Домашен клаксон. Полицейско крякане (сирена) на PIC микроконтролер. Принципна схема на сирена с усилвател на мощност

Когато натиснете бутона "Старт", сирената "Вой" започва; когато натиснете отново бутона "Старт", сирената се променя на "Yelp", в режим на който можете да натиснете "Край", който също се стартира веднъж, когато няма сирена. Всички сирени се прекъсват от крясък - сигналът "AirHorn". Бутонът "Стоп" спира незабавно всички звуци.

Моята развойна платка изглежда така.

Сирената се генерира от микроконтролера PIC16F628A с импулси от 220 µs. Проектът в proeus изглежда така.

Печатната платка не съм я правил аз, оставям на твоята преценка. Усилвателят за тази сирена може да се използва успешно от моя
Има и версия на PIC12F629. На борда има план "Wail". Включва се и се изключва с един бутон “Siren”, който също се прекъсва от пукане при натискане на бутона “Crack”. Схемата на свързване е подобна, добавени са само 2 бутона за управление. В Proteus това изглежда така.

Резултатът беше опция на пик 629/675, и трите сирени без използване на кварц. В Proteus това изглежда така.




Обръщам внимание:не презаписвайте константата за калибриране при програмиране

Резултатът беше версия, базирана на PIC16F84A, щифтовете бяха преназначени. Не забравяйте да дръпнете щифта за нулиране към захранването.
Кварц на 4 MHz

Поздрави, скъпи любители на автомобили и радио ентусиасти! Беше някъде през февруари. Един мой приятел, когото познавам през по-голямата част от живота си, ме помоли да създам Quack. Основните условия бяха: ниска цена, захранване от 12 волта, наличие на поне една сирена и всъщност самата функция „пукнатина“.

След малко търсене на електрическите схеми на тези „шарлатани“ се оказа, че би било възможно да се сглоби полезно устройство само на микроконтролер. Спрях се на схема с микроконтролер PIC16F628A. До този момент не бях запознат с микроконтролерите и трябваше да прочета малко за тях.

След като прочетох малко за тях, осъзнах, че ще трябва да сглобя програматор и избрах най-простия JDM програматор, който се състоеше само от няколко части, а именно платка, четири резистора, 5-волтов стабилизатор, конектор за COM порт , батерия 6F22 и действителния микроконтролер.

Програмата е изключително проста и затова направата ми отне буквално 10 минути (без да броим направата на платката).

Схема на програмиста:

Готов програмист:

Скрих целия „пълнеж“ на програмиста под електрическа лента. Този програматор може да програмира PIC микроконтролери в корпуси DIP8, DIP14, DIP18.

Програмирах микроконтролера с помощта на програмата WinPic800. Ако внезапно нечий програмист не работи за първи път (като мен), проверете дали вашият COM порт е активиран в настройките на BIOS.

Шарлатанска диаграма:

Снимка на готовото устройство:

Диаграмата не съдържа почти никакви подробности. В допълнение към MK, 2 кондензатора 33pF и 4 MHz кварц са важни в него, а останалото по същество не е толкова важно. Звуковите ефекти се активират чрез късо свързване на съответните контакти към маса.

„Голата“ верига произвежда твърде слаб сигнал и затова беше решено да се направи усилвател. Разгледахме опции като TDA2003, TDA2005, TDA7294, TDA7265 и дори транзисторен усилвател, в крайна сметка беше решено да се изгради усилвател с помощта на TDA7265.

Усилвателят е включен като „мост“ и според разработчиците на чипа произвежда до 50 вата мощност. Веригата на усилвателя беше взета от листа с данни, променена доста и заменените електролити от 1 µF с филм. А ето и самата диаграма:

Усилвателят се оказа доста добър, особено след като не преследвах Hi-Fi, тъй като тук не е необходим. Според измерванията пиковата изходна мощност е около 40 вата.

