Два выходных дня

Предлагаемая схема квартирного звонка на микроконтроллере является доработкой схемы, опубликованной в журнале Радио № 9 за 2005 год.

Рисунок 1 - Исходная схема звонка

Краткое описание работы

После нажатия не показанной на схеме звонковой кнопки, подающей на устройство напряжение питания, микроконтроллер AT89C52 устанавливает на выв. 14 высокий логический уровень, что приводит к открыванию транзистора \/ТЗ и срабатыванию реле К1, блокирующего своими контактами вышеупомянутую кнопку.
Пока идет зарядка конденсатора С2 через резистор R4, программа перебирает номера мелодий, записанных в памяти микроконтрол-лера, останавливаясь, как только напряжение на конденсаторе достигнет значения, которое микроконтроллер сочтёт высоким логическим уровнем. Мелодия, на номере которой остановлен перебор, и будет исполнена. Псевдослучайность выбора достигается в результате многократного переполнения счетчика мелодий за время зарядки конденсатора.

При повторении исходной схемы, обнаружился ряд недостатков, самый главный из которых заключался в том, что вместо мелодий из динамика воспроизводились хаотичные звуки. Перепрошивка и замена микроконтроллера недостаток не устранила. Изучение первоисточников, в частности книги "Микроконтроллеры? Это же просто" (автор А.В. Фрунзе), помогло решить проблему. Как оказалось, вывод 31 микроконтроллера, предназначенный для выбора внутренней или внешней памяти программ, в исходной схеме никуда не подключается, что приводит к нестабильной работе микроконтроллера. Необходимо соединить этот вывод через резистор с плюсом источника питания, что позволит микроконтроллеру работать с памятью программ, расположенной на его кристалле.

Второй недостаток связан с применением в исходной схеме детектора понижения напряжения питания, выполненного на микросхеме DA1 и транзисторе VT1. После доигрывания мелодии появляется логический ноль на выводе 14 микроконтроллера, что приводит к закрыванию транзистора VT3, размыканию контактов реле K1 и пропаданию напряжения питания схемы. Процесс снятия напряжения питания занимает некоторое время (пока не разрядятся конденсаторы в источнике питания). При снижении напряжения питания до 3,5 вольт срабатывает вышеупомянутый детектор, в результате чего, на выводе 14 микроконтроллера кратковременно появляется единичный уровень, которого достаточно для открывания транзистора VT3 и замыкания контактов реле K1. Таким образом, вместо звонка получается музыкальная шкатулка, воспроизводящая разные мелодии до тех пор, пока полностью не отключишь сетевое напряжение. Для устранения этого недостатка детектор понижения напряжения питания был исключён из схемы, а вывод 9 микроконтроллера был соединён через резистор с плюсом источника питания.

Последний недостаток - применение двух напряжений питания +5 и +12 вольт устранён заменой 12-ти вольтового реле на реле с напряжением срабатывания 4,5 вольта. Громкости звонка при питающем напряжении +5 вольт оказалось вполне достаточно (пришлось даже убавлять подстроечным резистором R5). Переделанная схема показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Доработанная схема звонка

Источником питания звонка служит плата зарядного устройства сотового телефона, обеспечивающая выходное напряжение 5 вольт при токе нагрузки 0,5 ампер. Кнопка звонка включена в вторичную цепь источника питания. Связано это с тем, что ранее установленная мной кнопка не рассчитана на  сетевое напряжение. При долгом отсутствии людей в квартире или на ночь звонок можно отключить выключателем SA1. Светодиод HL1 является индикатором включения. 

В связи с единичностью изготовления печатная плата для монтажа радиоэлементов не разрабатывались. Все радиоэлементы установлены на макетной плате и соединены между собою собственными выводами и отрезками провода типа МГТФ при помощи пайки (рисунки 3,4).

Рисунок 3 

Рисунок 4

Вся конструкция помещена в пластиковый корпус, в качестве которого служит распределительная коробка стоимостью 69 рублей, подобранная под цвет обоев (рисунок 5).

Рисунок 5 - Коробка распределительная

Источник звука - динамик от малогабаритного приёмника,он приклеен термоклеем к верхней крышке, где были заблаговременно просверлены отверстия (рисунок 6).

Рисунок 6 - Динамик

Здесь же установлен выключатель SA1 и проделано отверстие для светодиода. Плата звонка, плата источника питания и колодки для поключения сетевого напряжения и кнопки находятся на основании распределительной коробки и крепятся к ней винтами с гайками (рисунок 7). Окончательно собранный звонок и его установка на месте показаны на рисунках 8 - 10.

Рисунок 7 - Основание

Рисунок 8

Рисунок 9

Рисунок 10

Программа для микроконтроллера АТ89С52 размещена на FTP-сервере редакции журнала "Радио". Она скомпилирована ассемблером "2500 A.D. 8051 Macro Assembler - Version 4.02a". Если необходимо применить кварцевый резонатор ZQ1 с другой частотой, то достаточно указать новое значение частоты (в герцах) в первой строке файла ZV.ASM 

frez: equ 8000000

вместо имеющейся там константы 8000000 и оттранслировать программу заново.