Радиозвонок управляет насосом
Создание устройств дистанционного электронного управления разными аккуратными механизмами было перспективным направлением в радиотехнике ещё во времена моего «пионерского» детства в 1980-е годы. Тогда, под управлением наставников, мы увлечённо собирали такую аппаратуру на дискретных элементах. В большинстве случаев она имела радиус действия 5 — 6 м и наряду с этим чуть умещалась в коробке размерами 300х300×150 мм.
В случае если получалось собрать и настроить хотя бы за полмесяца аппаратуру дистанционного управления моделью катера либо самолёта с дальностью передачи команд на 20 — 30 м, это считалось у нас (10 — 12-летних ребят) громадным успехом.
Не утратило актуальностиданное направление и сейчас.
Но на данный момент это сделать несложнее, по причине того, что возможно не собирать подетально, а купить в магазине готовое устройство передачи сигнала по радиоканалу (посредством ИК-канала, лазерного луча и т.д.), причём за очень «демократичную» цену и подстроить под личные задачи, усовершенствовав его.
Само собой разумеется, приводит к сожалению, что наряду с этим фактически сведена на нет творческая составляющая создания устройства, предполагающая кропотливое вникание в вопрос его функционирования — от разработки до настройки, не только повышающее квалификацию, но и открывающее дверь в глубинные фундаментальные изучения.
Но, иначе, для чего терять время и «мучиться» — создавать устройство с нуля, в случае если возможно усовершенствовать готовое, расширив радиус его действия. Таковой подход приемлем для экспертов либо тех, кому необходимо скоро взять практический итог собственной работы.
Таковы реалии времени, и под них приходится в разумной степени подстраиваться.
Предлагаю читателям к рассмотрению устройство дистанционного управления, действующее по радиоканалу на расстояние более чем 100 м и разрешающее автоматизировать отключение и включение нагнетательного погружного водяного насоса, снабжающего подачу воды в дом, баню, другие строения и хлев приусадебного участка от источника — деревенского колодца.
В базе устройства — купленный в магазине хозяйственных товаров беспроводной радиозвонок ценой 192 рубля.
Попутно увижу, что готовая аппаратура управления насосной станцией (без проводов) стоит более чем 3000 рублей. Выводы делайте сами. Действительно, она способна ещё дополнительно осуществлять непроизвольный контроль давления воды в контуре, в то время, когда оно значительно уменьшается (открывают кран в доме), руководит наполнением резервного бака, а кое-какие модели — и подогревом воды. Но в нашем случае эти функции были излишними.
Электрическая схема приёмников радиозвонков
Электрическая схема приставки
Беспроводные звонки смогут иметь разный внешний вид, но в их составе необходимыми элементами являются приёмник и передатчик радиосигнала. В большинстве случаев, такие беспроводные звонки трудятся на частоте 433 МГц и не создают помех. К тому же мощность их передатчика мелка.
Заявленная производителем в паспорте дальность действия купленного радиозвонка образовывает 50 м. Но на практике это расстояние намного меньше, даже в том случае, если приёмник и передатчик смонтированы в прямой видимости, без каких-либо преград между ними. В большинстве случаев, данный показатель нужно дробить на три.
С повышением заявленной дальности радиозвонков возрастает и их розничная цена.
К примеру, беспроводный звонок с радиусом работы 100 м (в реалии 35 м) стоит уже более 1100 рублей. Но такие покупать и не нужно — так как радиолюбителю, по сути, всё равняется, какой звонок усовершенствовать, развивая его дальность. Исходя из этого разглядим самый несложный — «бюджетный» вариант.
В первую очередь необходимо снять крышку корпуса радиоприёмника, по причине того, что увеличивать дальность действия будем именно на нём. Его антенну трогать не будем, потому, что на частоте радиосигнала 433 МГц её протяженность фактически не воздействует на повышение расстояния работы связки передатчик — приёмник.
На фото представлены приёмники радиосигналов со снятой крышкой — две отличающиеся по внешнему виду модели.
Но схема у них одна (представлена на с. 21), не смотря на то, что выполнение на печатной плате — различное, например, на одном из фото представлен вариант, собранный из дискретных элементов, а на втором — из элементов в SMD-корпусах для поверхностного монтажа.
Вывод 2 микросхемы U1 имеет деятельный большой уровень при поступлении радиосигнала с приёмника (в то время, когда на нём надавлена кнопка).
Выводы 1 и 8 U1 — напротив: большой уровень — в состоянии спокойствия, а низкий логический уровень — при поступлении сигнала управления. Эти два сигнала возможно применять для управления устройствами нагрузки посредством несложной приставки.
