Кто из пользователей персонального компьютера не замечал усталости от длительной работы? Почему это происходит и как сделать так, чтобы продлить время безопасной работы – в этом попробуем разобраться, анализируя причины возникновения «глазной усталости» от общения с мониторами компьютеров.

Проблема вредного воздействия компьютера, в частности, монитора на организм человека приобрела поистине мировые масштабы. К примеру, еще в 2008 году доля «эргономических» заболеваний в США составила более 50 % всех профессиональных болезней, причем динамика их роста точно соответствовала развитию компьютеризации в стране.

Очевидно, что не все благополучно и в наших краях. Недомогания накапливаются постепенно, но, если вовремя не принять мер, могут привести к полной или частичной инвалидности. В начале 90-х годов американские и европейские страховые компании пострадали от эпидемии «эргономических» заболеваний, что привело к активному финансированию исследований в этом направлении. Причины возникновения «компьютерных болезней» пока полностью не выяснены. На протяжении всей истории развития человеку еще не приходилось иметь дело с таким режимом нагрузок и воздействием, как при работе с компьютером, его организм и сознание просто не успели адаптироваться. В то же время сегодня для большинства людей вопрос – пользоваться компьютером или нет, уже не стоит. Так или иначе, для многих людей компьютер стал важной и необходимой частью образа жизни.

На всей территории Российской Федерации действуют санитарно-эпидемиологические требования к ПК (ПЭВМ) и условиям труда, государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (Санитарные правила), разработанные в соответствии с Федеральным законом от 30.03.1999 № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, № 14, ст. 1650) и Положением о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации, от 24.07.2000 № 554 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2000, № 31, ст. 3295). Однако перечисление правил и нормативных требований будет сухо и утомительно влиять на читателя, поэтому рассмотрим наиболее важные из них. Ведь санитарные правила, оберегающие здоровье пользователя ПК, предусматривают и такие рекомендации, как высота стула, насыщенность освещения и даже микроклимат в помещении, где установлен компьютер (а также многое другое – с правилами можно ознакомиться самостоятельно).

Врачи утверждают, что глаза устают в результате того, что плоскость, на которую выводится изображение, находится на постоянном расстоянии от глаз, и глазные мышцы постоянно сфокусированы на данную дистанцию. Когда это продолжается долго, например, при наборе текста, ухудшение фокусировки видимого изображения становится заметным, а у некоторых людей даже «слезятся» глаза.

Зрительная система человека приспособлена для восприятия объектов в отраженном свете (картин природы, рисунков, печатных текстов и других), но не для работы с дисплеем. Изображение на дисплее принципиально отличается от привычных глазу объектов наблюдения– оно светится, состоит из дискретных точек и мерцает (точки с определенной частотой зажигаются и гаснут). Цветное «компьютерное» изображение не соответствует естественным цветам (спектры излучения люминофоров отличаются от спектра поглощения зрительных пигментов в колбочках сетчатки глаза, которые ответственны за наше цветовое «зрение». Уже в первые годы компьютеризации было отмечено специфическое зрительное утомление у пользователей дисплеев, получившее общее название «компьютерный зрительный синдром» (CVS-Computer Vision Syndrome) или профессиональная офтальмопатия.

Работа за дисплеем может вызывать необратимые последствия для глаз. Оптический аппарат в подростковом и молодом возрасте еще продолжает формироваться. И при длительной работе с дисплеями часто возникает и быстро прогрессирует приобретенная близорукость (по мнению экспертов, со скоростью до 1,0 диоптрии в год). Неблагоприятное влияние компьютерной работы на состояние зрительного анализатора у школьников 1—3-х классов отмечено в 45 % исследований, а экспертные опросы позволяют утверждать, что в дни работы на ПК 55–85 % старших школьников жалуются на усталость глаз. Зрительная и нервно-психическая нагрузка от работы за компьютером, помимо нарушения зрения, может приводить к спазмам мускулатуры лица, головным болям, получившим название «синдром видеоигровой эпилепсии».

Экран телевизора также неестественен для зрительной системы человека! Но в телевизоре мы рассматриваем изображение в целом и издалека – зрителю важен сюжет, общий план, динамика событий и нет необходимости напрягать зрительную систему, чтобы разглядеть сережки у певицы или рисунок галстука у ведущего новостей. Другое дело – изображение на дисплее, с которым работает пользователь, вводит или читает текст, таблицы, рисует графики или изучает детали чертежа. В этом смысле игры на компьютере ближе к работе на дисплее, чем к просмотру телепередач: и расстояние наблюдения меньше, и детали изображения в компьютерной игре важны, так что следует помнить о необходимости обеспечения эргономической безопасности и игровых автоматов, и игровых приставок к телевизорам. Все эти замечания особенно актуальны в настоящей ситуации, когда компьютер приходит в каждый дом и прочно обосновался во всех сферах жизни людей.

Угол, под которым пользователь нормально видит изображение на экране (угол зрения), у ЖК-мониторов значительно меньше, чем у мониторов с электронно-лучевой трубкой. ЖК-мониторы заметно теряют качество изображения, если переключить их с «родного» (оптимального, рекомендуемого изготовителем) разрешения экрана на другое. Наконец «жидкокристаллическим» мониторам присуща некоторая инерционность изображения: при очень динамичных видеокартинках, например, при воспроизведении «скоростных» игр «подтормаживание» изображения заметно пользователю.

3.2.1. Некоторые предельно допустимые параметры мониторов

Важное значение для здоровья пользователя и его утомляемости имеют ряд других параметров. Это звуковое давление, насыщенность изображения, яркость и контрастность цветопередачи. Допустимые уровни звукового давления и уровней звука, создаваемого ПК, не должны превышать значений, представленных в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот и уровня звука, создаваемого ПК

Допустимые визуальные параметры устройств отображения информации представлены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Допустимые визуальные параметры

*Примечание: Яркость поверхности (L) – это отношение силы света dJα, отраженного от поверхности dS, к проекции ее на плоскость, перпендикулярную к отраженному лучу: L = dJα/(dScosa), (кандела/м²).

3.2.2. Правда и мифы об излучении

Именно таинственные излучения монитора обычно в первую очередь имеют в виду, когда говорят о влиянии компьютера на здоровье человека. Однако это далеко не самая страшная из «вредностей». В наш век запуганное техногенными катастрофами население, «обжегшись на молоке, начинает дуть на воду». Когда слышат слово «излучение», часто думают о радиации, о чем-то радиоактивном. Но монитор не является источником радиоактивного излучения! Ни альфа-, ни бета-, ни гамма-частицы из монитора не вылетают!

Электронно-лучевая трубка монитора является источником небольших доз рентгеновского излучения. В старых мониторах, произведенных в 90-е годы и раньше (их еще кое-где можно встретить), рентгеновское излучение есть, и при ежедневной работе (несколько часов в сутки) ухудшает здоровье оператора, в том числе провоцирует появление различных опухолей. Но от современных мониторов рентгеновское излучение настолько мизерное, что говорить о каком-то вредном его воздействии на здоровье не приходится.

Между тем, и на этот счет существуют свои нормы. Мощность экспозиционной дозы мягкого рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса монитора при любых положениях регулировочных устройств не должна превышать 100 мкР/час.

