В главе приведены практические рекомендации простого ремонта и усовершенствования, некоторые готовых конструкций.
3.1. Как быстро восстановить аналоговые мультиметры 7001, 7002 и YX-360TRD после их типичной неисправности
Небольшие по размеру, компактные стрелочные (аналоговые) мультиметры, несмотря на распространенность цифровых мультиметров с 7-сегментным жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ), до сих пор пользуются популярностью у радиолюбителей. Причем, набравшись смелости, можно сказать, что приверженцев радиотехнических измерений с помощью стрелочных тестеров становится все больше. Причины ясны и лежат, что называется, на поверхности явления: стрелочный прибор лучше подходит для визуального наблюдения изменения параметров, к примеру, меняющегося уровня напряжения, в то время как цифровой (в зависимости от модели и производителя) не может оперативно представлять относительно точно динамику изменения напряжения в цифрах на дисплее. Разумеется, есть очень качественные и профессиональные цифровые мультиметры или даже осциллографы в компактном исполнении, с помощью которых эта задача динамического контроля параметров вполне решаема. Но в книге речь пойдет не о них, а о доступных обычных радиолюбителю (по цене) мультиметров «бюджетного» диапазоне – до 1000 рублей.
Среди таких приборов сегодня, на мой взгляд, особой популярностью пользуются несколько: это стрелочные тестеры 7001 и 7002 и прибор YX-360TRD (все эти модели показаны на рисунках 3.1 и 3.2).
Рис. 3.1. Внешний вид мультиметра YX-360TRD
Рис. 3.2. Внешний вид аналоговых мультиметров 7001 и 7002
Все они обеспечивают сопоставимо один и тот же набор функций измерения параметров – постоянного и переменного тока, постоянного и переменного напряжения, сопротивлений электрическому току, имеют нейтральное положение переключателя «off», препятствующее самопроизвольному разряду элементов питания. Причем устройства YX-360TRD и 7001 имеют такую особенность: у щупов нет разъемов, то есть они постоянно подключены в корпусе прибора к измерительной схеме. 7001 и 7002 имеют один элемент питания типа АА, а YX-360TRD – два элемента, включенные последовательно; эквивалентное напряжение – 3 В.
Такая конструкция имеет как положительные, так и отрицательные качества (особенности). Также из различий можно отметить то, что тестер YX-360TRD рассчитан также и на измерение емкости в диапазоне 0– 10 мкФ (проверку конденсаторов), а аналоговые тестеры 7001 и 7002 имеют свою особенность в сравнении с YX-360TRD – они могут быстро индицировать по специальной шкале уровень заряда аккумулятора (1,2 В и 9 В) или «годность» элемента (батареи напряжением 1,5 В и 9 В – нижняя шкала на рисунке 3.2), что также является удобной функцией, когда надо быстро отбраковать вышедшие из строя элементы или установить на новый зарядной цикл аккумуляторы, нуждающиеся в оном. На рисунке 3.3 представлен вид с открытым корпусом тестера YX-360TRD. На рисунке 3.4 тот же вид для устройства 7001.
Рис. 3.3. Вид с открытым корпусом тестера YX-360TRD
Рис. 3.4. Вид с открытым корпусом тестера 7001
По целому ряду характеристик это непритязательные, портативные инструменты для использования дома, на производстве, в автомобиле и везде, где есть электричество (есть что измерить).
Отличительная особенность этих приборов – малый вес, безопасность от сотрясения (модели 7001 и YX-360TRD «спрятаны» в особый, дополнительный корпус, предохраняющий от возможных ударов, падений) и компактные размеры, благодаря которым их и окрестили карманными.
Вышеперечисленные приборы-помощники радиолюбителя разработаны однотипно; отличия между ними незначительные, поэтому, возможно, и причина выхода из строя одна и та же. Об этом – главном – направлении моей статьи и пойдет речь далее.
Такие простые устройства не содержат схемы защиты от перегрузок, и если пользователь по неосторожности замерит напряжение осветительной сети 220 В 50 Гц в режиме измерения постоянного напряжения с пределом 50 В, то тестер выходит из строя. То же касается и спровоцированной невнимательностью неисправности, когда большой уровень переменного напряжения замеряют в режиме контроля сопротивления постоянному току.
Рассмотрим предлагаемый мною вариант устранения неисправности мультиметров 7001 и 7002, которые (после простого ремонта) до сих пор работают надежно и без сбоев.
Итак, на «незатейливых» печатных платах имеется «набор» дискретных элементов и переключатель режимов работы. Но главное – все рассматриваемые аналоговые тестеры снабжены абсолютно бесполезным предохранителем, рассчитанным на ток 0,15 А. Бесполезным потому, что при перегрузках (о них речь шла выше) предохранитель сгорает позднее, чем один из дискретных элементов или вообще сам стрелочный прибор (проверено на практике).
Но поскольку самая распространенная в моей практике (и по отзывам специалистов – вообще) неисправность – выход тестера из строя при измерении переменных напряжений в режимах измерения постоянных напряжений, тока или сопротивления электрическому току, то практикой установлена и главная деталь, подверженная ^восстанавливающейся неисправности – полупроводниковый диод с обозначением на плате 7001 «2АР10» или совсем без обозначения, если речь идет о плате тестера YX-360TRD и его разновидностей (которых тоже хватает).
На рисунке 3.5 представлен вид на диод в аналоговых тестерах 7001 и 7002, подлежащий замене.
Рис. 3.5. Вид на диод в аналоговых тестерах, подлежащий замене
И в том, и в другом случае полупроводниковый диод на плате тестеров можно заменить на КД521-КД522 с любым буквенным индексом. После такой замены некорректности показаний тестера я не заметил, с учетом того, что со «штатным» диодом класс допуска отклонений показаний таких моделей невелик, поскольку предназначены они в первую очередь для удовлетворения простых надобностей в измерениях (не сравнишь даже с Ц4317, некогда популярным среди моих коллег). С учетом рекомендаций данной статьи практикующему радиолюбителю больше нет необходимости тратить время (которое сегодня ценнее всего) на анализ ситуации и поиск неисправностей, поскольку системная неисправность описанного модельного ряда тестеров (и метод ее устранения) выявлена практикой.
Из-за невысокой стоимости я приобрел (в разное время) все описываемые аналоговые тестеры и сегодня могу не только сравнивать их параметры и практическую эффективность, в том числе точность, на примере одних и тех же измерений, но и рекомендовать способ локализации простой неисправности тестера, без устранения которой прибор становится попросту бесполезен. И даже при стоимости 400–700 рублей жалко было хранить его без пользы.
Фантазия активно практикующего радиолюбителя может подсказать и другие варианты усовершенствований популярных стрелочных тестеров. В отличие от столь же дешевых, но цифровых «собратьев» модельного ряда М830 или 838, питающихся от батареи 6F22 типа «Крона», рассмотренные стрелочные служат намного дольше по времени (не прекращают работу от одного источника питания до его замены).
В схемах, где питание мультиметров организовано от батареи типа «Крона» (ее хватает ненадолго: 72–80 часов в непрерывном режиме индикации), при снижении энергоемкости элемента питания 6F22 показания заметно искажаются. В то время как рассмотренные 7001, 7002 и аналогичные работают по году и более даже в режиме активных (частых) измерений.
3.2. Источники питания и разъемы для рабочего уголка универсального назначения
Многие автолюбители рано или поздно сталкиваются с тем, что количество девайсов, подключаемых в машине, растет как снежный ком и приводит к громоздкой конструкции из разных переходников и разветвителей. Неудобно, некрасиво, пожароопасно.
Со временем многие приходят к выводу, что идеальный вариант – это готовый преобразователь 12→5 В с несколькими клеммами, чтобы его можно было спрятать под торпедой, а провода развести куда нужно. И начинают искать варианты, как это сделать, разной степени трудоемкости, стоимости и мощности.
