В определенный момент возникла необходимость дистанционного включения и выключения нагрузки, например для включения насоса для подкачки воды или освещения в доме, когда жильцы дома длительное время отсутствуют и надо создать эффект присутствия в доме по вечерам. Устройство дистанционного управления (далее – ДУ) можно изготовить на базе радиопередатчика и радиоприемника или на базе мобильного телефона с дешифратором команд. Но так как дальность действия системы радиоуправления ограничена и зависит от многих факторов: мощности передатчика, чувствительности приемника, высотой установки антенн и др. то предпочтение было отдано мобильному телефону, у которого дальность действия зависит от покрытия GSM-сети. Дешифратор команд, в основном, выполняют на базе микроконтроллера, а процедура получения прошивки для контроллера от автора, как правило, носит коммерческий характер. Поэтому хотелось избавиться от микроконтроллеров, так как нужны были только две команды: включить и выключить нагрузку.
Для дистанционного включения нагрузки была изготовлена приставка к мобильному телефону. Для подключения ДУ к мобильному телефону выбрана точка подключения вибромотора М1 на плате телефона, брать сигнал с цепей подсветки экрана или клавиатуры не надежно, так как подсветка может загореться даже когда телефон временно потеряет сеть, что приведет к ложному срабатыванию ДУ. Рассмотрим вариант ДУ с мобильным телефоном, в котором вибромотор М1 одним выводом подключен к плюсу батареи питания телефона.
Работает устройство следующим образом: для удержания устойчивого состояния применен D-триггер на DD1.2, а элемент DD1.1 включен как формирователь импульсов. При включении питания устройства, через RC-цепочку на C3 R7 на S-входе DD1.2 кратковременно устанавливается уровень логической единицы, при этом на выходе D-триггера (выводе 13) также устанавливается уровень логической единицы, полевой транзистор VT3 закрыт, а нагрузка обесточена. Это сделано для того, чтобы при включении питания или даже при кратковременном пропадании электричества, нагрузка Rн всегда оставалась выключена.
Для правильной работы ДУ в меню настроек мобильного телефона необходимо включить «вибросигнал». При входящем звонке, в точке 2 подключения вибромотора М1 импульсы имеют вид как показано на Рис. 2, эти импульсы, через диод VD1, заряжают конденсатор С1 примерно до напряжения питания мобильного телефона. Это напряжение, приложенное через резистор R3 к переходу база-эмиттер транзистора VT1, приводит к его открыванию. На коллекторе транзистора VT1 появляется напряжение равное напряжению питания мобильного телефона, которое через резистор R3 открывает транзистор VT2, на S-входе DD1.1 устанавливается уровень логического ноля. После завершения звонка импульсы с вывода 2 мобильного телефона перестанут поступать, конденсатор С2 – разрядится, транзисторы VT1 и VT2 закроются, на S-входе DD1.1 устанавится уровень логической единицы. Это приведет к переключению D-триггера на DD1.2, на выходе D-триггера (выводе 13) установится уровень логического ноля, полевой транзистор VT3 откроется, напряжение питание будет приложено к нагрузке Rн.
При следующем звонке процесс повторится, и при завершении входящего звонка D-триггер DD1.2 переключится в противоположное состояние – нагрузка будет обесточена.
То есть, каждый раз после завершения звонка на устройство ДУ, примерно через 2–3 секунды после нажатия кнопки «отбой», данная схема, поочередно будет либо подключать, либо отключать питание на нагрузке Rн.
Сначала хотелось отказаться от элемента DD1.1 и сделать этот участок схемы на транзисторах, но это привело к снижению надежности устройства в целом.
Существует ряд мобильных телефонов, в которых вибромотор М1 одним выводом подключен к общему проводу, для таких телефонов приставка ДУ собрана по схеме Рис. 4. Схема работает аналогичным образом как на Рис. 1.
Схему ДУ можно запитать от аккумуляторной батареи напряжением 3,7…4,2 В мобильного телефона или от внешнего источника питания напряжением больше 4,2 В, применив стабилизатор напряжения для питания платы телефона.
Для питания мобильного телефона от сети можно применить интегральный стабилизатор типа L7805, L7806, L7808 (зависит от конкретной модели мобильного телефона), выход которого подключают к разъему для подключения внешнего ЗУ. Батарея будет в процессе работы подзаряжаться, но такой вариант подходит не для всех моделей телефонов.