А вот электромагнитное излучение и электростатические поля монитор действительно генерирует. Их влияние на здоровье пользователя может быть весьма ощутимым, как, собственно, и было с мониторами старых моделей (90-х и ранее годов выпуска). Кроме того, электромагнитное излучение мониторов вредило не только здоровью людей. Некоторые старые мониторы создавали такие помехи, что в соседней комнате невозможно было смотреть телевизор.

Временные допустимые уровни (ВДУ) электромагнитных полей (ЭМП), создаваемых ПК и, в частности, монитором, не должны превышать значений, представленных в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Предельно допустимые параметры ЭМП

С электромагнитным излучением люди борются с незапамятных времен.

Первые успехи в борьбе с электромагнитным излучением, настоящие или мнимые, вызвали появление надписи Low Radiation на мониторах, являвшейся, по сути дела, рекламным ходом фирм-производителей. И именно регламентация уровней электромагнитных и электростатических полей, генерируемых мониторами, стала основной частью первых стандартов безопасности мониторов (MPR-II).

Уровень ультрафиолетового излучения, исходящего от монитора, составляет лишь малую часть по сравнению с продуцируемым потоком лампами дневного света. Эти дозы ультрафиолета не смогут вызвать катаракту даже при воздействии в течение всей жизни. Иногда после работы с компьютером возникает ощущение «окрашивания» черно-белых предметов. Однако это не признак заболевания, а особенность нормального зрения. Это так называемый «Эффект Мак-Калаха», при котором предметы окрашиваются в цвета, дополнительные к тем, которые доминировали на экране.

После длительной работы с монитором ПК могут возникать такие неприятные ощущения, как «раздражение» глаз (краснота, слезотечение или сухость роговицы), утомление (общая усталость, боль и тяжесть в глазах и голове), трудности при фокусировке зрения. Практика показывает, что наиболее удобно располагать монитор от глаз чуть дальше, чем это делают при обычном чтении. Верхний край экрана располагают на уровне глаз или чуть ниже. При переносе текста «с листа» в память ПК бумагу располагают как можно ближе к экрану, чтобы избежать частых движений головой и глазами при переводе взгляда. Освещение организуют так, чтобы на экране не было бликов. Стандартное офисное освещение бывает слишком ярким для работы с компьютером. Кроме того, экран монитора сильно собирает пыль. Для достижения четкости изображения регулярно протирают экран монитора чистящими салфетками с антистатическим раствором. Их сегодня можно приобрести практически в любом магазине товаров для ПК. При работе пользователь произвольно время от времени моргает – это предотвращает сухость глаз. Ему необходим регулярный отдых, поскольку однообразная поза утомительна для глаз, шеи и спины.

Пользователю компьютера предъявляются несколько более высокие требования к остроте зрения. Бывают случаи, когда зрение ненамного снижено, и в обычных условиях очки не нужны. Однако при работе с компьютером они могут понадобиться. В случае ярко выраженного утомления только медицинское обследование позволит решить, связано ли это с плохими условиями работы или же с нераспознанным до того заболеванием глаз.

Усталость глаз зависит от расположения монитора относительно глаз, источников освещения и высоты кресла. Освещение при работе должно быть не слишком ярким. Впрочем, и полной темноты тоже не должно быть. Идеальный вариант – приглушенный рассеянный свет. Для максимальной безопасности глаз компьютерный стол располагают так, чтобы окно не оказалось прямо или близко перед пользователем. Если это неизбежно или окно находится сбоку, спасут плотные шторы или жалюзи, которые отсекут свет. Можно купить козырек, одевающийся на монитор (такими козырьками комплектуют некоторые профессиональные мониторы, продают их и отдельно), или сделать его самостоятельно. Козырек экранирует свет, контрастность изображения повышается, цветопередача становится более естественной, глаза устают меньше. Рекомендуется организация перерывов на 10–15 мин через каждые 45–60 мин работы. Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 1 ч. При работе с монитором ночью (с 22 до 6 ч) независимо от категории и вида трудовой деятельности продолжительность регламентированных перерывов следует увеличивать на 30 %.

Однажды мой приятель (автомобилист) в одну минуту выбросил из машины все ключи (кроме архиважных – тех, что предназначены для смены колес). Сумка с ключами и некоторыми запчастями была увесистая и могучая, однако он расстался с нею без сожаления, сказав сакраментальную фразу: «Все равно я в машинах «баобаб». До сих пор он ездит без набора ключей и ремкомплекта, предпочитая приобретать или новые автомобили (и вскоре их менять), или по необходимости обращается к специалистам автосервиса, оплачивая их труд, благо, сегодня сервис развит настолько, что почти везде существуют «выездные» спецы. Такой подход, уверен, знаком многим. Но что мы можем предложить ему в альтернативу. Ведь, казалось бы, невозможно быть специалистом во всех областях сразу – жизни не хватит, чтобы научиться. Но, несмотря на это, можно предложить им знания и рекомендовать частые практические занятия себе на пользу.

Среди многочисленной армии пользователей ПК с оболочкой Windows (теперь уже не менее многочисленной, чем пользователи автомашин) можно встретить людей с разным уровнем подготовки, навыков и опыта. Для тех из них, кто с компьютером «на ты», приведенные в статье рекомендации не покажутся новинкой. Для большинства других пользователей, кто мнит себя специалистом-компьютерщиком, уверенным пользователем, кому слово user как кость в горле, кто при малейшей неисправности читает книгу из серии «Windows для чайников» и для быстрого устранения неисправности вынужден вызывать «компьютерного доктора», приведенные рекомендации окажутся полезными, сохранят бесценное время и деньги.

Сервис компьютерной помощи населению сегодня развит широко и приближается по объему к представителям автосервиса. Как известно, спрос рождает предложение. Однако стоимость часа работы даже нелицензированных компьютерных мастеров-самоучек в С-Петербурге составляет от 300 рублей, в зависимости от сложности и удаленности. Обычная переустановка Windows займет по времени не менее 50 минут, плюс установка «обязательных» программ, например, Microsoft Office и других, копирование содержимого жесткого диска на съемный носитель – в итоге присутствие мастера потянет на пару часов… И это только простейшая неполадка. Разумно ли платить, ведь в итоге мы платим только за свою безграмотность.

Для того, чтобы лучше «понимать» и «лечить» компьютер, автор многократно сам провоцировал нештатные ситуации, а затем успешно выходил из них. Полезный опыт передаю читателям.

3.7.1. Установка Windows из командной строки

Оболочку или операционную систему (как ее называют по-простому) Windows устанавливают на компьютер несколькими способами. Наряду с общеизвестным алгоритмом установки с помощью загрузочного CD (даже в этом случае иногда приходится поколдовать с настройками BIOS), существует менее известный, но не менее действенный способ обращения к программе установки из командной строки. Рассмотрим его особенности подробнее.

Если компьютер не может быть загружен с CD, можно использовать установочные дискеты Windows XP для запуска программы установки. Во время работы программы установки выдается сообщение о необходимости вставить в дисковод CD Windows XP. Кроме этого, можно использовать загрузочный диск Windows 98 или Windows Millennium Edition для запуска компьютера, а затем запустить программу Winnt.exe, размещенную в папке i386 CD Windows XP.

