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 »

Регулятор мощности 150 Вт: простое объяснение работы тиристорного диммера

 

Что это такое и зачем нужно?

Представьте себе диммер для лампочки, паяльника или для вентилятора. Это устройство как раз и есть такой регулятор. Оно нужно, чтобы плавно уменьшать или увеличивать мощность прибора (например, делать свет лампы тусклее или ярче), а не просто включать и выключать его. Это экономит электроэнергию и бережёт сами приборы.

Как это работает? Простыми словами

Вместо того чтобы постоянно подавать на прибор полную мощность, этот регулятор очень быстро-быстро его включает и выключает. Чем дольше длится включение по сравнению с выключением, тем ярче горит лампа или сильнее греет паяльник.

Основные "герои" схемы:

1. Тиристор (VS1): Это главный выключатель. Он очень быстрый и управляется не кнопкой, а специальными сигналами.

2. Генератор импульсов (VT3, VT4, C2 и др.): Это "мозг" схемы. Он создаёт те самые управляющие сигналы для тиристора, говоря ему, когда именно нужно включиться.

3. Регулятор (R10 / RS): Это ручка, которую вы крутите. Когда вы её поворачиваете, вы меняете "расписание" включений и выключений генератора импульсов. Крутите в одну сторону — импульсы становятся чаще, мощность растёт. Крутите в другую — реже, мощность падает.

4. Стабилитрон (VD1) и резистор (R9): Это "защитники" мозгов. Они берут на себя высокое напряжение из розетки, превращают его в безопасное и стабильное низкое напряжение, чтобы "мозги" (генератор импульсов) не сгорели.

Плюсы и минусы этой схемы

Плюсы:

· Простая и дешёвая. Собирается из распространённых деталей.

· Надёжная. Не требует точной настройки и нормально работает даже при скачках напряжения в сети.

Минусы:

· Создаёт помехи. Из-за принципа резкого включения/выключения он может создавать небольшой фон в колонках или помехи на радио. Это характерно для многих простых регуляторов.

Итог для новичка

Эта схема — как умный и быстрый выключатель, который моргает с огромной скоростью. Вы просто крутите ручку, чтобы изменить частоту этих "морганий", и таким образом регулируете яркость или температуру. Это классическая и проверенная временем конструкция для начинающих.

Read more »

Радиомикрофон на двух транзисторах

Это классическая схема, которую многие паяли в детстве. Работает она, на самом деле, очень элегантно. Расскажу очень простыми словами.

Общая идея: что это такое?

Это маломощный радиопередатчик, который превращает звук из микрофона в радиоволны. Его можно поймать на обычный FM-приёмник (радио) на частоте примерно 88-108 МГц. Проще говоря, ты говоришь в микрофон, а звук твоего голоса слышно из динамика обычного FM-радио где-то неподалёку.

Теперь разберём по полочкам, как это происходит.

Роли каждого участника схемы (простыми словами)

Представь, что нам нужно отправить голос (звук) по воздуху. Для этого нам нужны две вещи:

1. Посыльный (несущая частота): Это как мощный, но немой радиосигнал-носитель.

2. Сообщение (звук): Это твой голос.

Наша схема создаёт этого "посыльного" и "шепчет" ему на ухо твоё сообщение. Посыльный бежит к приёмнику и доставляет это сообщение.

1. Микрофон и первый усилитель (VT1 — транзистор КТ361)

Микрофон (ВМ1) улавливает звуковые волны (твой голос) и превращает их в очень слабые электрические сигналы. Их настолько мало, что "посыльный" их даже не услышит.

Первый транзистор (VT1) — это усилитель. Его работа — взять этот слабый сигнал от микрофона и сделать его громче и сильнее. Он как мегафон для твоего голоса. После него сигнал уже достаточно мощный, чтобы управлять следующим этапом.

2. Генератор "Посыльного" (VT2 — транзистор КТ3126)

 Второй транзистор (VT2) — это сердце схемы. Он создаёт того самого высокочастотного "посыльного". Он генерирует чистую радиочастоту (например, 100 МГц), которую ты потом настраиваешь конденсатором C4 (как будто крутишь ручку настройки радио, чтобы найти нужную станцию).

 Катушка L1 и конденсаторы (C3, C4, C6) — это команда, которая помогает транзистору VT2 создать стабильную и правильную частоту. Они определяют, "быстрым" или "медленным" будет наш "посыльный" (его частоту). L1 наматывается проводом ПЭВ-1 диаметром 0.6 мм и является бескаркасной

3. Самое главное — Модуляция (Как "посыльный" узнаёт сообщение?)

Вот здесь и происходит вся магия.

· Усиленный звуковой сигнал от первого транзистора (VT1) по конденсатору C2 подходит к базе второго транзистора (VT2).

· Представь, что транзистор VT2, создающий "посыльного", очень чуткий. Ты шепчешь ему своим усиленным голосом: "Несись то быстрее, то медленнее, в такт моему голосу!"

· Транзистор VT2 слушается. Он начинает менять частоту своего высокочастотного сигнала в точном соответствии с твоим звуком. Этот процесс называется частотная модуляция (FM).

· Теперь наш "посыльный" не просто немой, он несёт в себе закодированное сообщение — твой голос.

4. Антенна

Готовый модулированный сигнал (посыльный с сообщением) отправляется в эфир через антенну (ANT). Антенна — это просто кусок провода длиной 300 мм.

Итог: как всё вместе работает

1. Звук -> Микрофон -> слабый электрический сигнал.