Имах платка, която лежеше наоколо от някои високоговорители за компютър и тя просто пасваше на този чип, така че извадих необходимото парче и сложих чипа и всичките му малко аксесоари там. Микросхемата не изисква малък радиатор.

Снимка на готовия усилвател:

След като сглобих усилвателя, се замислих как да захранвам всичко от 12 волта? Шарлатанът е наред, изисква само 5 волта, но усилвателят се нуждае от двуполярно захранване +/- 20 волта. Беше решено да се направи конвертор, използвайки добре познатия чип TL494. Извършено е по тази схема:

Но малко промених схемата, а именно намалих захранващите кондензатори от 4 на един 2200 μF 25V и вместо 4 полеви транзистора инсталирах 2.

Препоръчително е да използвате 2-ватов R13, тъй като става малко горещ. Преобразувателят се включва чрез подаване на "+" захранване към контакта "REM".

Трансформаторът е W-образен без междина, първичната намотка е 5+5 навивки, вторичната намотка е 7+7 навивки и 4 навивки за захранване на МК. Вместо IRF3205, IRFZ44 и други подобни са доста подходящи.

Снимка на готовия конвертор:

Конверторът се оказа доста добър и мощността му е напълно достатъчна за захранване на усилвателя. Всичко беше поставено в метална кутия и покрито с картон. Контролният панел беше поставен в пластмасова кутия.

Снимки на готовия “Куак”:



За тези, които обичат да си гъделичкат нервите, ви представяме схема на полицейски „шарлатан“. Нека веднага да отбележим, че това е административно наказуем въпрос, така че не препоръчваме да използвате устройството в града. Ако ги хванат, със сигурност ще бъдат наказани.

За производството трябва да направим не само самия генератор на импулси, както може да изглежда на пръв поглед, но и крака и усилвател за него. Първо, нека да разгледаме устройството на импулсния генератор.

Честотата на издаваните импулси трябва да бъде в диапазона от 10 до 40 Hz, след това можете да си поиграете с честотата, тя се регулира от един подстригващ резистор и се настройва по ваш вкус. Микросхемата NE555 е взета за основа; нискочестотният генератор е сглобен с помощта на прикрепени елементи, както е показано на диаграмата. С помощта на тример 47 kOhm регулираме честотата на изходните сигнали.

Въпреки това, чипът NE555 има ниска мощност и ако веригата се използва директно към високоговорител, сигналът ще бъде твърде тих и няма да доведе до желания ефект. Следователно сигналът от изхода на генератора трябва да бъде усилен. Ние ще сглобим усилвателя на чипа TDA2005, можете да използвате и по-малко мощния чип TDA2003, но ефектът няма да бъде същият, TDA2003 ще осигури мощност на усилвателя до максимум 10 W.

TDA2005, когато се включи мостово, за един високоговорител (разбираме, че тук няма нужда от стерео) ще осигури 20-25 W усилване, което е много по-значимо. Схемата на усилвателя е представена по-долу, както и снимки на монтажа, тя може да бъде сглобена на всяка платка, от която има много във всеки магазин за радио. След сглобяването на усилвателя прилагаме изходния сигнал от генератора към входа на усилвателя. Чипът TDA2005 (или който и да е друг, който сте използвали) трябва да бъде инсталиран на радиатора, той ще се загрее доста добре, така че е необходимо да се осигури достатъчно охлаждане.

Почти готово, остава само да свържете високоговорителя. Високоговорителите от стари алармени системи са идеални за тези цели. Повярвайте ми, ефектът ще бъде зашеметяващ, така че е препоръчително да извършите всички манипулации по конфигуриране, тестване и инсталиране далеч от града и големи тълпи от хора. Можете също така да свържете микрофон към входа на усилвателя, добавяйки ефект на говорим език, в допълнение към специалния сигнал, който ще обезсърчи всеки участник в движението.