Программа Smartdrv.exe ускоряет копирование файлов с CD на HDD компьютера. Перед загрузкой Smartdrv.exe убедитесь, что она имеется на загрузочном диске. Если файл Smartdrv.exe отсутствует, копирование файлов потребует большего времени. Для этого проверьте наличие указанных ниже записей в файлах на загрузочном диске. При отсутствии этих записей добавьте их в соответствующие файлы.

Добавьте в файл Autoexec.bat строку smartdrv.exe, а в файл Config.sys соответственно строку device=himem.sys.

Затем вставьте загрузочную дискету в дисковод гибких дисков и перезагрузите компьютер. При отображении командной строки DOS (C:>) введите приведенные ниже строки:

D:

cd \i386

winnt

После запуска программы установки следуйте инструкциям на экране.

Для информации: если в меню начального запуска ОС отсутствует параметр для загрузки из командной строки, можно выполнить загрузку с загрузочной дискеты, а затем ввести имя диска C: и нажать Enter.

3.7.2. Установка операционной системы по умолчанию (если установлено несколько систем)

Если на компьютере установлено несколько операционных систем, можно выбрать одну из них в качестве используемой по умолчанию, выполнив следующие действия.

В Windows XP щелкните правой кнопкой мыши значок Мой компьютер и выберите команду Свойства.

На вкладке дополнительно в группе Загрузка и восстановление нажмите кнопку Параметры.

В группе Загрузка операционной системы выберите в списке Операционная система, загружаемая по умолчанию операционную систему, которая должна запускаться при включении или перезагрузке компьютера.

Установите флажок Отображать список операционных систем, а затем выберите время (в секундах), в течение которого должен отображаться список на экране, до запуска операционной системы, используемой по умолчанию.

Управление количеством и порядком расположения операционных систем на компьютере осуществляется с помощью файла параметров загрузки (Boot.ini). Чтобы отредактировать этот файл вручную, нажмите кнопку изменить на вкладке Загрузка и восстановление. Соблюдайте осторожность, внося изменения в файл параметров загрузки, так как неправильные действия приводят к невозможности нормального использования компьютера.

Есть еще такой немаловажный момент, как активация Windows. Если появляется запрос на активацию установки Windows XP, отложите активацию до тех пор, пока не будут завершены запланированные обновления, связанные с аппаратными средствами компьютера и соответствующими драйверами устройств. Иначе после внесения таких изменений может потребоваться повторная активация. К закрепленным аппаратным средствам и драйверам относятся первые экземпляры таких устройств, как видеоустройства, сетевые устройства (включая модемы), SCSI-устройства, HDD, дисководы CD и DVD-дисков, а также системная память. USB-устройства и другие съемные устройства (камеры и принтеры) не оказывают влияния на активацию.

3.7.3. Удаление предыдущей версии Windows

Перезагрузите компьютер в безопасном режиме (в зависимости от установленной модели BIOS нажмите клавишу F8 в процессе запуска Windows). Войдите в систему, воспользовавшись учетной записью администратора. Нажмите кнопку Пуск, выберите Панель управления, а затем – пункт Установка и удаление программ. В списке установленных программ дважды щелкните пункт Удаление Windows XP.

Если в списке установленных программ отсутствует пункт Удаление Windows XP, необходимо переустановить исходную операционную систему вручную. Обязательно выполните архивирование важных данных. Если обновление до Windows XP производилось из Windows 98 или Windows Millennium Edition, можно удалить Windows XP вручную, если доступна папка отмены установки. Когда появляется сообщение Вы действительно хотите отменить установку Windows XP и восстановить прежнюю версию операционной системы? – нажмите да, чтобы начать процедуру удаления Windows XP. После удаления Windows XP компьютер автоматически завершит работу и перезагрузится с использованием ранее установленной операционной системы.

Ограничения

Если имеется достаточно свободного пространства на диске, удаляемые файлы Windows XP автоматически сохраняются во время процесса обновления. Файлы не сохраняются, если такое пространство отсутствует. Если файлы не сохраняются, невозможно использовать процедуру удаления, рассмотренную в этом разделе.

Будут сохранены все программы, которые были установлены до обновления Windows XP. Однако все программы, установка которых была выполнена после обновления Windows XP, будут недоступны после удаления Windows XP. Придется переустановить эти программы.

Для успешного удаления Windows XP SP2 необходимо, чтобы предыдущее обновление было выполнено из более ранних версий ОС. К примеру, если обновление было выполнено из Windows XP, Windows 2000, Windows NT 4.0 или Windows 95, произвести удаление Windows XP SP2 часто невозможно.

Если было выполнено преобразование жесткого диска в файловую систему NTFS, нельзя вернуться к операционной системе, которая несовместима с форматом NTFS (например, невозможно восстановить Windows 98 или Windows Millennium Edition).

Если вместо обновления исходной операционной системы выполнялась новая установка, невозможно удалить Windows XP. В этом случае необходимо выполнить новую установку предыдущей операционной системы или отформатировать жесткий диск, предварительно скопировав с него всю важную информацию на другой носитель памяти.

3.7.4. Устранение неполадок, возникающих в процессе установки

Если на компьютере установлено антивирусное программное обеспечение, отключите его. Работа этого программного обеспечения может привести к неполадкам в процессе установки. После завершения установки Windows XP снова включите антивирусное обеспечение. При возникновении неполадок во время установки выйдите из этой программы и запустите консультант по обновлению (Upgrade Advisor), который размещается на CD Windows XP. Выполните следующие действия.

В меню добро пожаловать! (после запуска загрузочного CD) выберите команду Проверка совместимости системы, затем выберите команду Автоматическая проверка системы.

Консультант по обновлению выполнит проверку для совместимости аппаратуры и программного обеспечения. Часто именно несовместимость является причиной неполадок в процессе установки. Удалите несовместимые средства, а затем снова запустите программу установки. Если консультант по обновлению не обнаружил причину неполадки, можно также выполнить «чистую» загрузку компьютера и снова запустить программу установки. Устранение неполадок с помощью чистой загрузки – это способ удаления тех переменных, которые могут быть причиной неполадок. Чистая загрузка в Windows Millenium происходит так.

Нажмите кнопку Пуск, выберите команду Выполнить, введите msconfig в поле Открыть и нажмите OK. На вкладке Общие выберите параметр Выборочный запуск. Снимите все флажки в группе Выборочный запуск. На вкладке автозагрузка установите флажок StateMgr, а затем нажмите OK.

При появлении запроса на перезагрузку компьютера нажмите на окно Да. После перезагрузки компьютера нажмите Пуск, выберите команду Выполнить, введите msconfig в поле Открыть и нажмите OK.

Убедитесь, что на вкладке Общие сняты все флажки в группе Выборочный запуск. Переходите к следующему шагу только в том случае, если эти флажки сняты. Если имеется отключенный или выделенный серым цветом флажок, это означает, что чистая загрузка выполнена неправильно.

После проверки выполнения чистой загрузки снова запустите программу установки ОС.

Для выхода из режима «чистой» установки нажмите Пуск, далее Выполнить, введите msconfig в поле Открыть и затем OK. На вкладке Общие выберите параметр Обычный запуск, затем перезагрузите компьютер.

