Схема электронного звонка на УМС7-8: сборка и принцип работы

 Интересная и довольно классическая схема электронного звонка на советской микросхеме УМС7-8. Обычно применялась в дверных звонках и часах, будильниках.

Давайте разберем схему, чтобы вы могли ее правильно собрать.

Что это за схема?

Наличие кварцевого резонатора ZQ1 на 32768 Гц (это стандартная частота для часовых кварцев), эта схема является генератором точной частоты с последующим делением. 

Кварц здесь обеспечивает точную и стабильную высоту тона всех мелодий. Поскольку все частоты для звука получаются делением этой базовой частоты, мелодии не будут "плыть" (как это бывает с RC-генераторами) и всегда будут звучать чисто и одинаково.

Что такое УМС7-8?

УМС7-8 — это не просто генератор, а программируемый генератор звуковых сигналов. Внутри нее, помимо задающего генератора и делителей частоты, находится логическое устройство (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство), в которое запрограммированы последовательности импульсов, формирующие разные мелодии или сигналы.

 Как выбираются мелодии?

Именно для этого на схеме и присутствует переключатель SA2, подключенный к выводам 12 и 13 микросхемы.

-Эти выводы — адресные входы (A0 и A1).
-Подавая на них логический "0" (подключение к общему проводу/"земле") или логическую "1" (подключение к плюсу питания), мы задаем разный адрес.
-Каждому адресу соответствует своя последовательность из ПЗУ, то есть своя мелодия или тип сигнала.

Типичные режимы работы УМС7-8 (в зависимости от комбинации на выводах 12 и 13):

Разбор схемы по компонентам

Давайте обозначим все элементы:

· Микросхема УМС7-8: Это Устройство Музыкального Синтезатора. Цифра 8 в скобках указывает на ее модификацию и содержание определенных мелодий. Она является сердцем устройства.

· Кварцевый резонатор – ZQ1 32768: Задает точную частоту работы генератора - 32768 Гц.

· Транзистор — VT1 KT9725: Усилитель мощности. Он управляет звукоизлучателем (динамиком).

· Динамик — BA1: Воспроизводит звук. Можно использовать любой маломощный динамический громкоговоритель, например, на 8-50 Ом.

· Конденсаторы — C1 68 пФ, C2 47 пФ: Эти конденсаторы необходимы для корректной работы кварцевого резонатора вместе с генератором внутри УМС-7.

· Резисторы — R1 22 кОм, R2 20 кОм: Задают режим работы транзистора VT1 (смещение на базе).

· Переключатели — SA1, SA2:

  · SA1 (подключен к выводам 5 и 6 микросхемы) - включает/выключает питание всей схемы.

  · SA2 (подключен к выводам 12 и 13) - позволяет выбирать разные мелодии.

· Источник питания (1,5...3 В): Схема очень экономичная и работает от низкого напряжения. Можно использовать:

  · 2 батарейки AA/AAA по 1.5 В (итого 3 В)

  · 1 литиевый элемент CR2032 (3 В)

  · 1 батарейку AA/AAA (1.5 В) - схема должна работать, но возможно тише.

Пошаговое руководство к сборке схемы

Важно: У микросхемы УМС-7 есть цоколевка (распиновка)! Не подключайте выводы наугад. Воспользуйтесь документацией (даташит) на УМС-7-8. Ориентируйтесь на номера выводов на вашей схеме (1, 5, 6, 7, 12, 13).

1. Подготовка платы. Возьмите макетную плату (печатную или монтажную с контактными площадками).

2. Установите микросхему. Аккуратно впаяйте микросхему УМС-7-8. Запомните, где у нее первый вывод (обычно помечается точкой или вырезом на корпусе).

3. Пассивные компоненты. Впаяйте резисторы R1 (22 кОм) и R2 (20 кОм), а также конденсаторы C1 (68 пФ) и C2 (47 пФ). Внимание: 68 и 47 - это пикофарады (pF), это очень маленькие емкости. Не перепутайте с микрофарадами (μF).

4. Кварцевый резонатор. Припаяйте кварц ZQ1 на 32768 Гц между выводом  микросхемы 7 и 8.

5. Транзистор. Впаяйте транзистор КТ9725. Не перепутайте выводы (эмиттер, база, коллектор)! Обязательно сверьтесь с распиновкой для KT9725. Коллектор идет на плюс динамика, эмиттер - на "землю", база - через резисторы к микросхеме.

6. Динамик и переключатели. Припаяйте динамик BA1 и переключатели SA1 и SA2 согласно схеме.

7. Питание. Подключите источник питания (батарейку) с соблюдением полярности. Минус батареи - это "земля" (общий провод) на схеме.

Возможные проблемы и замены

· Микросхема УМС-7-8: Если ее не удастся найти, повторить схему будет крайне сложно, так как это специализированная гибридная схема. Аналоги искать бесполезно.