Ако желаете, можете да изградите по-мощен усилвател, като използвате друг чип TDA7294, но той изисква по-високо захранване от бордовата мрежа на автомобила. В тази връзка ще е необходимо да се допълни веригата с преобразувател на напрежение. Това е по-сложен дизайн, но мощността на усилвателя може да се увеличи до 100 W!


И накрая ще ви предупредим още веднъж, че специален сигнал е забранен на обикновен автомобил, ако не принадлежи на никакви държавни служби (полиция, пожарна, линейка и др.) използването на специален сигнал за други цели се наказва с голяма глоба и конфискация на оборудване, повярвайте ви, няма нужда от проблеми.

VIP сигналът е сигнално устройство със специално предназначение, което се използва от разузнаването и е недостъпно за цивилни, но това е само на пръв поглед. Наскоро същият ченгеджийски шарлатанин беше докаран за ремонт.

Сигналът е доста стар, въпреки че до скоро се ползваше - разбира се, от цивилни. Съвременните специални сигнали се правят на специализирани микроконтролери, това може драстично да намали размера на платката на генератора и самата верига като цяло, но този сигнал е бил използван още през елегантните деветдесет години, така че за да се получи ефектът на шарлатанство, огромен брой компоненти тук се използват - броячи, правоъгълни генератори на импулси, нискочестотен усилвател, съгласуващ трансформатор, усилвателно стъпало на мощни биполярни ключове и силов трансформатор.

Схемата има три основни режима на работа - високоговорител, крякащ сигнал и вой на полицейски сирени. Ефектът се получава с помощта на генератор на квадратни импулси и брояч, след което сигналът се усилва предварително и се подава към входа на нискочестотен усилвател.




Самият усилвател е направен на широко използваната едноканална микросхема TDA2003, която ви позволява да усилите стотици пъти номиналния входен сигнал (микросхемата осигурява 10-12 вата мощност). След това сигналът отива към първичната намотка на съгласуващия трансформатор. Този трансформатор има две вторични намотки, всяка от които захранва база от мощни захранващи превключватели.




Превключвателите на мощността се задействат според амплитудата на базовия сигнал, образувайки многократно усилване на напрежението. Усилването се осъществява от силов трансформатор. Във веригата честотата се регулира в рамките на 200 Hertz, поради което всички използвани трансформатори имат желязна сърцевина.

Веднъж авторът на тези редове трябваше да ремонтира китайски скутер, който „следващото поколение“ доведе до доста депресиращо състояние. В допълнение към много чисто механични проблеми, скутерът имаше и „електрически“ проблеми - младите ездачи трябва да не са се интересували много от техническото състояние на своя „железен кон“ и затова са карали с регулатора на напрежението „мъртво до нула“ - в резултат на това почти всички лампи на машината бяха изгорени и звуковият сигнал не работи.

Как да си направим шарлатан за кола

И ако след ровене в гаража за няколко часа успяхме да вземем регулатор с крушки, но с търсенето на „тръба“ ситуацията беше малко по-сложна - в магазин за мотоциклети не струва повече , не по-малко, 400 рубли; и плюс всичко, по това време не се продаваше. Идеята за инсталиране на автомобилен клаксон на скутера, след известно мислене, също беше отхвърлена - има твърде голяма мощност - най-вероятно слабият бутон в превключвателя на волана няма да издържи и ще започне да гори, а за някои причината, поради която не исках да инсталирам допълнително реле.

А цената на автомобилния клаксон е значителна - дори повече от тази на мотоциклета. Тук се роди идеята скутерът да се оборудва с някакъв домашно направен сигнал, който да има ниска производствена цена. Е, ако ще стартирате самоходно оръжие, тогава нека резултатът е интересен и необичаен - той ще работи, така да се каже, за образа на „мопед“.