Действительно, кому же нужна «штука», которая втыкается в прикуриватель? И не нужна «штука» с несколькими USB портами; в большинстве случаев – для рабочей лаборатории, рабочего стола как места для экспериментов, ремонта электронной техники – наиболее удобны клеммы, чтобы можно было провода подключить напрямую – без дополнительных разъемов.
Самым оптимальным для меня оказался DC/DC преобразователь PW0530K с клеммой (рис. 3.6.).
Рис. 3.6. Внешний вид моего «уголка», отведенного под источники питания различной мощности, напряжения и предназначения
Данный импульсный источник питания снабжен светодиодным индикатором работы и имеет защиту от перегрузок по току.
Причем можно выбрать преобразователь нужной мощности, так как в широком доступе продаются изделия мощностью от 15 до 350 Вт. С теми же преимуществами удобен и другой имеющийся у меня в наличии преобразователь – DC/DC Mean Well SD-50A-5 (серия SD) и многие другие аналогичные.
Плюсы такого решения очевидны: готовое заводское изделие проверенного бренда (а не самоделка, спаянная на коленке), цена, широкий выбор по мощности, комплекс встроенных защит (от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения, защита от перегрева у моделей SD-350), а также встроенный фильтр помех (что весьма актуально для устройств предназначенных к использованию в автомобильной сети) – все это делает работу радиомастера наиболее удобной и эффективной.
«Обставив» такими источниками питания рабочий стол, можно работать с устройствами универсального назначения, питающимися от широкого диапазона напряжений (постоянного тока). Причем это не только мнение автора по наболевшей проблеме, но и довольно массовая позиция радиолюбителей, высказанная на форумах.
Один из альтернативных вариантов – применение импульсного источника питания Mean Well SD-50A-5 – в радиолюбительских разработках также позволяет реализовать принцип «приобрел и подключил».
Устройство рассчитано на переменное входное напряжение в диапазоне 85-265 В. Выходное напряжение – 5 В с возможностью регулировки. Максимально возможный выходной ток (до срабатывания внутренней защиты) – 3,2 А. КПД источника питания – 74 %.
В моей мастерской этот источник питания работает второй год, что позволяет сказать о нем как о надежном устройстве, обладающем к тому же малыми (79x51x28 мм – длина, ширина высота) размерами корпуса, минимальным числом внешних пассивных элементов «обвязки» и, что немаловажно, возможностью регулировки напряжения в широком диапазоне значений.
Так, на передней панели имеется доступ к движку подстроечного резистора с обозначением на корпусе ADJ. Регулировка выходного напряжения осуществляется в диапазоне 2,0–6,5 В, что весьма удобно для домашней лаборатории, в которой проводятся испытания самодельных конструкций с питанием 3,3; 3,7; 5 и 6 В.
Для наглядности скажу, что именно с помощью такого источника очень удобно проверять, настраивать и ремонтировать сотовые телефоны (номинальное напряжение аккумулятора 3,7 В) и сигнализации на основе GSM-модулей, к примеру, превышение напряжения питания которой свыше 5 В может привести к невосстанавливаемой потере довольно дорогостоящего устройства.
Что касается разъемных соединений вообще, то это отдельная, но не менее важная тема в современных реалиях. Дело в том, что редкий промышленный разъем, который сегодня можно приобрести в готовом виде, безусловно, удовлетворит требованиям радиолюбителя и тем более – мастера.
3.2.1. Недостатки и предложения по выбору/ улучшению разъемных соединений в электрической цепи
Из недостатков отмечу небольшую длину проводки от основного разъема до разъемов-наконечников (длина 20–25 см вряд ли кого вполне устроит), слабое качество самих «китайских» разъемов, не выдерживающих активной эксплуатации (механические части ломаются даже до ста циклов соединений/разъединений контактных групп), невысокая вариативность различных по назначению разъемов в промышленных «жгутах с разъемами» (наверное, это логично и сделано для того, чтобы люди чаще тратили деньги на разные разъемы), качество самих проводов (или слишком малое сечение, не позволяющее использовать удлинители-разъемы при больших токах в нагрузке, или недостатки в качестве провода, связанные с тем, что при температуре уже 0 °C его невозможно применять – провод твердеет и ломается при сгибе (нескольких сгибах в одном месте). Тем более по выше обозначенной причине такой удлинитель с разъемами совершенно не эффективен на улице в мороз (к примеру, для питания «планшета» в автомобиле – пролежав там ночь на холоде, он ломается при сгибе).
В принципе, все то же самое касается удлинителей-разъемов для сетевых и автомобильных адаптеров (в том числе с разъемами типа USB, microUSB) для сотовых телефонов, других устройств и компьютерной периферии.
Все эти факторы свидетельствуют о том, что если нельзя купить готовый, удовлетворяющий конкретного специалиста, разъем, то, очевидно, его можно и нужно изготовить самостоятельно.
Для этой цели потребуется всего ничего: качественный провод из ваших запасов сечением не менее 1 мм2 в жиле и сами разъемы; то и другое можно сегодня приобрести в свободном доступе за небольшие деньги.
На рисунке 3.7 представлен самодельный вариант. Который можно изготовить самостоятельно.
Рис. 3.7. Мои разъемы универсального предназначения
Потребовалась часть от старого китайского разветвителя (к очередному их бесполезному – потому что проработал не более месяца – источнику питания) адаптера, подпаять к ней «магнитофонный» разъем DIN5 и разъем для прикуривателя, а также разъем-переходник клеммник RCA. Разъем RCA, как правило, применяется для передачи аудио– и видеосигналов. Особенность такого разъема в том, что он имеет клеммную колодку, которая позволяет быстро и легко производить монтаж и демонтаж (см. рис. 3.7).
Также разновидность разъема RCA jack, или композит (phono connector, или CINCH/AV connector – в просторечии «тюльпан», «колокольчик», AV-разъем), – суть стандарт разъема, широко применяемый в аудио-и видеотехнике.
По сведениям из заслуживающих доверия открытых источников (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0 % E0 % E7%FA%B8%EC_DIN) разъем DIN, изначально стандартизован Немецким институтом стандартизации (Deutsches Institut fur Normung, DIN), немецкой организацией национальных стандартов.
Существуют стандарты DIN на многие типы разъемов, поэтому термин «разъем DIN», не означает какой-либо конкретный тип разъема, до тех пор, пока не будет указан номер стандарта (к примеру, «разъем DIN 41524»).
В контексте бытовой техники термин «разъем DIN» обычно означает единицу из семейства круглых разъемов, изначально стандартизованных DIN для аналоговых звуковых сигналов. Некоторые из этих разъемов позднее использовались для аналогового видео и для цифровых интерфейсов, таких как MIDI или разъем PS/2 для клавиатуры и мыши ПК.
Оригинальные стандарты DIN на эти разъемы уже трудно найти в печати. Они были заменены равнозначным международным стандартом IEC 60130-9.
Что касается разъемов для прикуривателя, то хотя и они не безупречны, и не могут претендовать на «звание» достаточно надежных электрических соединений, не стоит забывать, что сама конструкция изначально не предусматривала длительной и надежной коммутации относительно больших токов (более 2–3 А).
Сегодня мощность современных подключаемых к разъемам и различным источникам питания электронных устройств такова, что при напряжении 12–15 В ток в электрической цепи достигает 30–40 и более ампер (взять хотя бы «автомобильный чайник» или автохолодильник). Надежность фиксации вилки устройства-потребителя в гнезде прикуривателя может быть обеспечена увеличенным числом прижимных лапок, но сегодня в мире еще не существует единообразного стандарта на такое соединение.
На практике в нештатных вилках присутствуют только подпружиненный центральный контакт и две прижимные лапки массы. В гнезде же площадка центрального контакта может быть расположена глубоко, а может и близко. Пазы для прижимных лапок (даже при их наличии) могут быть расположены не там, где они располагаются на вилке. http://ru.wikipedia.org/wiki/ % CF% F0 % E8 % EA% F3 % F0 % E8 % E2 % E0 % F2 % E5%EB%FC
Сечение самих контактов недостаточно для коммутации больших токов. Из-за вибраций и толчков надежный контакт вилки и гнезда прикуривателя невозможен.
