Квартирный звонок для своих

Впервые эту схему я увидел в 1992 году в белорусском журнале "Радиолюбитель" (Радиолюбитель N3, 1992 г., стр.27). Тогда микросхема с загадочным названием УМС7 или УМС8, что расшифровывается как "Устройство музыкального синтезатора", была в диковинку. Автор статьи, С. Лысый (UB5-079-410), приводил пример использования данной микросхемы в качестве музыкальной шкатулки, домашнего звонка, будильника для электронных часов.

Устройство, собраное по такой схеме могло воспроизводить одну из нескольких, заранее запрограммированных при производстве, музыкальных фраз.

Сама схема подкупала своей простотой: одна микросхема, часовой кварцевый резонатор на 32768 Гц, транзистор, диод, конденсатор, динамический громкоговоритель, пара кнопок и пальчиковая батарейка на 1.5 Вольта.

Там же, в статье, давался адрес кооператива, где можно было приобрести эти микросхемы. И вот, спустя несколько недель, я выходил из почтового отделения, держа в руках заветную бандероль.

Сборка также никаких проблем не вызвала.
Действительно простое, надежное устройство.

Я собирал его в виде квартирного звонка.

Прошло много лет и было решено повторить былую схему. Я собирал эту конструкцию снова, чтобы участвовать в одном из конкурсов на ГОЛОСе.

При этом я постарался представить ее как можно более простой и доступной для повторения начинающими радиолюбителями. В частности, было задумано отказаться от применения ЛУТ (лазерно-утюжной технологии) и травления химреактивами печатной платы, использовалась обычная макетная печатная плата.

Кроме этого, несмотря на привлекательность и практичность, для питания устройства не стал выбирать потенциально небезопасные литий-ионные аккумуляторы с дополнительным модулем зарядки. Питание устройство будет получать от "старой доброй" пальчиковой батарейки. Благодаря низкому току потребления в дежурном режиме (всего 5 мкА) на одной пальчиковой батарейке оно может работать несколько месяцев.

Если Вы, все-таки, решите при повторении данной конструкции использовать питание от литий-ионных аккумуляторов, нужно учитывать, что некоторые экземпляры микросхемы УМС могут не запускаться при напряжении питания от 3.7 до 4.2 Вольт. В таком случае в цепь питания можно включить последовательно пару германиевых диодов, например Д9, с падением напряжения около 0.4-0.5 Вольт на каждом. Не найдете германиевых диодов, попробуйте поставить один кремниевый, например Д220, на нем падение напряжения чуть больше. Не попались старые советские диоды, ставьте в цепь питания современные, главное подобрать так, чтобы напряжение, подаваемое на микросхему УМС было не более трех Вольт.

Почему же в названии данной статьи я использовал фразу "для своих"?
А вы попробуйте вспомнить начало 90-х годов. Домофонов и кодовых замков, по крайней мере в провинции, тогда особых не было, с консьержами также было не очень. Двери подъездов зачастую были нараспашку. По лестничным пролетам целыми днями один за другим ходили новоявленные коммивояжеры-ходоки-просители, предлагающие в обмен на малую толику вашего внимания осчастливить вас благами неимоверными. Тогда и возникла идея при помощи данного дополнительного квартирного звонка как-то фильтровать перечень посетителей. Рядом с обычной кнопкой основного стационарного звонка, где-то в уголке дверного косяка, с помощью двух гвоздиков прибивался неприметный микропереключатель нашего дополнительного звонка. Знали о нем и пользовались им только близкие люди.

При этом, сама исходная схема подвергалась небольшой доработке. Ниже приведена таблица назначения выводов микросхемы (взято отсюда).

Из нее видно, что запускается схема с помощью микропереключателя, подключенного к выводу 13. А остановить проигрыш мелодии в нужном месте можно с помощью вывода 12 микросхемы. Так вот, если соединить (отдельной перемычкой) выводы 12 и 13 микросхемы, то первое нажатие микропереключателя будет запускать мелодию, а последующее нажатие будет ее останавливать. Таким образом, не только запущенная, а еще и вовремя остановленная в нужном месте мелодия позволяет повысить уровень дистанционного аудио-распознавания пришедшего к вам человека. (Без установленной перемычки мелодия будет проигрываться до конца).

Первоначальный набор деталей.

В нем пока отсутствует транзистор. Но зато есть сменная панелька под микросхему. Для чего? Когда Вам окончательно наскучит текущая музыкальная фраза, а все остальные фразы (количеством от двух до восьми) данной модификации микросхемы будут исчерпаны, можно будет просто заменить микросхему на аналогичную, но с другой прошивкой.

Для удобства ниже приведена таблица (взято отсюда) с перечнем мелодий, прошиваемых в отдельные спецификации микросхем УМС при их изготовлении. Можно ориентироваться по ней.

Сами же микросхемы на момент написания данной статьи можно приобрести, например в интернет-магазине TIXER.RU
УМС8-08

Или по дополнительному предварительному заказу в "ЧИП и ДИП"
УМС7-01
УМС7-02
УМС7-03
УМС7-05
УМС7-07
УМС8-05

Для сборки будем использовать макетную печатную плату с шагом отверстий 2.54 мм. Например такую или такую. Понадобится отрезать от нее кусок размером 32мм х 32мм.