Тъй като животът не беше лесен за този скутер, в провинцията - където пътни полицаи не бяха виждани от времето на Иван Сусанин, а абсолютно тихи и трезви овчари (с техните рогати заряди като стажанти) бяха самозвани пътни инспектори; възникна идеята да се оборудва машината със сигнал, напомнящ на известния „шалатан“ - като този, инсталиран на полицейски коли и други служби за спешна помощ - в края на краищата в селото такава „малка шега“ най-вероятно няма да създаде проблеми ( за разлика от града, където КАТ, разбира се, няма да позволи подобни волности - и, между другото, ще постъпи правилно!).

Преглед на радиолюбителски сайтове показа, че „шарлатаните“ по принцип са създадени от домашни хора; обаче напоследък все повече и повече от тези устройства се изграждат на... микроконтролери! За мен този подход изглеждаше разточителен и не съвсем оправдан - всъщност използването на MK за такива неща е като стрелба по врабчета от оръдие (въпреки че аз самият всъщност знам как да работя с MK и наистина го обичам). Затова беше решено да се измисли възможно най-простият и евтин „шарлатан“ - такъв, че всеки, който може да държи в ръцете си не само волана на своя „селски кон“, но и поялник, да може лесно да повтори то. имайки няколко часа свободно време и шепа евтини радиочасти.

Но първо трябваше да разберем какво точно е това „крякане“, толкова нехаресвано от мнозинството нарушители на пътя? И тъй като не беше възможно да се приближа до полицейска кола с осцилоскоп и да бипкам (поне без сериозни последици за здравето ©), трябваше да поема по друг път и да инсталирам специална програма на моя компютър (Генератор на сигнали от пакета WaveTools - генератор на звукови вибрации, с възможност за задаване на тяхната честота и форма; автор на програмата е Paul Kellett), за да експериментирате малко и да изберете желания звук на ухо.

И сега, след няколко часа насилие над собствените ми уши, тайната най-накрая стана ясна: желаното „крякане“ е просто асиметрични правоъгълни трептения с честота 80-90 Hz, имащи работен цикъл в диапазона от 3 до 12% - това всъщност е обикновен PWM сигнал. За автора на тези редове две опции изглеждаха най-близки до „марковите“ (особено първата): 80 Hz при 4% и 85 Hz при 9%.

Между другото, ако честотата на този сигнал се повиши до 250-400 Hz. и направете фактора на запълване равен на 15-30%, звукът ще стане много подобен на звука на стандартен автомобилен клаксон. Това означава, че за да „кряка“, дори най-простият PWM генератор ще бъде достатъчен - стига повече или по-малко точно да осигурява изходен звуков сигнал с дадените характеристики.

Диаграмата на полученото устройство е показана на фигурата - това е класически асиметричен мултивибратор, зареден върху транзисторен ключ, който е най-простият усилвател тук. Номиналните стойности на елементите в тази схема са посочени за режим 80 Hz/4%. Честотата, както и работният цикъл на импулсите на изхода на такъв генератор, зависят от съпротивленията R1 (задава продължителността на импулса), R2 (задава продължителността на паузата) и капацитета C1. Продължителността на импулса се изчислява по формулата:

Време (сек)=0,8*C1 (uF)*R1 (kOhm)/1000;Продължителността на паузата се изчислява по подобен начин, само че вместо стойността на R1 е необходимо да се замени стойността на R2. Съответно, за да изчислите съпротивлението на резистора R1 (или R2) за предварително известна стойност на времето на импулса (или паузата), трябва да използвате формулата, обратна на предишната:

R(kOhm)=Тимп. (сек)/0,8*C1(uF)*1000.Продължителността на импулса/паузата (в секунди) може да се изчисли чрез задаване на необходимата честота F (в Hz) и работен цикъл D (в проценти), като се използват формулите:

Време = (1/(F*100))*D,

Тпауза.=(1/(F*100))*(100-D).