Бывает, что ненадежное соединение искрит, не исключена вероятность короткого замыкания. Я уже не говорю о том, что предлагаемые в магазинах (торговых точках) с ориентацией на разный кошелек потребителя отдельные элементы-разъемы (штекеры и гнезда) имеют и разное качество изготовления. Один начнет нагреваться уже при токе 2 А, другой при токе более 10 А плавится.
По сути, безотказная работа разъема прикуривателя может гарантироваться лишь при пользовании им по прямому назначению – для разогрева спирали вставки (для прикуривания).
Поскольку в автомобильной технике применяются одновременно большое число подключаемых устройств: навигаторы, видеорегистраторы, зарядные устройства для малогабаритных аккумуляторов, телевизоры, рации подчас большой мощности, вопрос о практическом применении различных тройников и разветвителей стоит довольно остро.
Есть еще один достойный внимания (среди прочих) тип источников питания, которые можно активно применять в радиолюбительской практике, – это автомобильные преобразователи (инферторы).
3.2.2. Особенности работы с автомобильными инверторами
Автомобильные инверторы (преобразователи энергии) – полезные устройства, позволяющие подзаряжать аккумуляторы ноутбуков, мобильных телефонов, фотоаппаратов и видеокамер, пользоваться бытовыми приборами и электроинструментами там, где отсутствует возможность подключения к осветительной сети 220 В, – в полевых условиях, на даче, на автомобильной стоянке, в походе, в лесу.
Главное условие для их нормальной работы – чтобы рядом был автомобильный аккумулятор. Инверторы преобразовывают постоянное напряжение 12 В (в диапазоне 11–15 В) или 24 В в большегрузных автомобилях в переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц посредством встроенного импульсного генератора тока, создающего модифицированную гармоническую волну. КПД преобразования инверторов почти 90 %.
Подключение нагрузки к инвертору ведет к естественной разрядке автомобильного аккумулятора, поэтому важно, чтобы инвертор имел функцию автоматического отключения при достижении на входе (клеммах АКБ автомобиля) минимально допустимой величины напряжения 10,5±5В. Поддержание в рабочем состоянии инвертора и АКБ автомобиля длительное время напрямую зависит эксплуатации этой связки устройств, практика которой во многом зависит от периодической подзарядки АКБ автомобиля.
Срабатывание защиты. Как правило, защитная функция автоматического отключения предусмотрена во всех современных инверторах. Если инвертор подает предупреждающий звуковой сигнал, когда АКБ нормально заряжена, то или он перегружен (мощность потребителя высока), или из-за неисправностей проводки между входом инвертора и клеммами АКБ существует большая разница потенциалов (падения напряжения). Также инвертор автоматически отключится при превышении температуры внутреннего радиатора (более 65 °C) и не включится при попытке включить его в обратной полярности (питание на вход) – сработает защита от коротких замыканий.
Предупреждающий звуковой сигнал может появиться при подключении или отключении инвертора от источника питания, а также тогда, когда при подключенном инверторе автомобиль переводят в стартерный режим – напряжение в бортовой сети падает. Эти случаи не являются опасными и признаками неисправности инвертора.
Некоторые полезные рекомендации. Суммарная мощность потребителей на выходе работающего инвертора не должна превышать величину нагрузки, допустимой для данного типа инвертора.
Инверторы с допустимой мощностью потребителя до 200 Вт подключаются с помощью соответствующего разъема к гнезду прикуривателя автомобиля, более мощные модели (свыше 220 Вт) – непосредственно к клеммам АКБ автомобиля с помощью поставляемого в комплекте кабеля большого сечения с аккумуляторными зажимами на конце.
Внимание, важно! Мощность, указанная на упаковке инвертора, весьма относительна, поэтому при покупке лучше выбрать инвертор с большим запасом мощности. Например, купив инвертор с выходной мощностью 350 Вт (рис. 3.8), я был уверен, что его вполне хватит не только для питания ноутбука, но и (при необходимости) на освещение лампочкой накаливания 220 В/60 Вт (как уверял продавец-консультант).
Ни в том, ни в другом случае мои надежды не оправдались. Как при включенном (холостые обороты), так и при выключенном двигателе автомобиля (напряжение на входе инвертора соответственно 12,5 В и 11,8 В) инвертор обозначенную выше нагрузку «не тянул». Срабатывает внутренняя защита, отключающая инвертор. Для приведенной выше нагрузки потребовалось применить инвертор с выходной мощностью (заявленной китайским производителем) аж 450 Вт. То есть для уверенной эксплуатации ноутбука требуется инвертор с заявленной мощностью не менее 450 Вт.
Рис. 3.8. Инвертор Povemate Nod 12/2-350
Разберемся, почему так происходит. На холостых оборотах двигателя (примерно 750 об./мин) мощность автомобильного генератора составит 300–550 Вт (сила тока 20–40 А). При средних оборотах двигателя (20003000 об./мин) выходная мощность примерно 5601400 Вт, что соответствует при номинальном напряжении 12–14 В силе тока 40-100 А.
Только для обеспечения работы двигателя требуется до 60 Вт (ток 4 А) на классическую систему зажигания (до 200 Вт, 14 А – на инжекторах, впрысковых моторах – на электрический бензонасос, форсунки и блок управления). На нужды остальных потребителей «зарезервировано» на холостом ходу 140–280 Вт (максимум 20 А).
Вот этим «резервом» и может питаться инвертор.
При увеличении оборотов двигателя до 2000 (и выше) мощность генератора быстро возрастает, но так питать инвертор, постоянно газуя (с перерасходом топлива), не выход из положения.
Если мощность инвертора (например, из-за мощности нагрузки) превысит мощность генератора, разница в энергии покрывается за счет собственных «запасов» аккумулятора, а они не вечны.
В крайнем случае потребитель может некоторое время использовать двигатель автомобиля для подпитки аккумулятора на холостом ходу, а «в идеале» для подпитки не должен включать двигатель вообще.
При длительном (более 2 ч) подключении инвертора (и устройства нагрузки) к аккумулятору (при неработающем двигателе) последний заметно разряжается. В этом случае потребуется примерно раз в 2 ч производить принудительный запуск двигателя и дать ему поработать на холостом ходу 10–15 мин. При этом (как после любого сильного разряда) заряд АКБ будет осуществляться от генератора автомобиля током 30–40 А, что систематически делать нежелательно для сохранения АКБ.
Для примера в таблицах 3.1 и 3.2 представлены расчетные значения времени разряда АКБ в зависимости от мощности потребителя энергии (на примере полностью заряженной среднестатической АКБ СТ-55, номинальной емкостью 55 А/ч).
Лучше сначала подключить инвертор к аккумулятору авто, а уже затем подключать к нему нагрузку.
Таблица 3.1
Расчетное время разряда АКБ до предельно допустимой величины (10,5 В) при подключении к розетке прикуривателя потребителя с мощностью 170 Вт
Таблица 3.2
Расчетное время разряда АКБ до предельно допустимой величины (10,5 В) при подключении непосредственно к клеммам АКБ потребителя с мощностью 200–550 Вт
На автомобильные аудио-, видеосистемы инвертор может оказывать помехоактивное воздействие.
Для его локализации (если аудио-, видеотехника питается от бортовой сети 12 В) потребуется установить дополнительный фильтр – ограничитель помех по ВЧ.
Случаи из практики. Недавно в моей иномарке произошел такой случай: из-за вибрации нарушился контакт между гибким проводником и выводом пьезоэлектрического капсюля, и, поскольку это случилось в важней системе жизнеобеспечения автомобиля, инцидент сразу повлек мое некомфортное состояние.