3.7.5. Ошибка при копировании файлов в процессе установки

Предположим, что происходит остановка программы установки при копировании файлов и выводится сообщение: Программа установки не может скопировать файл <имя_ файла>. Нажмите X для повторения или Y для отмены. При данном сообщении чаще всего имеется три варианта причин.

Когда имеются несколько CD-дисководов, компьютер может ошибочно пытаться найти файлы не на том дисководе. Отключите неиспользуемые CD-дисководы перед началом процесса. Чтобы отключить устройство CD-дисководов в ОС, установите флажок Отключить в профиле оборудования в диспетчере устройств.

На компьютере имеется вирус. Запустите антивирусную программу для проверки и восстановления системы.

Имеются царапины, грязь или неровности на загрузочном CD Windows XP.

При возникновении неполадок можно воспользоваться средством диагностики памяти Windows Memory Diagnostic, чтобы проверить оперативную память компьютера (RAM). Это средство позволяет определить, имеются ли неполадки на этапе установки, связанные со сбоями аппаратуры (например, оперативной памяти или системной памяти на системной плате). Инструкции по использованию средства на сайте (http:// oca.microsoft.com/en/windiag.asp).

Еще один вариант. Если все перечисленные причины локализованы, но продолжают поступать сообщения об ошибке, скопируйте папку i386 с CD на локальный жесткий диск, а затем попытайтесь запустить программу установки с жесткого диска. Для этого потребуется средство Smartdrv.exe. Рекомендации по обращению к нему описаны в начале раздела.

Беспроводной интернет дома – заманчивая идея для многих семей. Широкое распространение беспроводных технологий позволяет отказаться от кабелей (для сетевых подключений) хотя бы в отдельно взятом деревенском доме. Одно из применений беспроводных сетей, которое я с успехом воплотил на «своем» хуторе в Вологодской области – создание легкого доступа в интернет для любых компьютерных устройств (с использованием беспроводного подключения и с сохранением безопасности подключения). Что это значит? Это значит, что с помощью несложных рекомендаций почти каждый может подключить беспроводной маршрутизатор (роутер) в своем деревенском доме и работать в интернете (с помощью компьютера, в том числе ноутбука), не подключая его проводами (кроме питания – при необходимости), и даже за пределами дома на расстоянии до 1 км (зависит от типа роутера и выносной антенны). Подключение за пределами деревенского дома раскрывает перед сельским жителем невиданные доселе перспективы. Так, подключив роутер в одном доме, сигнал охвата распространяется на всю деревню. На своем хуторе я это реализовал на практике, о чем расскажу ниже.

Слово роутер известно с давних времен; имеет значение удлинителя в телефонной технике (и радиосвязи – в общем смысле).

Итак, я приобрел роутер TP-Link TL-WR941ND (многофункциональная модель маршрутизаторов Wireless N), рассчитанный для применения на ограниченной территории – дома или в малом офисе, обеспечивающий передачу данных на постоянной высокой скорости до 300 Мбит/сек (это довольно высоко). Технология MIMO, внедренная в данном устройстве, позволяет «не замечать» препятствия прохождению сигнала в виде стен из дерева, бетона, железных конструкций (актуально на фермах) и в условиях электрических помех от

мощных потребителей электроэнергии (насосы, электродвигатели, сепараторы). Однако это далеко не все. Установив роутер в деревенском доме и настроив его на максимальную скорость взаимодействия с моим компьютерным оборудованием (что позволяет включать компьютер или ноутбук с технологией Wi-Fi – любое компьютерное оборудование, выпущенное в течение последних 5 лет), я достиг того, что к компьютеру не нужно подключать никаких дополнительных проводов, но можно применять его в любой точке на расстоянии от роутера до 1 км; это и есть «удобные» беспроводные технологии, позволяющие жить и работать с тем же (и более) комфортом, как в крупном городе.

Но и на этом я не остановился. Ведь если к этому роутеру добавить особую (внешнюю) антенну с хорошим усилением сигнала, можно организовать взаимодействие по беспроводным технологиям… по всей деревне.

Далее я расскажу, как самостоятельно настроить роутер TP-Link TL-WR941ND в домашних условиях, без вызова специалиста-настройщика и «сделать интернет» по всей деревне из одной точки (дома); сегодня, в условиях распространения интернета в деревне, это может быть повторено практически любым из наших читателей. Важное замечание: для осуществления задуманного у вас, как у пользователя, уже должен быть проведен интернет (к примеру, через телефон по технологии ADSL, а кое-где есть уже и более «продвинутые» провайдеры) или через компьютерный модем – обеспечивает сотовый оператор на вашей территории покрытия).

Итак, открываем коробку. В комплект роутера TP-Link TL-WR941ND входит блок питания, сетевой кабель (патчкорд) и три антенны (см. рис. 3.1).

Рис. 3.1. Внешний вид роутера TP-Link TL-WR941ND (общий вид с антеннами)

Эти антенны позволяют не только улучшить дальность распространения сигнала, но и увеличивают его мощность, что немаловажно в любом частном доме. На передней панели роутера расположены световые индикаторы режимов работы, а также кнопка запуска QSS: функции Quick Secure Setup, предназначенной для быстрой настройки защищенного соединения между роутером и беспроводными устройствами.

На задней панели (рис. 3.2) разместились три разъема типа SMA для трех антенн (в комплекте), которые можно заменить любыми другими антеннами (рассчитанными на частоты 2 ГГц), имеющими стандартный разъем. На рис. 3.2 видны 4 порта LAN 10/100 (закрыты бумажной защитной наклейкой) для подключения устройств домашней сети и порт WAN 10/100 для подключения к внешней сети.

Рис. 3.2. Вид роутера TP-Link TL-WR941ND сзади

Слева (см. рис. 3.2) расположен разъем для блока питания и утопленная кнопка сброса настроек. На днище корпуса присутствует наклейка с указанием MAC и серийного номера, а также настроек роутера по умолчанию: адрес, логин и пароль. Тут же есть 2 отверстия для монтажа роутера на стене в трех положениях.

Для управления интерфейсами проводной сети задействован контроллер Marvell 88E6060, применена гальваническая развязка интерфейсов от электроники роутера.

При подключении (вместо штатных) узконаправленной антенны с усилением более 17 дБи (к примеру, TP-Link TL-ANT2414A) можно рассчитывать на качественную связь между роутером и точкой доступа, установленной (максимально) в полутора километрах от него; так можно организовать интернет-связь до 1 км в прямой видимости корреспондентов.

От роутера (точки доступа) до антенны протягивают небольшой отрезок соединительного кабеля – чем меньше, тем лучше – потери сигнала в кабеле будут ниже. К примеру, до 7 метров (длина соединения между антенной и точкой доступа) разумно использовать кабель 5d-fb, от 7 до 15метров 8d-fb, про большую длину не стоит даже думать, либо тогда уже точку ставить рядом с антенной, а до точки тянуть витую пару, с чем справятся, пожалуй, везде.