Чтобы дистанционное устройство включения насоса трудилось действенно (при первом нажатии на кнопку передатчика подключало насос к сети 220 В, а при повторном нажатии — отключало его), потребуется собрать несложное дополнительное устройство и подключить его к готовой схеме (плате) приёмника промышленного беспроводного звонка.
Усовершенствование приёмного узла
На схеме (внизу) представлена электрическая схема приставки (дополнительного устройства) приёмника беспроводного звонка.
Параллельно лампе накаливания ЕL1 подключают погружной насос (на схеме не продемонстрирован) с соответствующим армированным шлангом, тянущимся к дому от колодца.
Лампа ЕL1 есть дополнительным световым индикатором работы насоса, благодаря ей возможно на расстоянии убедиться в том, что команда от передатчика взята, дистанционное устройство сработало, и насос включился.
Выход приставки подключается к базисной печатной плате приёмника радиозвонка неэкранированными проводами типа МГТФ-0,4 (либо подобными), наряду с этим подключается неспециализированный провод (к минусу питания) и вывод 3 элемента микросхемы DD1.1 (К561ТМ2) к выводу 2 микросхемы CD4069BD (в некоторых моделях D4069UBC).
Отечественные аналоги данных микросхем — КР1561ЛН4 и К561ЛН5.
При поступлении радиосигнала от передатчика (его продолжительность — около 2 с обеспечивается передатчиком-брелоком независимо от длительности действия на его кнопку) на выводе 2 микросхемы CD4069BD (U1) уровень сигнала изменяется с низкого на большой. микросхемы 6 и 7 Выводы U2, являющейся генератором мелодий, подключены к маломощной динамической головке.
Так, чтобы на протяжении передачи сигнала по радиоканалу не включался мелодичный звонок, достаточно порвать печатный проводник от вывода 7 U2 до динамического капсюля. Либо отпаять один из проводников, ведущих к нему.
Электрическая схема передающего узла радиозвонка
Базой приставки есть триггер на одном элементе популярной микросхемы К561ТМ2.
Не вдаваясь в подробности её работы (об этом написано большое количество статей), отмечу основное: в данной микросхеме два D-триггера, содержащих по два входа асинхронного управления S и R. Триггер переключается по хорошему перепаду на тактовом входе С (вывод 3 DD1.1). Наряду с этим логический уровень, присутствующий на входе D, передаётся на прямой выход Q. При большом логическом уровне на входе сброса R триггер обнуляется. Напряжение питания может пребывать в пределах 5…
9 В (об опыте по повышению напряжения питания приёмного узла — ниже).
Сейчас, зная работу микросхемы DD1.1, можно понять неспециализированный принцип работы приставки. При включении питания на вход R DD1.1 в первоначальный момент благодаря разряжённому конденсатору С2 поступает большой логический уровень, что обнуляет триггер — на прямом выходе Q устанавливается низкий уровень напряжения.
Транзистор \/Т1 закрыт, реле К1 обесточено, лампа ЕL1 не горит, насос не работает.
Приблизительно через треть секунды (это обусловлено ёмкостью оксидного конденсатора С2 и сопротивлением резистора R1) первый зарядится практически до напряжения питания, и уровень на входе R (вывод 4 DD1.1) переменится на низкий. Сейчас триггер готов к приёму сигналов по тактовому входу С, имеющему, как направляться из схемы, низкий исходный уровень.
В то время, когда радиосигнал с передатчика из приёмного устройства поступает на вход С микросхемы DD1.1, от схемы дистанционного звонка поступает большой уровень напряжения. Благодаря этого триггер перебрасывается в второе устойчивое состояние — сейчас на его прямом выходе Q большой уровень напряжения. Транзистор VТ1 включает реле К1, а его контакты, со своей стороны, замыкают электрическую цепь питания осветительной лампы EL1 и погружного насоса.
В таком состоянии триггер находится сколь угодно продолжительно, до следующего хорошего фронта импульса на входе С, при поступлении которого (следующего нажатия клавиши на пульте-передатчике) триггер переходит в исходное состояние — осветительная лампа ЕL1 меркнет, насос обесточивается и выключается.
Цепь С2R1 снабжает сброс триггера микросхемы DD1 в исходный режим ожидания при включении питания. Оксидный конденсатор С1 делает функцию фильтрующего элемента по питанию.
Диод VD1 мешает броскам обратного напряжения при включении/выключении реле.
Суммарная мощность коммутируемой нагрузки зависит от параметров электромагнитного реле К1 и в нашем случае ограничивается 350 Вт.
Потому, что количество дискретных элементов приставки маленькое, все они монтируются на участке перфорированной платы размерами 30×40 мм и вместе с соединительными проводами помещаются в штатный корпус приёмника дистанционного звонка в отсек для элементов независимого питания. Для уменьшения действия электрических помех нужно, дабы провода, соединяющие устройство с источником питания и идущие от реле К1 к насосу, имели сечение не меньше 1,5 мм и минимальную длину.