Поскольку до места, где можно было бы подключить паяльник к сети 220 В, было очень далеко, а неисправность требовала немедленного устранения, пришлось привлечь на помощь смекалку. Пришлось соединить контакты (в скрутке вывод капсюля и соединительный проводник) и нагреть место соединения пламенем зажигалки в течение 1 мин. Если возможности для скрутки нет, надо плотно приложить контакты друг к другу и затем нагреть пламенем.
Самая большая температура огня – на самой высокой точке пламени. После нагрева еще в течение 2–3 мин в месте соединения контакты надо держать прижатыми (лучше прижать пассатижами).
Практика показала, что такое соединение не поддается разрыву (не хуже, чем при помощи олова и канифоли). Во всяком случае в полевых условиях лучше этого метода нет. Разве что возите с собой в машине паяльник (канифоль, паяльную кислоту и припой) и рассмотренный выше инвертор.
К примеру, преобразователем мощностью 450 Вт (стоимость до 1000 руб.) можно (при выключенном двигателе автомашины) питать ноутбук, и ограниченное время использовать его в качестве источника питания для паяльника.
Нагрузка для инвертора должна быть активной (постоянного характера, не реактивной, с индуктивностями или импульсным трансформатором на входе).
Внимание, важно! Поэтому по логике предназначения разных разъемов, исходя из собственного опыта рекомендую шире использовать в радиолюбительской и профессиональной практике гибриды собственного изготовления из промышленных образцов в части разъемов, и особенно клеммные колодки, которые, на мой взгляд, в соответствии со своей разновидностью форм и предназначений пока являются наиболее надежными устройствами для коммутации электрических соединений.
3.3. Настройка-регулировка шумоподавителя портативной радиостанции TLKR-T3
У довольно популярной портативной радиостанции Motorola TLKR T3 при всех ее достоинствах (вес 73 г – без элементов питания, реальная надежная связь на открытой местности 2 км, работа на небольшой мощности 0,5 Вт в «разрешенном» диапазоне 446 МГц, ценовой диапазон – до 1 тыс. рублей за комплект и др.) есть один существенный недостаток. Редкая рация «доживает» до 1 года активной эксплуатации. Причем неисправность всегда часто проявляется одна и та же – отсутствие приема на одной из радиостанций комплекта.
Поскольку Motorola TLKR T3 не имеет регулируемого шумоподавителя, этот существенный недостаток полезного устройства становится препятствием для ее использования по назначению. Но недостаток можно быстро устранить, вернув устройство в нормальный режим, о чем и пойдет речь далее. А заодно рассмотрим и еще несколько возможных вариантов усовершенствования этой модели. Motorola TLKR T3 до сих пор активно продается. Она способна работать до 20 часов без смены элементов питания.
Дополнительный интерес к данному модельному ряду вызывает и тот факт, что сегодня комплект раций Т3, бывший в употрбелении или залежавшийся на складах, если повезет, можно купить всего за 600–700 рублей.
Motorola выпускает довольно много станций для «местной» радиосвязи. И по многим признакам под маркой Т3 выпускалось несколько разных конструкций (с изменениями в печатной плате, не нарушающими принцип работы устройств). В инструкции имеется запись, что производитель вправе менять конструкцию без предупреждения потребителей.
Модель TLKR T3 отличается от собратьев особо оригинальным корпусом «с завитушками» (рис. 3.9); за эти «ухи» рацию удобно подвесить на карабин (на пояс или рюкзак), что уже неоднократно отмечали туристы как удобную функцию для переноски (см. сравнительную таблицу).
Рис. 3.9. Внешний вид оригинального корпуса Motorola TLKR T3
В «ухо» внутри корпуса встроена сама антенна рации. Таким образом, в модели Т3 нет ничего, что могло бы цеплять пусть и небольшим, но все же выступающим штырем антенны (как в моделях Т4, Т6, Т8). Такое «антенное» решение вовсе не препятствует устойчивой связи модели Т3, работающей на частоте 446 МГц и шагом 12,5 кГц (с максимальной мощностью 0,5 Вт) на расстояние 2 км в открытой сельской местности, что подтверждаю реальными испытаниями, проведенными мною в Верховажском районе Вологодской области летом 2013 года.
Итак, автоматический (нерегулируемый) шумоподавитель в некоторых случаях слабого приема можно счесть недостатком, но и исправить его несложно.
Для этого надо разобрать станцию, открутив по два самореза со стороны покатых закруглений – «ушей» (на корпусе устройства они закрыты пластиковыми заглушками) и один саморез в батарейном отсеке. После этого корпус Motorola TLKR-T3 раскрываем на две части и получаем доступ к печатной плате и непосредственно к органам управления (см. рис. 3.10).
Рис. 3.10. Портативная радиостанция Motorola TLKR-T3 с раскрытым корпусом
На печатной плате Motorola TLKR-T3 надпись Uniden. Переворачиваем печатную плату на другую сторону и имеем вид, представленный на рисунке 3.11.
Рис. 3.11. Вид на печатную плату со стороны расположения основных элементов
На плате виден подстроечный резистор с обозначением (на плате) RT03. Его и будем крутить. При повороте движка резистора по часовой стрелке чувствительность шумоподавителя уменьшается, и он «пропускает» фоновую радиопомеху (в динамической головке слышен акустический шум).
Эта информация, по моей задумке, пригодится всем, кто не имеет электрической схемы данной модели (в открытых источниках она не представлена) или времени на ее изучение.
Таким образом, в случаях неустойчивой связи, к примеру когда надо осуществлять радиообмен «любой ценой» и от него зависят здоровье и сама жизнь (в горах, турпоходах, при потере ориентации в неизвестной местности), корректировкой сопротивления этого подстроечного резистора (потребуется миниатюрная отвертка с «лопаткой» 1 мм) можно улучшить чувствительность в эфире и принять важное сообщение. Такая же возможность имеется и программно. После включения радиостанции последовательным нажатием кнопки «Меню» переходят в режим «Монитора», выбирают/ подтверждают его нажатием тангенты RTT, и шумоподавитель «автоматически» отключается. Но эта опция, доступно описанная в инструкции, не выполняет задачи тогда, когда надо не отключить, а подстроить шумоподавитель. И для этого удобно пользоваться рассмотренным выше методом – принудительной регулировкой подстроечного резистора с обозначением на печатной плате RT03.
Внимание, совет! Кстати, тем, кто будет разбирать это устройство на запчасти, особо рекомендую динамик SP487 16 Ом, 0,2 Вт. Такие же применяются в «портативках» более высокого класса, к примеру Kenwood TH-F7, Yaesu VX-6R и других.
В качестве рекомендации предлагаю снять с микрофона защитную наклейку. После такой доработки акустическая чувствительность становится намного лучше (по сравнению со второй рацией комплекта).
Об устранении часто возникающей неисправности. Часто встречающаяся неисправность данной модели выражается в том, что одна из радиостанций комплекта перестает принимать сигнал с другой; просто тишина в динамике. Соответственно, на приемной р/станции не открывается шумоподавитель и на ЖКИ не включается индикатор радиопереговоров. Радиостанция не падала, не «перенапрягалась» от некорректного питания, и все же «шайтан» внутри нее дает о себе знать.
Сия неисправность проявляет себя буквально через полгода-год после приобретения (с начала эксплуатации устройства). Причем замечено, что чем меньше пользуются радиостанцией (она лежит/пылится в «закромах»), тем более велика опасность возникновения данной ситуации, впрочем, довольно просто устранимой.
Здесь важно понимать, что если принудительно-аппаратно включить режим «Монитор» (см. выше), то сквозь фон первую рацию все же слышно. Но долго с таким режимом работать не будешь, садятся батареи, да и просто неудобно. Поэтому рассмотрим все же, как устранить эту проблему.
Используя в качестве генератора сигналов первую станцию, периодически включаемую на передачу, осциллографом обнаружил, что сигнал пропадает после фильтра ПЧ 450 кГц с маркировкой CQ WM50HTV (см. рис. 3.11 – черный прямоугольник в центре).