3.9.1. Настройка роутера для интернет без драйвера

Присоедините антенны и адаптер питания. Соедините кабелем (его же называют патчкордом) роутер и компьютер. На компьютере кабель должен входить в разъем сетевой карты LAN. На роутере в любой LAN-порт (к примеру, «1»). Предварительно надо снять защитную пленку с разъемов LAN. Затем подключите кабель от провайдера интернет в WAN-порт роутера.

Настройка параметров соединения на компьютере

Определите, какая операционная система стоит на компьютере, и зайдите в настройки сети.

Windows XP – Пуск > Панель управления > Переход к классическому виду (если окно на синем фоне) > Сетевые подключения > Подключение по локальной сети (правой кнопкой мыши) > Свойства > Протокол интернета TCP/IP.

WindowsVista – Пуск > Панель управления> Просмотр состояния сети и задач> Управление сетевыми подключениями (слева)> Подключение по локальной сети (правой кнопкой мыши) > Свойства> Протокол интернета версии 4.

Рис. 3.3. Иллюстрация окна настроек

Windows Seven – Пуск > В строке поиска набираем слово «Центр» > Выбираем в появившемся списке «Центр управления сетями и общим доступом» > Слева – изменение параметров адаптера > Подключение по локальной сети (правой кнопкой мыши) > Свойства > Протокол интернета версии 4. Далее смотреть рис. 3.3.

Если нет строки поиска – последовательно открывайте окошко «Настройки» > Панель управления.

Для компьютеров Mac OS – Apple> Системные настройки > Сєть^Шєгпє^ DNS-сервер.

С настройкой компьютера мы разобрались; далее переходим к непосредственной настройке роутера.

3.9.2. Настройка роутера

Заходим в любой установленный браузер интернет, к примеру, Internet Explorer. В адресной строке – сверху посередине (там уже написана аббревиатура http) набираем 192.168.1.1.; нажимаем Enter – иллюстрация на рис. 3.4.

Далее наберите логин: admin, пароль: admin и подтвердите выбранные настройки кнопкой Save.

После заполнения всех полей нажмите кнопку Save. Теперь можно переходить к настройке Wi-Fi соединения.

Примерные настройки маршрутизатора выглядят так (см. табл. 3.5):

Рис. 3.4. Вид окна «Требуется аутентификация»

Таблица 3.5

Примерные настройки роутера TP-Link TL-WR941ND

Внимание, важно!

На вкладке WIRELESS окно WirelessSettings в поле SSID введите желаемое имя своей домашней сети, чтобы находить ее среди других окружающих сетей (см. рис. 3.5).

Далее необходимо выбрать тип шифрования радиосигнала. Это очень важный этап настройки, поскольку есть искушение сразу выбрать максимально новое из возможных (современное) шифрование WPA2-PSK(AES). Скорость обмена данными в этом случае возможна максимальная для данного типа роутеров – 300 Мбит/с.

Так можно поступить, если у вас все ПК (ноутбуки) выпуска позднее (новее) 2008 года. Если же в сети будут работать несколько разных (по новизне) компьютеров, причем с ОС Windows XP (разных модификаций) и еще более ранних (ОС), такой тип шифрования на относительно старых ПК работать не будет. В последнем случае рекомендую выбрать самую простую версию шифрования – «Открытое». Скорость обмена данными упадет примерно до 54 Мбит/с, зато будет обеспечена работа по Wi-Fi на всех моделях ПК. Есть и «компромиссные», промежуточные варианты, к примеру, шифрование WEP.

Рис. 3.5. Параметры, прописываемые на вкладке WIRELESS

Далее введите латиницей пароль (по вашему выбору) и сразу запишите его на доступном носителе информации. В заключение сохраните настройки кнопкой Save (рис. 3.5).

Внимание, важно!

Для поддержки работы роутеров Wi-Fi каждая операционная система имеет определенный набор программного обеспечения, пакет драйверов, которые предоставляют производители ПК, а в некоторых случаях ОС сама автоматически приводит оборудование в состояние готовности. Среди этих программ есть полезные утилиты и опции («мастер по быстрой установке»), которые помогают установить и настроить беспроводную сеть в «пошаговом» режиме.

Рис. 3.6. Вид роутера с окончательной установкой в моем деревенском доме

Для того, чтобы использовать Wi-Fi соединение, необходимо, чтобы адаптер Wi-Fi на ноутбуке был включен (для новичков это неочевидно).

Если пропал интернет, перезагрузите роутер. Для этого выньте адаптер питания из розетки на 10–15 секунд и вставьте обратно; это нередко помогает.

Вид установленного в комнате на стене роутера представлен на рис. 3.6.

Конечно, вы можете купить для этой цели и другую модель роутера, заблаговременно проконсультировавшись со специалистом, принцип его настройки не изменится.

Вся описанная процедура может быть повторена пользователем даже с небольшими навыками общения с ПК, и в моем случае заняла всего 1 час драгоценного времени.

Таким же образом можно настроить любой другой маршрутизатор (роутер) и пользоваться в свое удовольствие в любой точке деревни, не таская за собой провода.

А для особо креативных молодых людей (в глубинке, что бы ни говорили, а я таких знаю), в моей рекомендации найдется и еще одно очевидное преимущество – вы без особых затрат сможете «организовать» свой деревенский интернет, установив один роутер (на всю деревню) в своем доме и тогда ваши соседи могут пользоваться (работать в сети) бесплатно или посильно компенсировать вам затраты на такую организацию интернет-общения (стоимость роутера от 500 рублей и выше – в зависимости от модели и мощности).

Это также является креативной идеей для создания собственных сетей на территории одного сельского поселения. Бабушки (и не только) помнят, как до времени развала колхозов председатели передавали новости и объявления через местную трансляционную (радио) сеть. Теперь с новыми информационными технологиями, буквально входящими в каждый дом, у жителей деревни (и администраций сельских поселений) появилась новая возможность оперативно информировать друг друга (в том числе пользоваться практически безграничными возможностями в глобальной сети интернет) и всех заинтересованных лиц.

К слову, в наш век развитых информационных технологий даже Президент РФ открыт для общения в своем блоге. Только вот захотят ли сельские жители пользоваться новыми технологиями, расширяя свои возможности и патриархальный уклад? На это нам ответит время.

По возникшим вопросам могу проконсультировать по электронной почте.

3.9.3. Дополнительные настройки

Частоты работы стандартов Wi-Fi и WiMAX находятся в диапазоне 2,4–2,7 ГГц. Отличительными особенностями «похожих» стандартов являются разные значения мощности передатчика и кодировки сигнала. При этом границы затухания сигнала для антенны должны находиться в диапазоне 2400 МГц (нижння граница) и 2480 МГц (верхняя). В этом случае удается получить наиболее качественные антенны.

На частоту 2,4 ГГц существует множество антенн, разных по степени сложности изготовления: коллинеарные, всенаправленные, панельные, штыревые, спиральные, с рефлектором и без такового, цилиндрическим волноводом (напоминающим по форме пивную банку) и т. д. Особую перспективу для уверенной работы беспроводных устройств на частоте 2,4 ГГц представляет способ использования обычной спутниковой тарелки (диаметр в данном случае не важен) совместно с резонатором (по форме – двойной квадрат со стороной в % длины волны) и рефлектором (отражателем металлической части, к которой крепится резонатор); такая конструкция позволяет добиться усиления до +20 дБи относительно любой другой антенны без параболического зеркала (тарелки).