Схема печатной платы. Вид со стороны расположения деталей.

Так это выглядит в реальности. Для крепления печатной платы в корпусе устройства используются "уши", сделанные из луженого медного провода диаметром 1мм и припаянные к плате с двух сторон. Если заранее сделать размер платы на 2-3 см длиннее, то можно обойтись и без них и крепить плату с помощью обычных отверстий.

Также вместо транзистора КТ315 использовал транзистор КТ342.

Вид платы со стороны "печатных" проводников.

Сами "печатные" проводники формируем, припаивая к площадкам кусочки луженого медного провода от витой пары. Выглядит это как-то так.

Еще пара ракурсов спаянной платы.

Настало время подобрать подходящий корпус. Я использовал вот такой, размерами 100х60х25мм.

В качестве декоративного оформления вместе с корпусом использовал никелированную решетку вентилятора размером 50х50мм. Это чтобы окончательный вид нашего устройства был не слишком похож на мыльницу.

Кроме этого на вышеприведенном снимке в зеленой термоусадке видны фиксаторы, спаянные из луженого медного провода диаметром 1мм. С их помощью в корпусе будет закрепляться головка динамического громкоговорителя.

На лицевой стороне корпуса под нее и под крепление декоративной решетки высверливаем соответствующие отверстия. Громкоговоритель выбираем мощностью от 0.25 до 1 Вт, сопротивлением 4-8 Ом. Я попробовал несколько, выбирая по громкости и приятности звучания, остановился на таком.

Так как по диаметру данный громкоговоритель чуть больше, чем внутренняя ширина нашего корпуса, пришлось его немного обточить. Достаточно снять с двух сторон по краям по 0.5-1 мм. При этом нужно постараться аккуратно убрать образующиеся металлические опилки, чтобы они не попали в магнитную систему громкоговорителя.

Для батарейного отсека в корпусе понадобится из куска полистирола вырезать пластину размером 56.5мм (по внутренней ширине корпуса)х18мм. Затем из куска одностороннего фольгированного стеклотестолита вырезаем два прямоугольника, размером 15х18мм. А еще понадобится пружинка от шариковой ручки.

Кусочки стеклотестолита залуживаем - это будут контакты батарейного отсека. От пружинки отрезаем часть, длиной 6-7 мм и предварительно залудив с помощью флюса припаиваем к одному из кусочков стеклотекстолита. В сжатом виде пружинка будет прижимать батарейку к контактам.

С помощью секундного суперклея приклеиваем полистироловую стенку и контакты батарейного отсека в корпусе звонка. Можно сразу, не дожидаясь пока клей застынет, вставить в отсек батарейку, она, с помощью пружинки, поможет сильнее прижать контакты к стенкам корпуса при склейке.

Головку динамического громкоговорителя крепим в корпусе с помощью фиксаторов и болтиков М3. С лицевой стороны корпуса ими закреплена декоративная решетка. Также используем М3 гайки, шайбы-гровера, шестигранные стойки.

Спаянную печатную плату закрепляем на двух стойках шайбами и болтиками М3 с помощью припаянных к плате "ушек". Между громкоговорителем и печатной платой должно быть расстояние 2-3мм, так, чтобы не было замыканий проводников платы на корпус громкоговорителя.

Гибким разноцветным многожильным проводом, подключенным к разъемам, проводим коммутацию.
Красный - к плюсу батарейного отсека.
Сиреневый - к минусу батарейного отсека.
Желтые провода - к громкоговорителю.
Серые - к звонковой кнопке.

Небольшой лайфхак.
Когда-то, чтобы оградить провода, идущие из корпуса, от намеренного или нечаянного выдергивания, приходилось завязывать их внутри корпуса узлом. Сейчас для такого случая достаточно и удобно использовать простую пластиковую сильнозатянутую кабельную стяжку.
А чтобы защитить провод на выходе корпуса от износа при многократном изгибании можно использовать отрезок термоусадки. Раньше для этого использовали кембрик (ПВХ-трубку).

Казалось бы - все готово, можно закрывать крышку корпуса...

...но тогда нам придется ее открывать всякий раз, как мы захотим сменить мелодию звонка.

Поэтому, добавим чуть больше удобства, вынесем кнопку выбора мелодии на заднюю крышку корпуса. Для этого в задней крышке проделаем отверстие прямо над кнопкой выбора мелодии. В качестве толкателя кнопки используем обычный пятимиллиметровый светодиод.

Чтобы не сильно выступал над крышкой сточим его линзу на один-два миллиметра.

А это тот самый микропереключатель, крепящийся снаружи к косяку двери в малозаметном месте с помощью двух гвоздиков. И переводящий нашу конструкцию в категорию "для своих".

При необходимости металлическую лапку микропереключателя можно удалить. Тогда квест "найди меня - нажми меня" на слабоосвещенной лестничной площадке или в межквартирном тамбуре станет еще увлекательней.

Окончательный вид готового устройства.