Проверить эту версию можно и без осциллографа, буквально «на коленке». На приемной станции поверните по часовой стрелке резистор шумоподавителя (см. выше) до появления шумового эффекта («фона радиоэфира») и нажмите на передающей тангенту вызова. Если вызов/речь проходит на фоне шума – значит неисправность выявлена верно и пропайке/замене подлежит фильтр ПЧ.
После его замены шум в несколько раз возрастет, поэтому надо будет снова подрегулировать подстроечный резистор с обозначением RT03.
Далее, после однозначного обнаружения источника проблемы, можно пойти даже тремя путями. Первый – пропаять контакты фильтра на печатной плате (с обратной стороны – см. рис. 3. 10), второй – заменить фильтр.
В этом случае ФПЧ 450 кГц можно не только приобрести, но и выпаять из плат радиотелефонов; такие встречаются в старых сотовых телефонах Nokia 630 («устаревшего» стандарта NMT450), современных сотовых телефонах GSM-форм фактора (даже по два), радиотелефонах, приемниках, а также в брелке-пейджере (с обратной связью) от сигнализации «Аллигатор» (возможно, не только в этих моделях).
Третий путь таков. Если совсем негде взять WM50HT, а дело не терпит, вместо ФПЧ временно можно поставить неполярный конденсатор емкостью 1000–1500 пФ. В этом случае снизится чувствительность, но работать будет.
Бывает и по-другому. В режиме приема из динамика слышен «фоновый шум» тракта ВЧ. При этом сигнал с первой (передающей) станции не выключает, а, наоборот, включает шумоподавитель на приемной (получается обратный рассмотренному выше эффект). Сама же неисправная (тестируемая) радиостанция нормально работает на передачу. Если ФПЧ заведомо исправен/проверен, то в этом случае проблема в некорректной регулировке подстроечного резистора, что также устраняется просто.
На рисунках 3.12 и 3.13 представлены иллюстрация регулировки и внешний вид подстроечного резистора RT03.
Рис. 3.12. Практическая регулировка подстроечного резистора RT03
Рис. 3.13. Внешний вид подстроечного резистора вблизи
Подобная проблема весьма характерна для многих портативных радиостанций такого класса и разных моделей под маркой «Моторола».
Восстанавливать таким образом эти портативные станции имеет смысл хотя бы потому, что у них очень достойная чувствительность (относительно некоторых других станций).
3.4. Адаптер-индикатор для управления периферийной нагрузкой на примере доработки детских игрушек
В ряде случаев бывает необходимо использовать импульсный сигнал невысокой мощности для световой или звуковой сигнализации, а также для управления более мощной нагрузкой, в том числе в осветительной сети 220 В.
Примерами такого подхода могут быть детские игрушки, современные электронные «гаджеты» с низковольтным питанием от батареек в диапазоне 3–6 В, разнообразные радиолюбительские «самоделки». О простейших детских игрушках надо сказать особо.
Собачонка, изображенная на рисунке 3.14, выполняет лишь одну «запрограммированную» в нее производителем функцию: лает голосом, похожим на собачий, если невдалеке (1–3 метра, в пределах небольшой комнаты) громко хлопнуть в ладоши (или, к примеру, стукнуть собачку об пол).
Рис. 3.14. Фото детской игрушки, реагирующей на звук-хлопок
Разобрав «собаку», я увидел микропроцессор в «залитом» компаундом виде, звуковой капсюль, усилитель тока на транзисторе, отсек для элементов питания LR144x3 (эквивалентное напряжение 4,5 В), электретный микрофон и включатель. При проверке транзистор оказался биполярным с n-p-n проводимостью.
Поскольку маркировка не нанесена, ответственно утверждать о его параметрах невозможно. С учетом звукового капсюля (также без маркировки) с видимой через прозрачную мембрану обмоткой (ее сопротивление постоянному току 16 Ом) можно согласиться с тем, что такой транзистор способен управлять током в 300 мА.
Чтобы разнообразить детские впечатления от этой простой игрушки, я добавил в нее мигающий светодиод, чтобы во время звучания лая голова «собаки» светилась (перемигивала). Для этого была собрана электрическая схема, представленная на рисунке 3.15.
Рис. 3.15. Электрическая схема для световой сигнализации игрушки
С выхода простейшего микропроцессора импульсы напряжения звуковой частоты с амплитудой примерно 3,3 В поступают через резистор R1 на базу биполярного транзистора VT1. Тем не менее на практике установлено, что размах напряжения на его коллекторе на несколько вольт больше, чем напряжения источника питания (батарей). По этой же причине и громкость «лая собаки» весьма радует ребенка.
Стабилитрон VD2 и оксидный конденсатор С1 необходимы соответственно для стабилизации и аккумулирования напряжения и для мигающего светодиода HL1; после окончания «звуковой программы лая» благодаря этой цепи, а главным образом – конденсатору С1, светодиод еще будем мигать примерно 6–8 секунд. Время инерции здесь зависит от емкости С1.
Схему доработки можно собрать на небольшом участке перфорированной платы и спрятать в тот же игрушечный корпус.
Резистор R2 ограничивает ток через светодиод, защищая последний, а диод VD1 выпрямляет импульсы звуковой частоты и дополнительно служит элементом развязки стабилизационного каскада, реализованного на КС168А и конденсаторе С1.
Перспективная польза от такой идеи в том, что почти аналогичным образом можно вместо мигающего светодиода подключить оптопару для управления нагрузкой, питающейся, в свою очередь, от осветительной сети. Таким образом, не создавая какой-либо новой схемы (устройства), используя уже готовую, можно сделать разнообразные автоматические устройства, реагирующие (в данном случае) на звук в виде хлопка. А такое доработанное устройство вполне может управлять уже «не игрушечным» периферийным устройством нагрузки. Таким образом, экономия времени и радиоэлементов очевидна.
В качестве BF1 можно использовать динамический капсюль с электромагнитной системой, или капсюль типа НСМ (и аналог без встроенного генератора), тогда ток в цепи еще более уменьшится, но громкость звучания будет не такой сильной.
На месте VT1 можно использовать не только биполярный, но и составной или полевой (МОП-транзистор), к примеру КП501, КП505, ZVN2120.
Для выбора оптопары нужно заглянуть в проверенный справочник. В нашем случае вполне подойдет симисторная одноканальная оптопара, управляемая напряжением 1,2–1,5 В при входном токе 10 мА и параметром напряжения коммутируемой цепи до 260 В, к примеру, АОУ163А в шестивыводном корпусе DIP6.
Она состоит из инфракрасного AsGaAl светодиода и кристалла высоковольтного фоточувствительного симистора, рассчитана на коммутацию переменного напряжения в силовой цепи с током до 100 мА. Цена такого радиоэлемента невысока – до 50 рублей.
Расположение (цоколевка) выводов представлена на рисунке 3.16.
Рис. 3.16. Цоколевка (расположение выводов) оптопары АОУ163А
В этой типовой схеме элементы R и С являются цепью защиты симистора, а нагрузка подключается вместо йогр, последовательно с симистором.
Эта типовая схема включения взята с сайта http:// www.may.ru/otcomp/optorele/docs/lprac.pdf.
Можно подобрать и другую, более мощную оптопару для управления силовыми цепями, к примеру МОС3030, МОС3063 или аналогичные; подобрать по тому же принципу.
Но здесь кроются интересные особенности. Если собрать схему согласно рисунку 3.17, то есть на вход оптопары (выводы 1 и 2 – вход согласно рис. 3.14) подключить параллельно мигающему светодиоду, а выход (выводы 4 и 6 – безотносительно полярности) – к силовой цепи (рис. 3.17), устройство работает не корректно: включается по звуковому сигналу от микроконтроллера («лаю») и остается во включенном состоянии. И причина здесь не совсем в стабилизационной цепи VD2, C1.