· Транзистор КТ9725: Это составной транзистор (транзистор Дарлингтона) с высоким коэффициентом усиления. Если его нет, можно попробовать заменить на КТ815 или КТ817, но чувствительность может быть ниже (звук тише). В этом случае, возможно, придется немного уменьшить номинал резистора R2 (например, до 10 кОм).

· Кварц на 32768 Гц: Очень распространенный элемент, используется в электронных часах. Должен быть легкодоступен.

Что должно получиться

После сборки и подачи питания (включения SA1) вы должны услышать из динамика мелодию например: Моцарт "Симфония №40 (соль-минор)" . Переключая SA2, вы будете менять мелодии если в данной микросхеме вшито их несколько. 

 Это отличный проект для новичков, который познакомит вас с работой кварцевых генераторов и советской микроэлектроникой.

Read more »

Как усилить сигнал сотовой связи: схемы УВЧ

 

Как правило, в удаленных от городов деревнях или на дачах всегда плохая сотовая связь. Нашёл пару принципиальных схем усилителей мощности с полосой пропускания 400 — 1500 МГц и 1400 — 2500 МГц.

Схемы электронных устройств собраны на основе микросхем MAX–2640 и MAX–2641. Данные микросхемы можно встретить в сотовых и радиотелефонах. Микросхемы являются усилителями высокой частоты с наименьшим уровнем шума. Радиолюбители часто применяют эти микросхемы в устройствах радиосвязи УКВ диапазонах, где частота более 400 МГц. 

Подробнее о микросхемах

MAX2640/MAX2641 - это недорогие усилители со сверхнизким уровнем шума, предназначенные для применения в диапазонах частот сотовой связи, ПК,GPS и ISM 2,4 ГГц. 

Работая отодного источника питания от +2,7 В до + 5,5 В, эти устройства потребляют ток всего 3,5 мА, обеспечивая при этом низкий уровень шума, высокое усиление, высокий входной IP3 и диапазон рабочих частот, который простирается от 300 МГц до 2500 МГц.

MAX2640 оптимизирован для приложений с частотой от 300 МГц до 1500 МГц, с типичным коэффициентом усиления 15,1 дБ, входным IP3 от -10 дБм и уровнем шума 0,9 дБ при 900 МГц. MAX2641 оптимизирован для 1400 МГц для приложений с частотой 2500 МГц, с типичной производительностью коэффициент усиления 14,4 дБ, входной IP3 -4 дБм и уровень шума 1,3 дБ при частоте 1900 МГц.

Эти устройства имеют внутреннее смещение, что устраняет необходимостьв о внешних резисторах смещения и дросселях. В типичном приложении единственными необходимыми внешними компонентами являются двухэлементный входной преобразователь, входные и выходные блокирующие конденсаторы и байпасный конденсатор VCC. 

Скачать даташит MAX–2640 и MAX–2641

Read more »

Световой будильник: схема

 

Схема электронного устройства собрано на микросхеме LM555, которая является таймером. Идея будильника заключается в том, что при попадании света на фоторезистор, устройство издаёт звуковой сигнал. 

Чувствительность будильника регулируется сопротивлением R1. При попадании на фоторезистор света, транзистор VT1 открывается и включает таймер LM555.

Используемые детали;

• Dl — LM555
• VT1 — 2N3906
• R1 — 100 кОм
• R2 — 3,9 кОм
• R3 — 10 кОм
• R4 — 47 кОм
• C1, СЗ — 0,01 мкФ 
• С2 — 1 мкФ
• Динамик — 8 Ом, 0,5 Вт

Устройство можно использовать не только в качестве будильника, но и придумать на его основе сигнализацию. Например, при открытии ящика или шкафа, на фоторезистор попадает свет и оно срабатывает. 

Купить LM555 можно по ссылки

Read more »

Сигнализатор уровня воды: схема

 

Схема устройства собрана на основе простого несимметричного мультивибратора. Спаять данную схему своими руками сможет начинающий радиоэлектронщик. Датчиком служат два провода находящимся на определенном расстоянии друг от друга. При достижении воды контактов появляется сопротивление примерно 500 кОм и устройство издает звуковой сигнал.

Электронное устройство потребляет 0.1 мкА в режиме ожидания, а в момент срабатывания примерно 2 мА. Настройка звука регулируется сопротивлением R2. Транзисторы можно заменить на любые современные маломощные аналоги.

 Используемые детали;

• VT1 — КТ361б
• VT2 — КТ315б
• C1 — 1 mkF
• R1 — 470 kOm
• R2 — 1.5 kOm

Если к данной схеме добавить транзистор и несколько резисторов, то можно собрать более чувствительное устройство.

Пайка схемы сигнализатора.

При сборки схемы я заменил транзисторы КТ315 на BC547 а КТ361 на BC557. Конденсатор C1 поставил круглый "флажок" на 4700 пикоФарад, но думаю что можно поэкспериментировать и попробовать подобрать и с другими емкостями. Резистор R1 я поставил 1 мегаОм. Схема сигнализатора простая и подходит для сборки начинающему радиолюбителю.

