(c) 2007 А.В. Черномырдин aka chav1961

Внешний вид
Упр. программа
.

Устройство дистанционного управления ламповым усилителем. Новая концепция.

Первая версия устройства управления (см) оправдала две концептуальные задумки - автоматическую настройку под любой пульт управления и распайку платы коммутатора сигналов непосредственно на входные разъемы усилителя. К сожалению, не оправдали себя другие концептуальные задумки. Практика его использования показала, что при монтаже в узеньких коробочках, в которых обычно только и собираются предварительные усилители, трудоемкость разводки проводов, проверки правильности подключения, проблемы размещения платы центрального микроконтроллера и прочие моменты очень усложняют монтаж устройства. Кроме того, появилась еще одна концептуальная задумка - сделать предварительный усилитель с разъемом-"мамой", в который включается питание оконечного каскада усилителя (как включается монитор в некоторые системные блоки). В этом случае у нас появляется возможность реальной манипуляции всем комплексом предварительный+оконечный усилитель.

Для реализации новой концепции устройства управления было решено вместо пучка проводов развести по устройству четырехжильный плоский кабель, и управлять оконечными устройствами (светодиодами, реле коммутатора, двигателями органов управления) по протоколу I2C (точнее, его жалкому подобию ). Насколько упрощает монтаж плоский кабель, нет нужды распространяться. В качестве приемников управляющих воздействий используются микроконтроллеры ATTiny15 (открою страшную тайну, почему именно они - от одного проекта их у меня осталось более сотни штук, а применить их сейчас на более приличное дело просто некуда - тот же ATTiny13 переплевывает его по всем параметрам). В их задачу входит управление яркостью светодиодов, вращением моторов, переключением реле и проч. Центральный микроконтроллер - более солидный: как минимум, ATTiny25, потому что, во-первых, в нем вдвое больше памяти программ, а, во-вторых, его уже реально можно программировать на языке С, а то ассемблер, откровенно говоря, затрахал . По результатам анализа всех нужд в усилителях был выделен следующий список "устройств":

  • разумеется, центральный микроконтроллер с "инфра-глазом", воспринимающий сигналы от ПДУ и управляющий всем остальным комплексом
  • микроконтроллер с тремя светодидами-"точками", индицирующий номер включенного в данный момент входа
  • микроконтроллер с тремя светодиодами (две стрелки и точка), индицирующий выбранную ручку управления и направление ее вращения
  • микроконтроллер с платой реле, коммутирующий входные каналы
  • микроконтроллер с ключами управления двигателями, распаивающийся непосредственно на разъемах двигателя, и крутящий три переменных резистора
  • микроконтроллер с электронным реле, обеспечивающим включение/отключение аудиокомплекса в целом
  • дежурный блок питания мощностью 0.35 Вт

Итак, вот что получилось в результате разработки:

По большому счету, каких-либо схемных изысков ни в одном из компонентов этого "супового набора" нет, вся его функциональность реализована чисто программным способом. Управляющая программа для центрального контроллера теперь поддерживает один из двух протоколов на выбор - либо протокол Sony, либо протокол RC-5 (какой именно - задается при компиляции программы). Файл *.hex в архиве собран под протокол Sony, если нужен протокол RC-5, см файл readme.txt в архиве, что нужно для этого сделать. Применение полевого транзистора, а не симистора в электронном реле объясняется тем что при работе корректора мощности (который теперь есть в каждом моем блоке питания) тиристор просто приводит схему в хлам - там нужен девайс, который по команде включится и больше никогда не будет отключаться без команды. В качестве полевого транзистора я сейчас ставлю 2SK2141 (до 600 В, до 6А). Для питания затвора полевого транзистора пришлось применить малогабаритную батарею на 12 В. Полагаю, ее должно хватить на многие годы. Т.н. фотовольтаических оптронов, которые могут питать затвор полевого без батареи, я так и не нашел.

Для идентификации устройств на шине I2C каждому из них приписаны следующие адреса:

  • микроконтроллер со светодиодами-точками имеет адрес 0x60
  • микроконтроллер с платой реле коммутатора каналов имеет адрес 0x64
  • микроконтроллеры с тремя светодиодами имеют адреса 0x68 (индикация управления громкостью), 0x69 (индикация управления тембром НЧ) и 0x6A (индикация управления тембром ВЧ)
  • микроконтроллер с электронным реле имеет адрес 0x70
  • микроконтроллер с ключами управления двигателем имеет адрес 0x74

Каждый из этих блоков может получать от центрального микроконтроллера управляющие команды. Список этих команд можно найти в комментариях к исходным текстам управляющей программы каждого микроконтроллера.

