездо XS2, будет соединен с выходом усилителя. Далее с G1 питание поступает через R10 ко входу усилителя второго аппарата по своей линии. Происходит открытие транзистора VT1 во втором пульте, подача напряжения питания на VT2 и включение усилителя второго пульта. Одновременно в первом пульте также происходит включение усилителя в связи с открытием транзистора VT1 током, протекающим через динамическую головку ВА1 по базовой цепи. Во время разговора перед головкой усиливается напряжение, которое вырабатывается в ее звуковой катушке и поступает в линию связи через конденсатор С5. Далее происходит усиление сигнала, ослабленного в линии связи, после чего он поступает к динамической головке.
Таким образом, при нажатии кнопки SB1 происходит одновременное включение обоих пультов. Однако в передающем аппарате усилитель работает в качестве микрофона и его потребление тока составляет всего лишь около 3,5 мА. В приемной аппаратуре он выполняет свою прямую функцию, потребляя при максимально громком звуке примерно 100 мА. Разговор между абонентами ведется поочередно. Кнопка нажимается после приема сообщения и отпускается по окончании передачи.
Схема переговорного устройства упрощается отсутствием в нем регулятора громкости. Поэтому, чтобы не допустить существенных искажений звука необходимо соблюдать определенные правила. Если линия короткая, до 2 км, то разговаривать следует негромко, соблюдая расстояние до пульта 40-50 см. В том случае, когда аппараты расположены на максимальном расстоянии 5-10 км, рекомендуется разговаривать громко, соблюдая расстояние 10-20 см от пульта.
Монтаж переговорного устройства
Для монтажа деталей усилителя в качестве платы используется односторонний фольгированный текстолит. Сам монтаж может выполняться не только печатным, но и навесным методом, когда под выводы деталей на плате закрепляются специальные медные шпильки.
Корпус пульта изготавливается из стали, толщиной 0,5 мм. Крепление платы осуществляется к задней стенке корпуса таким образом, чтобы кнопка переключателя выступала наружу.
Для того чтобы окончательно смонтировать переговорное устройство на два абонента, необходимо определить места размещения гнезд XS1 и XS2. Вместо них можно воспользоваться малогабаритным разъемом от магнитофона. Остается закрепить динамическую головку, установить источник питания и проверить работоспособность устройства.
Переговорное устройство - схема
Персональный компьютер уже достаточно давно и глубоко проник в нашу повседневную жизнь, став таким же необходимым прибором как телевизор. Многие уже не раз сменили ПК, либо проводили его модернизацию. Среди всего прочего, когда-то купленные недорогие компьютерные «колонки» (активная АС), на каком-то этапе перестали удовлетворять требовниям пользователя или были заменены более дорогими с качеством звука хорошего музыкального центра.
Такая же история случилась и с моими «колонками» Genius SP-E120, - ушли на дальнюю полку, но вот пригодились, когда понадобилось сделать несложный домофон на одного абонента.
На рисунке 1 показана схема активной акустической системы Genius SP-E120.
Как видно из рисунка, схема вполне соответствует цене данного оборудования. Слабенький УНЧ на микросхеме ТЕА2025
, включенной по типовой схеме, пассивный регулятор громкости, и два динамика, один из которых (SP1) в основном блоке, а второй в дополнительном. Там же, в основном блоке располагается и плата с УНЧ, и трансформаторный источник питания. Дополнительный блок почти пустой - там только динамик SP2.
Качество звучания весьма посредственное, но для работы в качестве переговорного устройства - домофона, более чем удовлетворительное.
Идея в том, чтобы основной блок оставить в помещении, а дополнительный вынести наружу. Еще добавить пару электретных микрофонов, и блокирующий переключатель, чтобы исключить возникновение самовозбуждения из-за акустической обратной связи.
Схема переговорного устройства -домофона показана на рисунке 2.
Внешний блок - это вторая АС (которая пустая), в неё дополнительно нужно установить элек-третный микрофон М1. Соединение с основным блоком посредством кабеля, в котором одна жила экранирована (по которой идет сигнал от микрофона).
S1 - переключатель «прием/пере-дача». Он только один, и расположен только в основном блоке. На схеме он показана в положении «прием», то есть, когда слушаем гостя.
Питание на микрофон М1 поступает через резистор R1. Так как уровня сигнала на выходе электретного микрофона оказалось недостаточно для подачи на вход УНЧ активной АС, здесь есть дополнительный УНЧ на транзисторе VT1.
И так, гость говорит, сигнал от микрофона по кабелю поступает сначала на УНЧ на VT1, а потом на левый канал АС. С выхода левого канала АС через S1.2 усиленный сигнал поступает на динамик SP1, расположенный в основном блоке. И мы слышим гостя.
Чтобы ответить гостю нужно нажать S1. Теперь наш динамик SP1 отключается, но включается динамик SP2, расположенный в внешнем блоке.
Сигнал от микрофона М2 поступает на предварительный УНЧ на VT2 и с его на вход правого канала активной АС. С выхода правого канала АС, через S1.1 усиленный сигнал поступает на динамик SP2, расположенный во внешнем блоке.
Гость слышит, что мы ему говорим.
Никакого вызывного устройства здесь не предусмотрено, так как уже имелся обычный квартирный звонок, и перед началом разговора гость нажимает его кнопку.
Хочу признаться, первоначально планировал сделать дуплексную систему, так как усилитель стереофонический, но, увы, акустическую обратную связь удалось победить только переключателем S1, что превратило систему в симплексную. Но и это тоже не плохо.
Уверен, аналогичное устройство можно сделать из любой недорогой и уже не нужной активной АС для персонального компьютера.
Наверняка каждый из нас хоть раз сталкивался с такой ситуацией, когда нужно обеспечить двухсторонней связью два недалеко расположенных друг от друга объекта. Например два соседних садовых домика или квартиры. Можно конечно использовать мобильный или обычный проводной телефон от провайдера, но это, увы, требует затрат, так как связь у нас не бесплатна. К тому же не везде и не всегда она работает. Но из ситуации есть выход. Например собрать самому . Дуплексное означает то, что при разговоре не нужно нажимать никаких копок прием/передача, то есть принцип работы, как и у обычного стационарного телефона, только связь бесплатная! И можно болтать с другом живущим на вашей лестничной клетке хоть сутками на пролет. Причем длина связующего переговорные устройства провода может достигать 100 метров и более, длину можно увеличить используя более толстый кабель. Устройство состоит из двух одинаковых усилителей:
Они расположены в пунктах связи и питаются каждый от своего источника. Выключателем питание подается только на время разговоров. Сам усилитель состоит из четырех каскадов и обладает хорошей чувствительностью 2 мВ и выходную мощность 0,5 Вт при сопротивлении нагрузки 20 Ом. При напряжении питания 12 вольт, схема потребляет 80 мА.
Усилитель собран на печатной плате из текстолита. Рисунок платы, специально разработанный мной для этой схемы можно скачать (ссылка на печатку).
Транзисторы КТ315, ГТ404, ГТ402 можно брать с любыми буквенными индексами. КТ315 можно заменить на КТ312 или КТ306. Подстроечный резистор для настройки переговорных устройств брать где-то 47 или 33 кОм. Сопротивление динамика 8-10 Ом. Устройства размещают в корпусах и желательно удалить динамик от микрофона на расстояние более 20 см, иначе вы будете слышать писк - аккустическую связь. Устройство не требует наладки и работает сразу после сборки. Единственное, это придется подобрать подстроечным резисторам качество звучания. В данном случае использовал корпус от старого телефона, для размещения в нем одного устройства.