Данное электронное устройство можно положить под ванну или в другое место где водопровод старый и может прорваться или например в погреб при затоплении сигнализатор сработает и оповестит о неприятном сюрпризе.

Купить транзисторы BC557, BC547

На дзене можно посмотреть видео пайки схемы

Read more »

Имитатор звука на основе мультивибратора

 

Электронный метроном

Схема электронного устройства имитирующая звук метронома собрана на двух транзисторах с разной структурой проводимости. Частота метронома составляет от 20 до 250 импульсов в минуту. Устройство собрано на основе несимметричного мультивибратора.

В качестве нагрузки для транзистора VT2 выступает катушка динамика. Налаживается электронный метроном путем подбора конденсатора C1 и изменением сопротивления R1. Если увеличить ёмкость конденсатора C1, то низшая частота диапазона снижается. При уменьшении сопротивления R1 наивысшая частота повышается. Транзисторы можно заменить на любые современные аналоги.

Используемые детали;

• VT1 — КТ315
• VT2 — КТ361
• R1 — 250 kOm
• R2 — 27 kOm
• C1 — 20 mkF

Схема устройства имитирующая жужжание пчелы

Для того чтобы мультивибратор жужжал, нужно заменить электролитический конденсатор на керамический. Можно поэкспериментировать и попробовать разные ёмкости, звук будет отличаться. Транзисторы в схеме я заменил на аналоги BC557 и BC547, можно поставить любые другие главное соблюдать структуру проводимости транзистора указанной на схеме.

Используемые детали;

• VT — BC547
• VT2 — BC557
• R1 — 100 kOm
• R2 — 27 kOmC
• 1 — 100 nF

Видео пайки схемы смотрите на дзене.

Read more »

Стабилизатор напряжение с защитой от короткого замыкания.

 

Данная схема выполнена на трех отечественных транзисторах которые можно заменить на современные аналоги. 

Аналоги П302АМ — 2SC543, BFR30, 2N4856, 2N4857, 2N4859, 2N4860 в металлическом корпусе, BF246A-B в пластиковом корпусе, 2N3791, UC714, 2N3771 — зарубежные аналоги.

Аналоги П210 — кт818 или кт825, 2NU74, 2N457, AD142, AD325, AUY21, AUY21A, AUY22, AD545, AUY22A, 2N456, AD143, AD145.

Аналоги МП37 — 103NU70, 2N445A, 106NU70, 2SD37, 2SD75A, GC526, T321N, T322N.

Перед заменой на аналог не забывайте сравнить характеристики.

На данный стабилизатор напряжение подаётся 30В и регулируется с помощью R7 от 15 до 28 Вольт. Максимальный ток нагрузки 3 А. Ток срабатывания защиты регулируется резистором R3. Иногда случается так, что стабилизатор не возвращается в рабочее состояние после перегрузки, для этого нужно уменьшить сопротивление R3 или замкнуть сопротивлением в 400 Ом коллектор и эмиттер транзистора VT1.

Амплитуда пульсаций стабилизатора не более 10 мВ, а коэффициент стабилизации не менее 300. Если при малых токах нагрузке стабилизатор плохо работает, то необходимо уменьшить сопротивление делителя напряжения R6, R7, R8 или подобрать VT1 с меньшим коэффициентом усиления.

Используемые детали;

• R1 — 1 kOm
• R2 — 36 Om
• R3 — 3,3 kOm
• R4 — 4,7 kOm
• R6 — 390 Om
• R7 — 1,5 kOm
• R8 — 120 Om
• R9 — 1,2 kOm
• VT1 — П210б
• VT2 — П302
• VT3 — МП37
• VD1, VD2 — Д813 (1S760 аналог)
• C1 — 1000 mF 30 В

Read more »

Генератор импульсов света

Данное устройство выполнено на основе классической схемы несимметричного мультивибратора. Данная схема состоит из восьми деталей и подходит для сборки начинающему радио электронщику.

Принцип действия:

При включении питания, по цепи R1, C1, R2 происходит зарядка конденсатора C1, а конденсатор C2 заряжается через R3, C2, R2. В первую очередь заряжается конденсатор C2 до величины напряжения источника питания. Затем постепенно заряжается конденсатор C1 тем самым открывая транзистор VT1, далее транзистор VT1 начинает открывать транзистор VT2. Заряженный C2 оказывается подключенным последовательно с питанием устройства и напряжение увеличивается примерно в два раза. Благодаря тому что через R3, C2 начинает протекать удвоенное напряжение светодиод светится до тех пор, пока не разрядится C2. Конденсатор C1 также начинает разряжаться тем самым закрывать транзистор VT1 и затем VT2. Затем весь процесс повторяется. Частота вспышек регулируется R1, R2, C1 и также зависит от напряжения питания.

Используемые детали;

R1 — 1 мОм

R2 — 1 кОм

R3 — 10 кОм

C1 — 1 мкФ

C2 — 22 мкФ 25В.

VT1 — КТ315Б

VT2 — КТ316Б

 

Read more »