В определенный момент у нас 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 видимость их 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, высоты установки антенн и др., то предпочтение было отдано мобильному телефону, у которого дальность действия зависит от покрытия GSM-сети. Дешифратор команд при этом, как правило, выполняют на базе микроконтроллера, а процедура получения прошивки для контроллера от автора, как правило, носит коммерческий характер. Поэтому нам 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 (рис.1). Для подключения ДУ к мобильному телефону выбрана точка подключения вибромотора М1 на плате телефона. Брать сигнал с цепей подсветки экрана или клавиатуры ненадежно, так как подсветка может включиться даже при временной потере телефоном сети, что приведет к ложному срабатыванию ДУ. Рассмотрим вариант ДУ с мобильным телефоном, в котором вибромотор М1 одним выводом подключен к «плюсу» батареи питания телефона.
Работа устройства
Для удержания устойчивого состояния, после завершения входящего звонка, в устройстве применен D-триггер DD1.2, а триггер DD1.1 включен как формирователь импульсов. При включении питания устройства, через RC-цепочку C3R7 на S-вхо-де DD1.2 кратковременно устанавливается уровень лог. «1». При этом на выходе D-триггера (выводе 13) также устанавливается уровень лог. «1», полевой транзистор VT3 закрыт, а нагрузка обесточена. Это сделано для того, чтобы при включении питания или даже при кратковременном его пропадании, 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, показанный 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 лог «0». После завершения звонка импульсы с вывода 2 мобильного телефона перестанут поступать, конденсатор С2 разрядится, транзисторы VT1 и VT2 закроются, на S-входе DD1.1 установится уровень лог «1». Это приведет к переключению D-триггера на DD1.2, и на его выходе (выводе 13) установится уровень лог «0», 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 телефонного звонка данное устройство примерно через 2…3 с после нажатия кнопки «отбой», поочередно будет либо подключать, либо отключать питание от нагрузки Rн.
Сначала мы хотели отказаться от использования 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 ДУ собирают по схеме рис.3. Такое устройство работает аналогичным образом, как выполненное по 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.4. 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 номинал R1 до 680 Ом, a R2 до 910 Ом, при этом несколько возрастет ток потребления самого стабилизатора.
Для уменьшения тока потребления ДУ снимаем светодиоды подсветки клавиатуры телефона, отпаиваем вибромотор М1, на его место желательно запаять SMD-резистор с сопротивлением 1 …10 кОм.
Конструкция и детали
Основная схема ДУ
Микросхема DD1 типа К564ТМ2, К561ТМ2, СD4013. 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, который, для охлаждения, припаян фланцем к металлической пластине площадью 5 см2. Диод VD1 – кремниевый, рассчитанный на прямой ток не менее 50 мА, например КД522Б.
Стабилизатор питания мобильного телефона
Транзисторы 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 см2, 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.
ДУ собрано на односторонней плате (см. фото) 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 нагрузки 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 не менее 0,5 А и обратное напряжение 100 В.
Настройка
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, чтобы исключить ложные срабатывания ДУ от информационных SMS оператора мобильной связи. После проведенных настроек кнопку включения мобильного телефона закорачивают, теперь при подключении питания телефон будет автоматически включаться, правда, клавиатура при этом работать уже не будет.
В дежурном режиме устройство ДУ потребляет ток 5…7 мА. Вместе с мобильным телефоном с монохромным дисплеем в дежурном режиме потребление составляет 25…40 мА, а в режиме приема входящего звонка ток потребления 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 В.
Автор: Василий Мельничук, Сергей Авдеенко, г. Черновцы
Источник: Радиоаматор №10, 2014