Ако според резултатите от изчисленията съпротивленията на резистора се окажат много големи (няколко мегаома) и няма налични такива (авторът на тези редове, например, първо направи точно това), тогава можете просто увеличете капацитета C1 с 5-10 пъти. и съпротивлението на резисторите съответно се намалява със същото количество. Също така е препоръчително да се осигури възможност за известна настройка на честотата в готовото устройство. за да се постигне най- [неприятен звук.

За да направите това, капацитетът на реалния C1 трябва да бъде избран малко по-малък от изчисления и паралелно с него да включите „тунера“, който в малки граници ще направи „корекцията“. Изходният транзистор VT1 по принцип може да се използва като биполярен, но все пак е по-добре да вземете MIS - не непременно този, посочен на диаграмата (IRF610 беше избран само защото „дойде под ръка“) - почти всеки транзистор ще направи - канал; основното е, че има Imax от поне 1 A и Umax от поне 30 V (приложимо, например, IRF610-640, IRF740, IRF3205 - както и много други).

Цялата работа тук е, че съпротивлението на прехода на биполярен транзистор, дори и напълно отворен в режим на насищане, въпреки това има доста голяма стойност - понякога може да надвишава 10 ома; но активното съпротивление на товара - обикновен високоговорител - е само 2-8 ома. По този начин транзисторът и неговият товар образуват един вид делител на напрежението, чието съпротивление на долното рамо (транзистора) понякога може да бъде два (или дори повече) пъти по-високо от съпротивлението на горното рамо (говорителя).

В резултат на това спадът на напрежението в транзистора започва да надвишава спада на напрежението в товара, което от своя страна неизбежно води до намаляване на силата на звука - в крайна сметка всъщност се включва допълнително съпротивление на транзисторния преход в серия с високоговорителя - същите 5-10 ома. Превключването на MIS транзистора е различен въпрос: в отворено състояние съпротивлението на неговия канал е по-малко от ом (за някои модели дори стотни от ома!) - тоест е на нивото на обикновен проводник; и това означава, че почти цялото напрежение, приложено към товара, ще падне върху него - вместо да напразно нагрява кристала на управляващия транзистор.

Ако няма възможност (или желание) да се използва MOS транзистор, тогава двойка биполярни ще направи - те трябва да бъдат свързани с помощта на схема на Дарлингтън. Идеален излъчвател на звук за това устройство би могъл да бъде фабричен „звънец“ - като тези, инсталирани на гарата за уведомяване на пътниците - разбира се, ако се продаваше по-често и на атрактивна цена. Можете обаче да направите без никакви разходи, като използвате обикновена динамична глава като излъчвател на звук - за предпочитане е тя да е по-голяма и по-мощна (въпреки че авторът на тези редове получи добри резултати с обикновен двуватов "овал" от „мъртво“ съветско радио).

Освен това това е почти единственият случай в радиоелектрониката, когато принципът „колкото по-лошо, толкова по-добре“ е напълно оправдан: високоговорителят може да е „дрезгав“, да има разкъсан дифузьор - проверено е, че „шарлатанът“ няма да загуби нищо от това и дори обратното - звукът ще стане по-„сочен“ и „ядосан“. Сирените от автомобилните аларми също имат добър звук (и дори висока механична якост - за разлика от крехките високоговорители!).

Можете да закупите такъв продукт за стотинки в най-близкия автосервиз; След това ще трябва да отворите тялото на сирената, да разлепите стандартния шал „синтезатор на вой“ от неговия звуков излъчвател и след това да свържете описаното устройство вместо последното. Плюс това, корпусите на повечето автомобилни сирени са не само издръжливи и херметизирани, но и много просторни, благодарение на което цялата верига „шарлатан“ може лесно да бъде поставена директно в такъв корпус. Единственото ограничение тук е фактът, че не всички сирени възпроизвеждат добре ниски честоти.