Для такой антенны – для еще большего усиления – возможна установка вибраторов (по краям – более узкие, в центре – широкие).

Столь существенное усиление антенны вкупе с прочими равными (не провальными) условиями (коаксиальным кабелем с минимальными потерями полезного сигнала, согласованием, тонкой настройкой, качественными материалами и изготовлением, монтажом и правильными расчетами антенны) позволяет работать в интернете «всей деревней» или небольшим микрорайоном, имея всего одну (или несколько) точку доступа, сэкономив на дополнительных проводах и Wi-Fi роутерах (маршрутизаторах), за которые, к слову, потребуется выложить от 2 до 5 тысяч (за каждый). В данном случае мне представляется, что экономия средств имеет быть «налицо», без потери качества сигнала и скорости работы в глобальной сети. К примеру, с роутерами D-Link 900AP+ и TP-Link TP-Link TL-WR941ND (протоколы связи WPA, WPA-2 и WEP) в 2011-м мне удалось увеличить беспроводную связь и площадь покрытия для эффективной работы в интернете до 800 (!) метров, «записав» в интернет «свою» деревню Боровичиха Вологодской области. Во время дачного времяпрепровождения у меня теперь нет проблем.

Какие дополнительные антенны для усиления сигнала (а в конечном итоге – «интернетизации всей деревни») можно применить, я расскажу ниже.

TP-Link TL-ANT2414A

Для соединения антенн с точкой доступа в случае с антенной TP-Link TL-ANT2414A имеется 50-омный кабель длиной 1 м, снабженный (на конце) разъемом SMA. При установке такой антенны снаружи дома длины соединительного кабеля недостаточно; его приходится удлинять через те же переходники SMA.

Коэффициент усиления TP-Link TL-ANT2414A относительно высок 14 дБи.

Над металлическим заземленным квадратным 210*210 мм экраном (фольгированный или металлизированный текстолит) в два ряда расположены 8 излучающих элементов, представляющие собой металлизированные прямоугольники размерами 30*58 мм. Расстояние между излучающими элементами и экраном составляет всего 7 мм. Подводка фидера к излучающим элементам произведена с обратной (тыльной) стороны экрана.

TP-Link TL-ANT2409A

Миниатюрная направленная антенна специально для наружного применения. Снаружи возможен монтаж на вертикальной стене или столбе, для чего в комплекте имеются специальные монтажные скобы и хомуты. Имеется 50-омный кабель длиной 1 м, снабженный (на конце) разъемом SMA. Так же, как и в случае с Wi-Fi антенной TP-Link TL-ANT2414A на практике длина соединительного кабеля вряд ли может удовлетворить серьезного специалиста, кабель приходится наращивать, что несет неминуемые потери полезного сигнала в местах соединения и разъемах. Внутренняя конструкция TP-Link TL-ANT2409A – проще некуда. Над квадратом заземленного экрана 90*90 мм, на высоте 7 мм, расположен излучающий элемент (металлизированный прямоугольник 44*54 мм).

Особо хочется сказать о материалах, из которых изготовлены антенны. Фольгированный медью текстолит способен выдерживать любые погодные условия длительное время (годами). С учетом того, что медь имеет более низкое сопротивление (току), чем сталь (железо), а также того, что отражающая (рабочая) поверхность антенны и излучатели «спрятаны» внутри корпуса антенны (на них не попадает влага), это позволяет вывешивать антенну прямо на улице. К слову, если собирать такую антенну самостоятельно (методика описана в литературе и интернете, к примеру, http://flakey.info/antenna/ omni/quarter), потребуется паяльник с мощностью более 90 Вт – для быстрого, и главное – удобного монтажа на фольгированных площадках текстолита.

Соединительный кабель подводится с обратной стороны экрана, причем для согласования фидера с антенной используется проводник (полоска) особой конфигурации.

TP-Link TL-ANT2406A

Миниатюрная направленная антенна для внутреннего использования. Подставка (в комплекте) позволяет крепить антенну в любом удобном месте – к столу или стене, а также на корпусе ПК – с помощью магнитов, расположенных в основании подставки. Соединительный кабель тот же, что описан выше (TP-Link TL-ANT2409A и TP-Link TL-ANT2414A) со всеми недостатками, присущими ему. Коэффициент усиления TP-Link TL-ANT2406A относительно описанных выше антенн на порядок меньше – всего 6 дБи, поэтому с учетом потерь при наращивании кабеля она кажется не очень эффективной; разве что может привлекать внимание за счет удобства крепления и подставки в комплекте.

Центральная жила кабеля соединена с излучателем методом пайки, а оплетка кабеля – с экраном. Прямоугольная металлическая плоскость разрезами 48*52 мм, в которой сделаны незначительные надрезы, является излучающим/ приемным элементом. На расстоянии 4 мм от него находится экран-рефлектор, размеры которого аналогичны размерам излучателя.

3.9.4. Миниатюрная панельная антенна D-Link DWL-R60AT

Внешний вид напоминает квадрат небольших размеров. Габаритные размеры (80*85*12,8 мм) позволяют устанавливать ее и внутри помещения. Снаружи возможен монтаж на вертикальной стене или столбе, для чего в комплекте имеются специальные монтажные скобы и хомуты. Антенна предусматривает непосредственное (без кабеля) подключение к точке доступа с помощью разъема SMA.

Коэффициент усиления всего 6 дБи.

Внимание, важно!

Если выносную (внешнюю) антенну использовать на открытом воздухе, нужно предусмотреть защиту от непогоды и влаги (осадков). Самая простая защита – обернуть место соединения разъема коннектора целлофаном и зафиксировать хомутом или изолентой, чтобы предотвратить попадание влаги. Для крепления (монтажа) такой антенны также рекомендую использовать пластмассовые фиксаторы и строительные (сантехнические) хомуты длиной 300 мм; пластмассовые фиксаторы не вносят помех в работу антенны, в то время как цельнометаллические крепления, напротив, могут свести всю вашу подготовительную работу насмарку.

3.9.5. «Тонкая» настройка антенн Wi-Fi на местности

Для точной («тонкой») подстройки выносной антенны и роутера потребуется как минимум два человека, для удобства снабженных рациями – для оперативного согласования о действиях.

После установки внешней антенны на улице (на деревянном шесте – мачте для телевизионной антенны) ее необходимо «тонко» настроить на точку доступа; это называется согласованием. Для этого подключим оборудование, ПК. Один из наладчиков постоянно находится рядом с компьютером, второй – рядом с антенной. Он медленно (имеет значение каждый градус) поворачивает антенну во все стороны и согласовывает свои действия с коллегой и ПК, который следит за уровнем сигнала. Современное программное обеспечение позволяет это сделать. Таким образом, находят точку, в которой сигнал будет максимальным (соответственно и усиление антенны) и надежно закрепляют антенну в этом положении. Таким образом, с помощью «тонкой» настройки можно «выжать» из антенны максимальное усиление, которое превышает минимум в 3–4 раза. Этот результат можно считать удачным.