Рис. 3.17. Подключение симисторной оптопары МОС3063 без дополнительного симистора
Это подтверждается тем, что если собрать дополнение к такой схеме с добавочным симистором ТС106-10 (как вариант ТС112-16) – в соответствии с рис. 3.16, тогда устройство будет работать нормально и безупречно управлять мощной нагрузкой. Надо понимать, что мощная нагрузка (к примеру электролампа) в цепи ТС106 подключается последовательно с ним.
3.5. Устройство, заглушающее сотовую связь в радиусе 10–20 метров
Портативный подавитель сотовой связи «Скорпион PS TG-120A-Pro» (см. рис. 3.18) предназначен для подавления стандартов сотовой связи, таких как GSM 900/ 1800 и сети третьего поколения 3G, а также стандартов цифровой передачи данных: Wi-Fi и Bluetooth.
Рис. 3.18. Внешний вид «Скорпион PS TG-120A-Pro»
В таблице 3.3 представлены параметры устройства, заглушающего сотовую связь.
Таблица 3.3
Параметры устройства, заглушающего сотовую связь
Подавитель можно использовать для защиты от любого скачивания информации как по сетям мобильного Интернета GPRS/EDGE/3G, так и по каналам Wi-Fi и Bluetooth. Таким образом, подавитель обеспечит защиту от передачи информации по каналам Интернет на удаленный компьютер, а также утечку информации за пределы помещения.
3.5.1. Практика применения устройства
Устройство «Скорпион PS TG-120A-Pro» как подавитель сотовой связи уместно применять в помещениях малого и среднего размера, где использование сотовых телефонов нежелательно, или для обеспечения рабочей обстановки во время проведения переговоров, совещаний и т. д. Подавитель с легкостью поместится в сумке или дипломате, а также его можно носить на ремне. Он обеспечивает работу от встроенного аккумулятора продолжительностью до 90 мин. Встроенный аккумулятор и небольшие габариты подавителя позволяют использовать его в качестве переносного.
Имеется возможность выбора диапазона подавления при помощи микропереключателей на корпусе устройства.
Большой радиус действия до 15 м и возможность подзарядки в автомобиле (использования бортового питания автомобиля через прикуриватель при работе прибора), наличие вентиляционных отверстий в устройстве для организации непрерывной работы прибора делают его универсальным средством для обеспечения информационной безопасности.
3.5.2. Принцип работы устройства
Подавитель «Скорпион PS TG-120A-Pro» прост и удобен в эксплуатации. Устройство работает по принципу создания помех в диапазоне частот: GSM 900 (925960 МГц), GSM 1800 (1805–1880 МГц), 3G (21102170 МГц) и Wi-Fi/BT (2400–2500 МГц).
Для организации работы устройства необходимо перед использованием зарядить аккумулятор, подключить к нему питание (либо от сети 220В, либо от прикуривателя автомобиля), присоединить антенны, выбрать нужный диапазон частот подавления и включить устройство.
Устройство сконструировано по принципу генератора качающейся частоты в качестве ГУН. В качестве генератора помех применяется генератор синхросигналов на частоту 45 МГц. Порт гетеродина, являющийся РЧ-входом (радиочастотный вход), подсоединяется к антенне с резонансной частотой 900 МГц, а РЧ-выход сначала соединяется с усилителем сигнала, который повышает выходную мощность устройства на 15–16 дБ. После этого усиленный сигнал подается на выходную антенну.
Частоты получаемого и отправляемого сигналов всех мобильных телефонов, работающих на частоте 900 МГц, всегда различаются между собой ровно на 45 МГц. Также это подавляющее устройство может быть использовано для предотвращения взрывов самодельных бомб, которые детонируют с помощью сигнала обычных звонков мобильных телефонов, что делает его применение поистине универсальным.
Подобное промышленное устройство можно изготовить и самостоятельно. Электрическая схема представлена на рисунке 3.19.
Рис. 3.19. Электрическая схема устройства подавителя сотового телефона в радиусе нескольких метров
3.6. Что можно сделать из устройства распыления запахов
Бытовой прибор с фэн-системой производства КНР модели SCJ-IC-163 появился в продаже совсем недавно. Он представляет собой устройство на двух батареях (элементах) типоразмера AAA LR06 с номинальным напряжением 1,5 В каждая, включенных последовательно в электрическую цепь; таким образом, эквивалентное напряжение в цепи составит 3 В.
В устройстве имеются включатель питания и электромотор (электродвигатель с крыльчаткой). Сам электродвигатель достоин отдельного описания, поскольку может с успехом применяться и в других конструкциях, включая радиолюбительские самоделки. При номинальном напряжении питания 3,3 В электродвигатель автономной фэн-системы SCJ-IC-163 потребляет ток 56 мА.
Проведенный в июне 2013 года (авторский, практический) краш-тест показал, что свежих алкалиновых батарей хватает на 8 часов беспрерывной работы; затем скорость вращения электродвигателя (крыльчатки, распыляющий интектицид) заметно уменьшается.
Высота электродвигателя китайского производства (без надетой на его ось крыльчатки) всего 6 мм. А акустический фон, замеренный шумомером DWR401 во время экспериментов, на расстоянии 50 см от фэн-системы составил 35 дБ. Вместо указанных элементов питания можно применять и аккумуляторы такого же типоразмера (их эквивалентное напряжение будет чуть меньше 2,4 В и вентилятор электродвигателя будет вращаться медленнее).
Рис. 3.20. Внешний вид устройства фирмы Johnson & Son производства КНР модели SCJ-IC-163
Рис. 3.21. Устройство со снятой крышкой корпуса
Все это в совокупности позволяет говорить о возможном применении устройства как на природе (против комаров), так и в быту (установка на рабочий стол рядом с человеком – для отпугивания летающих насекомых).
Рис. 3.22. Вид на устройство внутри фэн-системы
Корпус устройства неразборный, поэтому изделие не ремонтопригодно. На корпусе устройства имеется клипса, с помощью которой SCJ-IC-163 можно носить на поясе (на одежде).
Отработанный картридж также заслуживает внимания, поскольку является объектом для новых перспективных идей. Он представляет собой диск с инсектицидом против комаров и других летающих насекомых. Инертная основа (PET) картриджа (сменного диска) пропитана специальным веществом – метофлутрином (31 %-й раствор в воде). Это химическое средство практически без запаха, тем не менее попадание его в глаза, на кожу рук может привести к неприятным последствиям. Работать со сменными картриджами, особенно новыми (свежими, из упаковки), следует с особой осторожностью. В аннотации к устройству сказано, что попадание в воду частиц метофлутрина может привести к ее заражению (непригодности для питья, умывания) на длительное время.
На рисунках 3.21 и 3.22 представлена фэн-система в открытом виде.
Но все эти предостережения почти теряют свою актуальность, когда картридж «высыхает», становится для человека и животного совсем не опасным. Тогда с ним можно работать относительно спокойно (безопасно).
Один картридж рассчитан на 12 часов непрерывной работы (с вентиляцией и доступом воздуха) и (или) сохраняет свои инсектицидные свойства в течение 14 дней после вскрытия герметичной упаковки; затем подлежит замене и утилизации.
Рис. 3.23. Вид на «штатный» картридж, установленный в фэн-системе
Чтобы заменить/установить новый картридж, откройте переднюю крышку устройства и вставьте в него (рис. 3.21) картридж – оранжевой стороной вниз, затем закройте крышку до фиксации (на защелку). При замене картриджа необходимо соблюдать технику безопасности – не прикасаться к диску, пропитанному инсектицидом, не допускать к нему детей и животных.
Рис. 3.24. Электрическая схема узла задержки времени выключения
Модель фэн-системы SCJ-IC-163 производят в КНР фирма Johnson&Son («Джонсон и сыновья»).
3.6.1. Принцип работы – новое решение
В моей практике устройство нашло применение не совсем по назначению.
Сначала я хотел применить «классическую» схему мультивибратора с таймером КР1006ВИ1.
Из справочных данных известно, что популярный таймер КР1006ВИ1 работоспособен в интервале питающего напряжения 4,5-16 В. Родилась идея попробовать данное устройство под управлением микросхемы КР1006ВИ1 (максимальный выходной ток 200 мА) с питанием 3 В.