2. Слабый сигнал -> Усилитель (VT1) -> сильный сигнал.

3. Сильный звуковой сигнал управляет Генератором (VT2), заставляя его менять частоту.

4. Генератор (VT2) создаёт несущую частоту, которая "дрожит" в такт звуку.

5. Смодулированный сигнал улетает в воздух через антенну.

6. Ты настраиваешь обычный FM-приёмник на частоту, которую поймал конденсатором C4, и слышишь свой голос в динамике!

Схема простая, но в ней есть все ключевые элементы любого радиопередатчика: микрофон, усилитель, задающий генератор и модулятор. Данная схема отличный практический пример основ радиоэлектроники! 

Read more »

УКВ-FM конвертер на К174ПС1: схема и принцип работы

 

 Это классический и очень популярный в свое время УКВ (FM) конвертер на специализированной микросхеме. Давайте разберем, как он работает, простым языком.

Основная идея конвертера

Задача этого устройства — «перевести» сигналы из диапазона УКВ (FM, 88-108 МГц) в диапазон, который может принять обычный средневолновый или длинноволновый приемник. Обычно это промежуточная частота (ПЧ) 5.5-6.5 МГц или просто верхняя часть средневолнового диапазона (например, около 1.5 МГц). Вы будете настраивать свой приемник на эту частоту, чтобы слушать FM-станции.

Проще говоря: Конвертер слушает FM-радиостанцию на ее родной частоте (например, 100 МГц), преобразует ее в более низкую частоту (например, 5.8 МГц), а ваш старый приемник, который не умеет работать на 100 МГц, идеально ловит эту новую, более низкую частоту.

---

Как работает эта конкретная схема (по элементам):

1. Микросхема К174ПС1 

Микросхема К174ПС1 (она же TA7358/SA615/SA605 и аналоги). Это специализированная микросхема - супергетеродинный УКВ-приемник в одном корпусе. Она содержит:

· Усилитель высокочастотного (ВЧ) сигнала.

· Смеситель (гетеродин).

· Генератор, частоту которого мы задаем внешними элементами (катушкой L1 и конденсаторами C2, C3, C4).

· Усилитель промежуточной частоты (УПЧ).

Именно эта микросхема выполняет всю основную работу.

2. Входная цепь (Антенна -> C1 -> L1)

· Сигнал от антенны поступает через конденсатор C1. Он служит для согласования и защиты входа микросхемы.

· Далее сигнал попадает на входную цепь, образованную катушкой L1 и конденсаторами C2, C3, C4. Эта цепь настроена на весь диапазон УКВ FM (88-108 МГц). Она помогает отсеять часть посторонних сигналов и подать нужный сигнал на вход микросхемы (выв. 1).

3. Гетеродин (L1, C2, C3, C4, R1)

· Это самый важный узел для преобразования частоты. Частота гетеродина задается внешним контуром, подключенным к выводам 8 и 9 микросхемы.

· Этот контур состоит из катушки L1 и блока конденсаторов (C2, C3, C4). Резистор R1 добавляет в контур потери для стабилизации работы генератора и расширения диапазона.

· Частота гетеродина всегда выше частоты принимаемой радиостанции на величину промежуточной частоты (ПЧ). Если ПЧ = 6 МГц, то для приема станции на 100 МГц генератор должен работать на 106 МГц.

4. Смеситель

· Внутри микросхемы сигнал от антенны (например, 100 МГц) и сигнал от гетеродина (например, 106 МГц) поступают на смеситель.

· На выходе смесителя (выв. 5) появляется сигнал новой, промежуточной частоты (ПЧ), которая равна разности этих частот: 106 МГц - 100 МГц = 6 МГц. Также образуются и другие комбинационные частоты, но они отфильтровываются.

5. Выходная цепь (C6, R3, C7)

· Сигнал ПЧ с вывода 5 микросхемы через разделительный конденсатор C6 поступает на выход.

· Резистор R3 является нагрузкой и согласует выход микросхемы с входом вашего приемника.

· Конденсатор C7 фильтрует напряжение питания по высокой частоте, не давая паразитным колебаниям проникать в схему.

6. Питание

· Схема питается низким напряжением +3.7 В (идеально для литий-ионного аккумулятора от старого телефона). Напряжение подается через фильтр R2-C5. Резистор R2 ограничивает ток, а C5 надежно фильтрует питание микросхемы.

---

Краткий алгоритм работы:

1. Антенна ловит все FM-сигналы.

2. Входной контур (L1, C2-C4) грубо выбирает диапазон 88-108 МГц.

3. Гетеродин на микросхеме генерирует высокочастотные колебания. Частотой этих колебаний вы управляете, растягивая или сжимая витки катушки L1 (это и есть настройка на станцию!).

4. В смесителе сигнал станции и сигнал гетеродина взаимодействуют, рождая сигнал промежуточной частоты (например, 5.5-6.5 МГц).

5. Этот сигнал ПЧ подается на антенный вход вашего обычного приемника.

6. Вы настраиваете приемник на частоту ~6 МГц и, перестраивая катушку L1 конвертера, ищете FM-станции.

Ключевой элемент для настройки:

Катушка L1 — это сердце конвертера. Ее индуктивность определяет частоту гетеродина. Чтобы настроиться на другую станцию, вы просто немного изменяете расстояние между витками этой катушки (обычно подстраивают подстроечным сердечником внутри катушки).

Вывод: Эта схема — простой и эффективный способ заставить любой старый или простой приемник воспроизводить современное FM-радио. Она работает по принципу переноса спектра частот.

Read more »