3.9.6. Кабели, фидеры и их особенности

Популярный (в смысле доступный почти везде, в этом лишь и есть его ценность) коаксиальный кабель RG58/U на практике дает очень существенные потери полезного сигнала. Он не рассчитан на работу с частотой не более 1 ГГц (согласно техническим характеристикам и паспортным данным), а частота 2,4 ГГц, на которой работают большинство моделей роутеров, является для этого кабеля «запредельной». Конечно, кое-как он «вытягивает» полезный сигнал, если предполагать, что можно довольствоваться ослаблением кабеля – 0,8 дБ/м. Представим себе, что потери сигнала (ослабление) увеличиваются пропорционально длине кабеля (на погонный метр); с учетом использования совместно с данным кабелем антенны с небольшим усилением, к примеру, 6 дБи, он становится для наших экспериментов малопригодным. Данный пример весьма показателен для того, чтобы понимать – насколько важен выбор не только роутера, но и кабеля, и антенны.

Чуть лучше (но все же далекие от оптимальных) характеристики имеет коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом RG-6U. В моем случае, когда дом соседа расположен на расстоянии 66 метров, приходится «сберегать» каждый дБ. Лучше всего себя зарекомендовали кабель RJ-8X и AWG16 производства стран ЕС (волновое сопротивление 50 Ом). Также рекомендовал бы «коаксиал» URM67 (внешний диаметр 10 мм), но надо иметь в виду, что этот кабель практически не сгибается. Хотя и в этом можно найти определенный «плюс», поскольку Wi-Fi антенна с весом до 1 кг (большинство современных) с помощью такого «жесткого» кабеля может крепиться уже сама по себе – как на твердом стержне. В этом случае его длина (в выносной части – «стебля») не должна превышать 1 м.

Как определить полезный материал для самостоятельного изготовления антенны СВЧ?

Берем стакан с водопроводной водой, накрываем его крышкой и помещаем в рабочую камеру микроволновой печи. Включаем СВЧ-печь в режим 500 Вт на 2 минуты. После прогрева (окончания данного времени) вода в стакане существенно нагревается. Открываем крышку микроволновой печи, пробуем крышку на стакане тактильно (руками). Крышка, пропускающая СВЧ, останется холодной – она нам подходит. Нагревающаяся за 2 минуты (даже незначительно) крышка свидетельствует о том, что она частично поглощает волны; ее применять в данном случае нежелательно.

Сегодня заменить клавиатуру проще «пареной репы»; постоянно меняющийся и обновляемый рынок индустрии комплектующих для ПК сделал возможным приобретать «набор клавиш» за символическую цену. Кроме того, у многих людей остаются в запасниках и невостребованными старые модели клавиатур, подчас неисправные (с западающими клавишами), которые пылятся дома без дела.

Учитывая доступность и относительно невысокую стоимость keyboard s, радиолюбителям и всем пользователям ПК, знакомым с основами электротехники, представляется новая возможность сделать из нее почти бесплатное автоматическое устройство-дополнение, своего рода секретаря, который будет управлять компьютером (в относительно простом алгоритме) не программно, а с помощью замыкания контактов клавиш, имитируя реального пользователя. Задачи, которые удаленно владелец решил выполнить с помощью электронного автомата и старой клавиатуры, могут быть различны: управление программой, требующее обязательного присутствие оператора, кодированный доступ к персональному компьютеру и многие другие, ограничивающиеся только вашей фантазией.

Рис. 3.7. Устройство-адаптер для клавиатуры ПК

Теперь отдельные (выбранные) кнопки клавиатуры ПК, соединенные по рекомендуемому ниже способу с электронным устройством, автоматически «нажимаются» и приводят в действие программы ПК.

Вся дополнительная работа, касающаяся стандартной компьютерной клавиатуры, сводится к трем шагам.

Аккуратно вскрыть верхнюю панель корпуса (плоская клавиатура) и миниатюрным паяльником с мощностью до 25 Вт (напряжением 6.. 12 В) припаять два проводника тонкого монтажного провода типа МГТФ-0,4 (МГТФ-0,8) к контактам клавиши (к примеру, кнопки Enter). Кнопка может использоваться и другая, равно как и несколько кнопок в различных, отличных друг от друга ситуациях.

Проводники (МГТФ) должны иметь минимальную длину (не более 1 м) и на другом конце соединяться с миниатюрным разъемом, например, РШ-2Н. Еще лучше, если проводники будут помещены в экран, который соединяется с массой («минусом» питания). Это позволит избежать электрических наводок напряжения и минимизирует ложные срабатывания управляющего устройства.

Собрать и подключить согласно электрической схеме (представленной на рис. 3.7.) простое устройство-адаптер, которое получает сигнал от датчиков, установленных где угодно, к примеру, на охраняемом объекте.

Эти шаги способен сделать сегодня каждый школьник.

Устройство собрано на популярной микросхеме-коммутаторе К561КТ3. В точку Uвх приложено управляющее напряжение от любого из датчиков, к примеру, геркона, установленного на открывание входной двери. Принцип подключения геркона иллюстрирует включатель S1, подключаемый в виде примера к источнику питания пунктирной линией. Датчики могут быть различными, в том числе выдающие (генерирующие) пачки импульсов.

Рис. 3.8. Общая схема и цоколевка некоторых популярных микросхем коммутаторов серий К561, К564, К176

Входной сигнал проходит через ограничительный резистор R1 и поступает на оксидный конденсатор С1 (не пропускающий постоянную составляющую напряжения). Таким образом, даже при длительном воздействии (при замыкании контактов S1) на управляющий вход коммутатора поступит только одиночный импульс. Стабилитрон VD1 защищает управляющий вход канала от скачка напряжения, а резистор R2 шунтирует вход (вывод 13), купируя возможные электрические помехи, приводящие к ложным срабатываниям микросхемы – на входе каждого канала присутствуют полевые транзисторы, обеспечивающие высокую чувствительность всего электронного узла.

Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25, MF-25 и аналогичные. Оксидный конденсатор С1 типа К50-29 или аналогичный. Стабилитрон может быть заменен КС156А, BZX55 или аналогичными.

Источник питания – стабилизированный, с защитой по выходу.

Роль кнопки выполняет электронный ключ на микросхеме – бесшумно и визуально неприметно. Для справочной информации, а также для тех пользователей, кто захочет использовать контроль нескольких датчиков, на рис. 3.8 представлена общая схема подключений и цоколевка микросхем-коммутаторов К561КТ3, К564КТ3, К1561КТ3, К176КТ1 (все они взаимозаменяемы, однако особенность микросхемы К176КТ1– напряжение питания 9 В).

Микросхемы К561КТ3 (и аналоги) представляют собой четырехканальные коммутаторы с одинаковой схемой и цоколевкой.

Эквивалентная схема коммутатора (электронного ключа) однополюсная, это значит, что он работает только на замыкание электронного контакта на выходе (например, выводы 1 и 2, 3 и 4 – и так далее) при управляющем сигнале на входе. На вход воздействует управляющий сигнал (импульс) постоянного тока напряжением 2–5 В (что соответствует напряжению +5 В, поступающему на стандартную клавиатуру через разъем USB 2.0 от ПК). Таким образом, для замыкания выходов активный уровень на входе должен быть высоким логическим уровнем, принятым для КМОП микросхем.