Печатна платка за устройството не е разработена - във версията на автора основата за всички части, с изключение на микросхемата, беше парче ламинат от фолио от фибростъкло с размери ~ 10x45 mm, с гравирани върху него контактни площадки (ако не ако искате да гравирате, можете просто да ги изрежете със скалпел или бормашина); след това запоих микросхемата към този импровизиран шал с помощта на обикновени монтажни проводници, върху които се поддържа (възможно е също така да се сглоби устройството върху готов макет - „сито“). След тестване на дизайна за него беше направен корпус с дължина около 45 mm, изрязан от пластмасов кабелен канал 40x40 mm.

Направих капака на канала с 20 мм по-дълъг от U-образната му част, за да пробия дупка в получената надбавка за закрепващия болт. Резултатът беше доста прилична кутия с „око“ - като реле „девет“, само малко по-голямо. За да се запечата кутията, беше направен много безразсъден опит да се напълни с битум, нагрят на горелка, поради което веригата безопасно отиде в своя „електронен рай“ (не повтаряйте грешките ми!).

Вторият екземпляр имаше по-голям късмет - беше решено тялото му да се напълни с прозрачен строителен силикон (който се продава в големи спринцовки - "пистолети") и "пациентът" смело издържа тази "екзекуция". Вярно е, че силиконът има един съществен недостатък - в сравнително голям обем на кутията той се втвърдява изключително бавно, дори ако го „изсушите“ на радиатор; следователно такъв уплътнител ще постигне пълна полимеризация само след няколко седмици.

В крайна сметка цената на цялата тази „настройка“ се оказа дори по-ниска от 10-те рубли, посочени в заглавието на статията. - всъщност трябваше да купя само K176LA7 (~3 рубли, заменя се с K561LA7, K176(561)LE5; и с лека промяна в схемата - също с K176(561)LN2); Всички останали части, включително изходния транзистор и високоговорител, благодарение на много години „събиране и проучване“, получих абсолютно безплатно.

Горното устройство ще бъде полезно не само като оригинален „клаксона“ за скутер или велосипед - то може успешно да се използва и като звънец в охранителна (или противопожарна) аларма - звукът на полицейска кола, който неочаквано взе любителите на стоките на други хора от изненада, най-вероятно ще бъдат „по техен вкус“ " И в селското стопанство такъв „шарлатан“ ще помогне да изплаши неканени гости - гризачи, къртици, птици и др., От дългоочакваната реколта - авторът на тези редове, например, лично наблюдава как звукът на това устройство плаши далеч цяло стадо свраки.

В такива случаи логическите елементи D1.3-D1.4, които са останали неизползвани в микросхемата, ще бъдат полезни: върху тях, например, можете да сглобите симетричен мултивибратор на 2-3 Hz (според класическата схема) , и с неговите импулси можете да задействате описания тук генератор на звук - тогава звукът на „крякането“ ще стане прекъсващ, което е добре за използване в аларми. Или използвайте друг, подобен PWM генератор, за да стартирате "пукащия" генератор, като изчислите неговите параметри по такъв начин, че звукът да се включва например за пет секунди на всеки половин минута - ще получите почти пълен аналог на широко рекламирано (и изобщо не евтино!) индустриално устройство „ Антикрот.

Освен това схемата ще е полезна и за дублиране на някои играчки, продукции, игри и др.

внимание!Звукът, възпроизвеждан от описаното тук устройство, се приравнява към специални сигнали и е разрешено да се монтират само на автомобили на специализирани държавни служби! Неразрешеното оборудване на лични или търговски превозни средства с такива сигнали е нарушение, в резултат на което към нарушителя могат да бъдат приложени различни санкции: от голяма глоба (>5000 рубли), до лишаване от „права“ или дори арест (последното в случаите, когато специален сигнал е използван за извършване на други нарушения). Подобни строги мерки са съвсем справедливи - няма място на пътя за безразсъдни шофьори, грубияни и егоисти, които се смятат за специални и безсмислено излагат живота си и околните на риск. Нека бъдем учтиви – и на пътя, и в живота!