Итак, была собрана схема (рис. 3.24) и электродвигатель (с соблюдением полярности) подключен к выводам 3 и 1 микросхемы DA1.
Конденсатор С1 с подключенным к нему резистором R2 образует времязадающую цепь, определяющую длительность времени включения электромотора М1.
При включении фэн-системы SCJ-IC-163 оксидный конденсатор С1 заряжается через резисторы R1, R2; в это время на выводе 3 DA1 поддерживается напряжение, близкое к Un.
Когда на обкладках С1 напряжение достигнет уровня 2/3 Un (это произойдет примерно через 12 мин), таймер переключается и на обмотке электродвигателя напряжение близко к нулю; он прекращает работу. При этом внутренний транзистор микросхемы DA1, подключенный коллектором к выводу 7 (кто интересуется – см. схему на дискретных элементах, аналог КР1006ВИ1), открывается и шунтирует цепь R2C1 на общий провод. Таким образом, тот же конденсатор С1 разряжается через резистор R2 до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет уровня 1/3 Un. Как только это произойдет, таймер опять переключается, и цикл начинается заново.
В таком исполнении электродвигатель не расходует энергию батарей постоянно, а лишь периодически, включаясь каждый час на 3–4 минуты (затем автоматически отключаясь примерно на то же время). Это позволяет экономить батареи и ресурс сменного картриджа, то есть продляет работу «противокомариной» фэн-системы примерно в 2 раза от начальных условий (8 часов с одним комплектом батарей – см. выше).
Диапазон времени активной работы вентилятора и паузы в работе можно корректировать, изменяя значения элементов времязадающей цепи R1, R2, C1. При увеличении сопротивлений резисторов и емкости конденсатора время задержки отключения «обдува» увеличивается.
Однако исходя из результатов практического эксперимента, можно констатировать, что микросхема КР1006ВИ1 в приведенной электрической схеме не работает при напряжении питания 3 В.
Поскольку у меня на этот счет были сомнения, на всякий случай я попробовал установить в ту же схему три разные КР1006ВИ1 (из одной партии). Ни одна микросхема меня в данном смысле не порадовала.
Поэтому я применил ультраэкономичную версию таймера 555 (программируемого прецизионного таймера– как его нарекли специалисты) ZSCT1555N8TA фирмы Zetex Lnc. Она полностью взаимозаменяема с КР1006ВИ1 в схемах, где организовано питание от 1 до 6 В – совместимость по выводам с таймерами серии 555.
Микросхема-аналог – ZSCT1555N8TA, экономичная версия популярнейшей 555 серии с минимальным напряжением питания 0,9 В (постоянный ток); при этом собственный ток потребления всего 74 мкА (5 мА – у КР1006ВИ1). На рисунке 3.25 представлен внешний вид ZSCT1555N8TA; она производится в корпусах SOIC-8 (ZSCT1555N8TA) и DIP-8 (ZSCT1555D8).
Рис. 3.25. Внешний вид ZSCT1555N8TA
Таким образом, таймер ZSCT1555 может питаться и от 3 В, значительно продлевая срок службы батарей (или батареи, поскольку в перспективе можно питаться и от дискового элемента CR3032 или аналогичных). Как и все таймеры 555-й серии, микросхема способна формировать точные по времени задержки сигналов или генерировать сигналы различной формы и длительности.
Максимальное напряжение питания 6 В, в совокупности со сверхнизким энергопотреблением 74 мкА, позволило дать максимальный выходной ток (в данном случае равен втекающему и вытекающему) 150 мА. С учетом того, что вентилятор будет включаться периодически и ток потребления «плоского» китайского электродвигателя 55–56 мА, данное устройство вполне работоспособно. Для тех радиолюбителей, кто захочет позаботиться о «сверхнадежности» описываемой конструкции, предлагаю дополнить ее простым токовым ключом (усилителем тока) на одном транзисторе.
Температурный диапазон ZSCT1555N8TA вполне совместим с диапазоном батарей-элементов питания: -20…+100 °C.
Электрические характеристики (параметры) таймера ZSCT1555N8TA взяты из источника: http:// terraelectronica.ru. Его применение может быть перспективно и в других разработках портативных устройств с низковольтным питанием.
Плата для такой доработки фэн-системы не нужна. Микросхему и элементы «обвески» размещают в том же корпусе фэн-системы.
3.6.2. Аромат духов с некоторым участием электроники
Поэкспериментировав с периодичностью включения фэн-системы, я пошел дальше и попробовал замену картриджа… каплей спрея-«антигадина» для кошек (рис. 3.26).
На практике оказалось, что для того, чтобы отвадить кошку от несанкционированного туалета, вполне подходит устройство SCJ-IC-163. Несколько впрысков аэрозоля на «сухой» (использованный) «антикомарный» картридж, и последующее включение SCJ-IC-163 в режим вентиляции заставляют домашнего любимца уйти с места, куда он привык ходить «несанкционированно» (вне основного туалета).
Рис. 3.26. Спрей-лосьон для кошек «Биовакс» – «Гадить? Нет!»
Разумеется, по аналогии можно «распылять» в воздух не только «антигадин» (для кошек, собак и медведей), но и – при необходимости – более приятные ароматы, к примеру духи из «пробника» объемом 5 мл. Для этой цели подойдут уже давно высохший «проти-вокомарный» картридж или картонная пластинка (по его размеру, образу и подобию), на которые капают 34 капли концентрата духов.
Периодическое включение «на обдув», организованное с помощью электроники и здравого смысла, дает китайской фэн-системе новую жизнь для широкого применения в быту.
Функциональные особенности фэн-системы в этом случае позволяют носить его на ремне (открыто или скрытно – под одежной на выпуск) и распространять, распространять, распространять дивную свежесть, поднимая настроение окружающим и привлекая к себе внимание.
Особая перспектива возможного применения – для привлечения противоположного пола (кому это надобно).
3.7. Как сделать скан в автомобиле и там, где нет сети 220 В
Многофункциональное устройство, состоящее из принтера и сканера (далее – МФУ), полезно не только на рабочем или офисном столе. В моей практике возникают случаи, когда требуются принтер и сканер буквально «здесь и сейчас»: при походе в госучреждения, для оформления копий документов такое устройство в современной жизни, насыщенной почти ежедневной борьбой с чиновничьим аппаратом, становится попросту незаменимым. С его помощью можно делать ксерокопии и сканировать документы перед отправкой их по электронной почте. Особенно актуальна такая возможность при «апгрейде» систем домашнего оборудования (компьютерной периферии), когда старый, исправно работающий принтер (МФУ) заменяется более современной моделью и остается «не у дел». Так вот, с учетом небольшого веса принтера-сканера F2180 и возможности переноски ему вполне можно подарить новую жизнь.
Но вот проблема: как включить МФУ там, где нет сети 220 В?
Почти все такие устройства бытового предназначения питаются переменным напряжением от осветительной сети 220 В с частотой 50 Гц.
Рис. 3.27. Внешний вид МФУ, установленный в автомобиле
МФУ HP Deskjet модели F2180 (внешний вид на рисунке 3.27) питается от сети 220 В через адаптер, дающий два модифицированных выходных напряжения, требуемых МФУ: 16 В (максимальный ток потребления в цепи 500 мА) и 32 В (максимальный ток 300 мА).
Вид на заднюю стенку МФУ – разъемы подключения питания и соединительного кабеля от ПК – представлен на рисунке 3.28.
Рис. 3.28. Вид на заднюю стенку МФУ– разъемы подключения питания и соединительного кабеля от ПК
3.7.1. Самое простое решение
На первый взгляд, самое простое решение для обеспечения автономности МФУ в автомобиле (и везде, где нет возможности подключения к осветительной сети 220 В, но есть возможность питания от постоянного напряжения 12–16 В) – подключить его через адаптер-преобразователь 12-220 В, к примеру, модели Porto HT-E-350S DC12V/AC220V 350 Вт (виден на рисунке 3.29).