О подробностях
Постоянные резисторы МЛТ-0,25 (МF-25). Оксидные конденсаторы типа К50-26 на рабочее напряжение не меньше 16 В. Остальные неполярные конденсаторы типа КМ-6Б. Микросхему DD1 (К561ТМ2) возможно заменить К561ТМ1 без ущерба для эффективности работы узла, но в этом случае нужно будет изменить схему, поскольку выводы у этих микросхем имеют различное назначение.
Подробную данные о таком варианте замены возможно уточнить в справочниках по современным микросхемам КМОП. Транзистор VТ1 — полевой, с громадным входным сопротивлением. Это разрешает минимизировать ток утечки в состоянии ожидания радиосигнала и фактически не оказывает влияния на выход триггера, не обращая внимания на ограничивающий резистор R2 с малым сопротивлением.
Реле К1 возможно заменить РЭС43 (выполнение РС4.569.201) либо второе, рассчитанное на напряжение срабатывания 4…4,5 В и ток 10…50 мА.
Устанавливать в устройство реле с током включения более 100 мА нежелательно, поскольку управляющий работой реле транзистор VТ1 имеет ограничение по мощности.
Приёмники радиозвонков со снятыми крышками:
а — из дискретных элементов; б — из элементов в SDM-корпусах
Вместо КП540А возможно применить полевой транзистор любой из серии КП540 либо его зарубежные аналоги BUZ11, IRF510, IRF521.
Светодиод НL1 — любой, с его помощью комфортно осуществлять контроль срабатывание реле и замыкание аккуратных контактов. При необходимости элементы НИ и (R3 возможно исключить из схемы без последствий. Дополнительный (в ручном режиме) включатель насоса на схеме продемонстрирован под обозначением SА1.
Катушка L1 — бескаркасная диаметром 4 мм из 1,5 витка посеребрённого провода диаметром 0,8 мм (виток к витку).
Дроссель L2, типа Д-06 с индуктивностью 82 мкГн (микроГенри).
В базисном варианте предусмотрено независимое питание — 2 пальчиковых элемента по 1,5 В. Но в условиях рекомендуемого применения устройства дистанционного звонка оптимальнееосуществлять стационарное питание от стабилизированного источника питания с напряжением 5 В с отклонениями, не превышающими ± 5%. Таким источником возможно, к примеру, стабилизатор на микросхеме КР142ЕН5А.
Ток потребления передатчика в активном режиме — 35 мА. Ток потребления от источника питания приёмного узла в постоянном режиме ожидания не превышает 10 мА и возрастает до 50 мА при включении указанного в схеме реле. При вторых типах реле ток потребления может иметь второе значение.
Внимание, принципиально важно!
Оптимальное напряжение питания приёмника 5—9 В. Повышать напряжение питания приёмного узла не следует, потому, что дальность действия устройства от этого новшества не возрастает (установлено экспериментально доведением напряжения до 12 В).
Сам передатчик, снаружи воображающий собой корпус в виде брелока для ключей, размером со обычный спичечный коробок, в доработке не испытывает недостаток.
Дабы не поменять раз в год аккумуляторную батарею (такую же, какая установлена в большинстве передатчиков-брелоков охранной сигнализации для машин — 12 В, 23АЕ, компания-производитель GP Ultra либо подобная), питание передатчика реализовывают посредством любого промышленного адаптера с выходным стабилизированным напряжением 12 В и током не меньше 0,5 А, к примеру типа ТВ-182-С.
Подстроечная катушка L1 с броневым сердечником в.
Диаметр внешней катушки 4 мм, намотка 5 витков посеребрённого провода диаметром 0,8 мм.
L2 — дроссель типа Д-06 с индуктивностью 82 кГн.
Антенна передатчика хороша детального описания.
Для повышения дальности работы к контакту антенны на печатной плате посредством отрезка провода МГТФ-0,8 (либо подобного) припаивают телескопическую штыревую антенну для радиоприёмников (возможно купить в магазинах). Либо, в крайнем случае, — что несоизмеримо хуже — применять в качестве антенны подобный штатному многожильный провод длиной 350… 400 мм, распушив на его финише, как лепестки цветка, узкие проводники (диаметр «цветка» — 60…80 мм).
Громаднейшая дальность работы с телескопической антенной (на практике) будет в том случае, в то время, когда «телескоп» выдвинут до середины, другими словами на те же 350… 400 мм.
Сейчас при условии рекомендованной доработки антенны в устройстве передатчика удаётся взять дальность работы до 200 м в прямой видимости и дистанционно руководить электронасосом либо второй активной нагрузкой, выбор которой ограничивается параметрами аккуратного реле и фантазией автора.
А.
КАШКАРОВ, г. Петербург