Можно полностью собрать стабилизатор напряжения на 3,7…4,2 В по схеме Рис. 3 из [1]. Стабилизатор позволяет получить напряжение питания для мобильного телефона в диапазоне 3,9…4,1 В, при изменении входного напряжения от 6 до 14 В, соответственно. При увеличении нагрузки от 0 до 0,5 А выходное напряжение проседает с 4,1 до 4,0 В. Для увеличения коэффициента стабилизации необходимо уменьшить сопротивление R1 до 680 Ом, а R2 до 910 Ом, при этом несколько возрастет ток покоя самого стабилизатора.
Для уменьшения тока потребления снимаем светодиоды подсветки клавиатуры телефона, отпаиваем вибромотор М1 на его место желательно запаять SMD резистор сопротивлением 1 – 10 кОм.
Детали:
Основная схема ДУ (Рис. 1): микросхема DD1 типа К564ТМ2, К561ТМ2, СD4013, причем на импортном аналоге устройство работает стабильнее. Транзисторы VT1, VT2 маломощные, кремниевые, VT1 – КТ361Б, КТ502В, КТ3107Б, BC847B, BC547B, VT2 – КТ315Б, КТ503В, КТ3102Б, FMMT2222A, 2N2222A, VT3 – полевой транзистор с р-каналом, например IRF9540N, IRFR5505, IRFR/U9024N, который, для охлаждения, припаян фланцем к металлической пластине площадью 5 см. кв. Диод VD1 – кремниевый, рассчитанный на прямой ток не менее 50 мА, например КД522Б.
Стабилизатор питания мобильного телефона (Рис. 3): VT1, VT3 – КТ315Б, КТ503В, КТ3102Б, FMMT2222A, 2N2222A, VT2 – с током коллектора не менее 3 А, например КТ817, с любым буквенным индексом. К выводу коллектора VT2 припаяна металлическая пластина площадью не менее 10 см. кв., припаивать ее нужно быстро, чтобы не перегреть транзистор. Диоды VD1 – VD5 – кремниевые, рассчитанные на прямой ток не менее 50 мА, например КД522, КД510, КД521, 1N4148, с любым буквенным индексом.
Схема ДУ собрана на односторонней плате (Рис. 5) размерами равными размерам АКБ телефона и установлена в батарейном отсеке. В крышке батарейного отсека просверлено несколько отверстий диаметром 3 мм, для охлаждения мощных транзисторов.
В качестве загрузки может быть использовано электронное устройство светодиодная лампа, реле или контактор. Обмотку электромагнитного реле, контактора необходимо зашунтировать кремниевым диодом (анодом к минусу), рассчитанным на прямой ток более 0,5 А, обратное напряжение 100 В, для уменьшения выбросов напряжения на обмотке после снятия питания с реле.
Налаживание:
Правильно собранное устройство ДУ в наладке не нуждается, и при подключении к мобильному телефону необходимо произвести некоторые настройки.
Для этого в меню настроек телефона отключаем запрос PIN-кода SIM-карты. По возможности необходимо отключить прием входящих SMS-сообщений, что бы исключить ложные срабатывания ДУ от информационных SMS оператора мобильной связи. После проведенных настроек кнопку включения мобильного телефона закорачиваем, теперь при подключении питания, телефон будет автоматически включаться, правда клавиатура при этом работать уже не будет.
Ток покоя схемы ДУ 5…7 мА, вместе с мобильным телефоном с монохромным дисплеем в дежурном режиме составляет 25…40 мА, в режиме приема входящего звонка возрастает до 150…200 мА, в зависимости от модели телефона. С микросхемой DD1 типа СD4013 устройство ДУ сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 3-х вольт.
Скачать схемы в формате splan:
Схема Рис.1
Схема Рис.2
Схема Рис.3
Схема Рис.4
Печатная плата устройства в формате lay6:
Использованная литература:
1. В. Мельничук. Низковольтный стабилизатор напряжения для питания мобильного телефона от внешнего источника. Радиоаматор №ХХ 20ХХ, стр. ХХ.
Мельничук Василий Васильевич (UR5YW),
Авдеенко Сергей Анатолиевич,
г. Черновцы, Украина.
E-mail: ur5ycw@gmail.com
Сервер радіоаматорів Прикарпаття © 2009-2019