Его технические характеристики, в том числе форма выходного сигнала– «чистый синус», вполне позволяют это сделать: выходное напряжение: ~220 В ± 5 %, частота выходного напряжения: 50Гц ± 1 %, кратковременная (пусковая) мощность: 600 Вт, КПД: 85 %. Адаптер-преобразователь напряжения имеет защиту от перегрузки, короткого замыкания, перегрева, повышенного/пониженного входного напряжения, хорошо работает при температуре окружающей среды от -10 °C до +50 °C. Имеет принудительное (вентилятор) охлаждение и ток холостого хода (без подключенной нагрузки) менее 0,4 А.
Для рассматриваемых в настоящей статье целей подойдет и другой преобразователь напряжения «постоянное-переменное» 12В/220 В с аналогичными электрическими характеристиками.
Имея выходную мощность 350 Вт, он позволяет решить проблему с питанием разных устройств, подключаемых в салоне автомобиля его владельцем, как-то: ноутбук и планшетный компьютер, мобильный телефон и даже… реальный многофункциональный центр, превращающий автомобиль в мобильный офис.
Но, к сожалению, такие потребители, как электрочайник и кофеварка, не будут работать от данного преобразователя, поскольку потребляют больший ток (и мощность). Таким образом, чтобы «запитать» МФУ в автомобиле, нужно подключить его через рекомендованный и проверенный на практике преобразователь 12-220 В с мощностью более 300 Вт. Но тут встает еще один вопрос: нельзя ли сделать МФУ полностью автономным и не зависимым даже от питания бортовой сети автомобиля?
3.7.2. Практическая организация независимого питания
Оказывается, можно. Для этого надо обеспечить эквивалентное напряжение 10 В (минимальное входное напряжение, при котором преобразователь Porto HT-E-350S DC12V/AC220V эффективно работает и обеспечивает на выходе «сетевое» напряжение и необходимую для питания МФУ мощность). Эксперимент с АКБ 12 В и энергоемкостью 7,2 А/ч (рис. 3.29) показал, что такое возможно.
Рис. 3.29. Преобразователь, подключенный к АКБ СТ1207
Но сам аккумулятор СТ1207 довольно тяжелый, хотя вместо него подойдет и другой, к примеру AGM VRLA Delta DT12012 (12 В, 1.2 А/ч), вес которого всего 300 г. Но… его неудобно крепить на корпусе преобразователя и тем более ни АКБ, ни преобразователь нельзя «втиснуть» в корпус МФУ.
Поэтому для реализации своей идеи я приобрел три пластиковых бокса под пальчиковые батареи (аккумуляторы) типоразмера АА; в каждый бокс входит 4 батареи/элемента, соединенных последовательно. Эти боксы, или как их еще называют «отсеки 4АА закрытые с выключением и с разъемом питания», имеют различные не стандартизированные в единый стиль модификации и обозначения в разных каталогах электронных элементов, поэтому я их названия не привожу. Главное, что в такой батарейный отсек помещаются 4 батареи (или аккумулятора) и эквивалентное напряжение при условия последовательного соединения всех батарей/АКБ в отсеках соответственно составляет 18/14,4 В. Разница вызвана тем, что номинальное напряжение батареи составляет 1,5 В, а аккумулятора того же типоразмера– 1,2 В.
Рис. 3.30. Установка боксов для элементов питания на корпус адаптера-преобразователя
Я ориентировался на то, что в боксы будут закладываться именно Ni-Mh аккумуляторы энергоемкостью 2000 мА/ч; экспериментировал с АКБ фирмы Minamoto. Поэтому и установил 4 бокса (см. рис. 3.28) «с запасом» напряжения.
Особое внимание стоит уделить тому, как крепить боксы – аккумуляторные отсеки к алюминиевому корпусу преобразователя. Действительно, не каждый клей создаст надежное, почти «вечное» соединение двух не легких (с учетом установленных в боксы АКБ) устройств.
3.7.3. И снова о незаменимом клее
Если возникла необходимость склеить две поверхности так, чтобы они выдерживали 120 кг, без моей рекомендации не обойтись, поскольку ни один другой клей не обладает после высыхания столь «мощными» качествами. Он может склеивать даже… камни. Но сегодня
будем склеивать «навечно» пластиковые боксы и адаптер – преобразователь напряжения Porto HT-E-350S.
По техническим характеристикам клеевое соединение эластично, устойчиво к воде и морозу (температуре окружающего воздуха -40 °C) и жаре (+100 °C). Внешний вид тюбика с клеем представлен на рисунке 1.2. в первой главе книги.
Обе склеиваемые поверхности очистите (обезжиривать не обязательно) и нанесите крупную каплю клея толщиной 2–3 мм. Это правило действует даже для не совсем ровных поверхностей (покатая стенка корпуса); именно поэтому капля клея должна быть внушительной (см. рис. 3.31).
Рис. 3.31. Метод нанесения клея на поверхности
Такую каплю надо нанести и на отсек для аккумуляторов. Затем поверхности следует несильно прижать друг к другу, чтобы они взаимопрониклись клеевой массой. Следующим шагом нужно отделить их (разнести) на несколько секунд и опять прижать, выждав 2–3 минуты, сверху поставить утюг. Для качественного прижимания поверхностей также можно применить тиски или струбцину.
Время склеивания – 24 часа.
В течении суток склеиваемые камни должны быть неподвижны; для этого их необходимо жестко зафиксировать. В качестве фиксатора можно применить стяжные пластиковые хомуты, резьбовые соединения (типа струбцин, бытовых тисков) или стяжные металлические хомуты (стяжка под винт – на манер обжима круглых шлангов), а также естественное прижимание сверху более тяжелым камнем – в зависимости от конкретной ситуации и формы склеиваемых частей.
Особенности технических характеристик этого клея поражают воображение.
Связующее вещество – синтетический каучук светло-серого цвета. Состав клея – алфалический растворитель с примесью углеводородов. Срок годности закрытого клея в упаковке – 2 года.
Внимание, важно! Клей огнеопасен, раздражает кожу. При непроизвольном вдыхании паров возможно головокружение. Может оказывать вредное воздействие на водную среду.
На практике я применял Fix-it еще в октябре 2011 года при строительстве загородного дома в Псковской деревне. Расход клея – 1 тюбик на 1 м2.
Кроме того, Fix-it склеивает также и крупные камни. Без преувеличения выдерживает (на разрыв склеенных частей) вес хорошо упитанного человека (120 кг). Такой клей незаменим в автомобиле и везде, где нужно надежное соединение предварительно необработанных частей.
Посредством несложных работ преобразователь Porto HT-E-350S превратился в автономный источник сетевого переменного напряжения 220 В, который можно применять универсально – независимо даже от принтера (МФУ). С учетом того, что на корпусе преобразователя размещены 4 бокса для элементов питания (АКБ) с запасом напряжения, в автономном виде он может работать до одного года – при частоте использования (включения МФУ) один раз в неделю. Это проверено практикой.
В окончательном виде преобразователь с блоком аккумуляторных отсеков представлена на рисунке 3.32.
На рисунках 3.27 и 3.33 показана реальная работа МФУ с реализованной идеей по доработке.
Рис. 3.32. Внешний вид готового автономного источника напряжения 220 В и мощностью 350 Вт
МФУ может печатать и фотографии, что весьма полезно в отпуске (на отдыхе), при условии установленного в МФУ цветного или фотокартриджа. Главное – позаботиться о необходимом количестве бумаги.
Рис. 3.33. Делать копии документов можно теперь везде
Необходимо иметь в виду, что в зимнее время (холодное время года, когда температура воздуха падает ниже +5 °, МФУ необходимо уносить в тепло (домой), чтобы сохранить не только его механические части, АКБ, но и картридж (чернила в нем при отрицательной температуре воздуха меняют свои свойства).