Сопротивление канала в открытом состоянии 80 Ом (и около 500 Ом для К176КТ1). По закону Ома, зная приложенное напряжение, можно вычислить коммутирующий ток. Каналы коммутатора (управление кнопками клавиатуры ПК) независимы. Каждый канал может коммутировать цифровые уровни до напряжения Uп или аналоговые уровни (еще одна приятная особенность данного типа микросхем) – от пика до пика Uп/2.

При нагрузке 10 кОм на частоте 10 кГц отношение сигналов на выходе канала в замкнутом и разомкнутом состояниях не хуже 65 дБ. Степень изоляции управляющей цепи от канала соответствует сопротивлению 1012 Ом. Прохождение сигнала с частотой 900 кГц на нагрузку 1 кОм из канала в канал оценивается на -50 дБ. Время задержки распространения сигнала в канале 10…25 нс.

Коммутаторы данного типа можно применять во многих случаях, именно поэтому они универсальны и весьма популярны в следующих узлах: переключатели-мультиплексоры, ключи выборки сигнала, прерыватели-модуляторы для операционных усилителей, коммутационные ключи, модуляторы-демодуляторы. Можно делать коммутаторы для нестандартных ЦАП и АЦП, а также узлы цифрового управления частотой, фазой, коэффициентом усиления сигнала. Удобно делать «врезки» и микшировать одни сигналы с другими.

Именно по своему прямому назначению микросхема К561КТ3 применяется для коммутации клавиатуры ПК, схемотехническое строение которых друг от друга практически не отличается.

Рассмотрим принцип работы устройства.

3.10.1. Принцип работы автомата для клавиатуры

Последовательным нажатием кнопок клавиатуры можно запускать функциональные режимы ПК. Таков, например, режим автоматической (организованной с помощью описываемого несложного устройства) записи информации на съемный жесткий диск (иной носитель) через равные или специально организуемые пользователем интервалы времени.

Последние версии клавиатур многофункциональны и имеют несколько полезных режимов работы. Запускать в действие важные функции необходимо последовательным нажатием нескольких клавиш.

На рис. 3.9 предлагаю простую приставку, автоматически запускающую тот или иной режим «интеллектуальной» клавиатуры после подачи управляющего цифрового импульса (от кнопки или другого устройства) с положительным фронтом в точку А.

Рис. 3.9. Электрическая схема приставки к клавиатуре ПК

Схема проста в изготовлении и эксплуатации, не требует настройки и дорогих деталей. Реализовано устройство на четырех популярных микросхемах. Применение микросхем К561 серии (частично описано выше) обеспечивает надежность и неприхотливость к питающему напряжению (Uп в диапазоне 5 В).

Элементы схемы монтируются на перфорированной монтажной плате размерами 40*65 мм и компактно помещаются в корпусе самой клавиатуры. Печатную плату автор не разрабатывал, поэтому выводы элементов соединяются гибким монтажным проводом МГТФ сечением 0,6–0,8 мм. Напряжение источника питания +5 В можно взять с внешнего разъема клавиатуры.

На микросхеме D1 (КР1006ВИ1) собран генератор инфра-низкой частоты. На выходе (вывод 3) генератор формирует импульсы по форме меандра с частотой 1 Гц. Частота выходных импульсов зависит от значений элементов R1C1 и напряжения питания схемы.

При первой подаче питания на схему приставки (так же, как и при замыкании контактов S1) заряжается времязадающий конденсатор С2 через резистор R4. На логическом элементе D4.1 собран времязадающий узел, обеспечивающий задержку в 6–8 с (зависит от элементов C2R4). На выходе этого элемента присутствует низкий логический уровень. На входе сброса R D2 в первый момент времени тоже низкий логический уровень, разрешающий работу счетчика.

На выходе инвертора D4.2 присутствует высокий уровень. Генератор запускается при высоком уровне на входе сброса R (вывод 4). Последовательность импульсов прямоугольной формы поступает на тактовый вход счетчика D2 (К561ИЕ8). На выходах Q0—Q9 D2 последовательно появляется высокий логический уровень напряжения. На каждом выходе Q счетчика высокий логический уровень появляется только на период тактового импульса с соответствующим номером. За 6–8 с счетчик работает, при появлении высокого логического уровня на выходе Q5 D2 положительный импульс проникает на вывод 15 D2 и счетчик сбрасывается (обнуляется). Этот же импульс, инвертированный элементом D4.2, прекращает работу генератора на микросхеме D1. Если на входе ЕС разрешения счета присутствует низкий уровень, счетчик выполняет свои операции синхронно с положительным перепадом на тактовом входе С.

Контакты кнопок клавиатуры воспринимают последовательность импульсов от дополнительной схемы, как механическое нажатие/отпускание кнопок.

Разберем конкретный пример запуска ПК с автоматическим определением пользователя и вводом пароля (с помощью описываемой электронной приставки, последовательно замыкающей контакты кнопок клавиатуры ПК). В таком случае необходимо нажать на клавиатуре комбинацию клавиш: «Пуск», «7», «8», Enter, то есть четыре кнопки, где «78» – пароль пользователя. Соответственно к этим кнопкам и должны подключаться выходные контакты электронного устройства (схема рис. 3.9).

Для новой серии последовательных импульсов необходимо кратковременно разорвать цепь питания схемы или подать управляющий импульс положительной полярности в точку А.

На микросхеме D3 собран четырехканальный коммутатор, входы (А1—А4) и выходы (В1—В4) подключены к соответствующим кнопкам клавиатуры ПК. Коммутация осуществляется управляющими сигналами высокого уровня, приходящими с выходов счетчика D2. Коммутатор имеет малое сопротивление включенного канала 80 Ом, что обеспечивает управление кнопками без помех.

Вместо диодов развязки VD1-VD2 можно применить КД503, КД521, КД522, Д220 с любым буквенным индексом. Времязадающий конденсатор С2 обязательно с малым током утечки и хорошими параметрами термостабильности. Все неиспользуемые входы логических элементов КМОП необходимо подключить к общему проводу.

Схема не требует настройки и стабильно работает в круглосуточном режиме.

На рис. 3.10 и 3.11 представлен вид на кнопки клавиатуры, в том числе (рис. 3.11) со снятым корпусом.

Рис. 3.10. Клавиатура – вид сверху

Рис. 3.11. Клавиатура – вид на внутреннее строение

3.10.2. Оригинальный эффект

Для еще большей оригинальности в качестве управляющего импульса (или для коммутации питания схемы) рекомендую применять автоматическое устройство, например, сенсор или акустический выключатель, реагирующий на хлопки. В последнем случае удается достичь оригинального эффекта, когда хлопок в ладоши вызывает последовательное нажатие (электронную имитацию) кнопок клавиатуры, к которым подключен шлейф электрической схемы.

Электрические схемы устройств акустических выключателей описаны в литературе.

Для других примеров последовательная комбинация клавиш может быть другой, но не менее эффектной задачей.

Кроме того, на базе этой разработки можно создать средство для автоматического обновления страницы, что может оказаться полезным для «накрутки» «счетчика» посещений, к примеру, вашей страницы – для повышении ее рейтинга среди других ресурсов сети. Сегодня многие этим озабочены.