Устройство управления собрано на ворохе маленьких двухсторонних печатных плат из стеклотекстолита толщиной 1.5 мм. Как показала практика, наиболее рациональный способ изготовления этих плат - изготовить, протравить и распаять "коллективную" плату сравнительно больших размеров, а затем порезать ее на готовые платки лобзиком. Разводку "коллективной" платы в формате *.dxf можно скачать здесь, схема расположения деталей на "коллективной" плате приведена в конце страницы. Размер "коллективной" платы - 113х49 мм. Все платы соединяются между собой двумя четырехжильными плоскими кабелями - "земля", питание, и шина I2C. Начинаются оба кабеля от центрального контроллера с "инфра-глазом", и проходят как шина по всем остальным устройствам (кроме дежурного блока питания). Питание от дежурного блока питания подается только на центральный контроллер. Также от центрального контроллера имеется отвод на светодиод, имеющийся в кнопке включения (на схеме - X1.2). В дежурном режиме это светодиод мигает короткими вспышками с частотой 1 раз в 30 сек, чтобы был заметен факт включения устройства. При включении конструкции он горит в полный "накал".

Чтобы сократить усилия на изготовление устройства, рекомендую следующий порядок работ:

  • изготавливается и травится "коллективная" плата
  • на плате распаиваются все SMD-компоненты по всем устройствам, включая запрограммированные микроконтроллеры, но не устанавливаются оптопары в блок электронного реле. Рекомендую использовать групповую пайку тем методом, который я описывал здесь
  • на коллективной плате высверливаются все необходимые отверстия, после чего плата режется лобзиком на индивидуальные компоненты. Перед резкой платы следует пропилить лобзиком разрядный промежуток в плате электронного реле. Края полученных плат желательно обработать напильником.
  • на верхней стороне плат резаком вырезаются ромбовидные контактные площадки под контакты-саморезы, после чего в платы впаиваются контакты, выдранные из какого-нибудь IDE-разъема.
  • в платы впаиваются недостающие компоненты (светодиоды и оптопары). При пайке плат со светодиодами рекомендую ложить их на кольцо подходящего размера (я использую кольца из блоков питания ATX), чтобы, во-первых, упростить пайку, и, во-вторых, обеспечить нахождение излучающих поверхностей светодиодов на одном уровне (иначе они будут торчать из корпуса устройства как попало).
  • платы соединяются кабелем. Если "инфра-глаз" расположен на панели справа, рекомендую следующий порядок соединения: влево - "инфра-глаз", индикатор "ГР", индикатор "ВЧ", индикатор "НЧ", индикатор каналов, коммутатор каналов, вправо - "инфра-глаз", блок управления двигателями, электронное реле. Если "инфра-глаз" расположен на панели слева, рекомендую следующий порядок соединения: влево - "инфра-глаз", индикатор каналов, коммутатор каналов, электронное реле, вправо - "инфра-глаз", индикатор "НЧ", индикатор "ВЧ", индикатор "ГР", блок управления двигателями. Поскольку никаких специальных усилий по согласованию линий в устройстве сделано не было, необходимо при его соединении придерживаться двух правил - общая длина каждого шлейфа (от "инфра-глаза" до последнего устройства) не должна превышать 40 см и общее количество устройств на каждом шлейфе не должно превышать 5. Если эти правила соблюдены не будут - устройство не заработает!
  • перед установкой плат в устройство необходимо покрыть их защитным лаком. Рекомендую ISOTEMP. Брал я его здесь.

Монтаж всех блоков, содержащих светодиоды, предполагается выполнять в соответствующие отверстия корпуса с помощью термоклея, дежурный блок питания и электронное реле монтируются на стойках высотой 6 мм, блок коммутатора распаивается непосредственно на входные разъемы усилителя, а блок управления двигателями резисторов "ГР", "НЧ" и "ВЧ" - на выводы среднего из двигателей (я предполагаю, что резисторы расположены в следующем порядке - "НЧ", "ВЧ", "ГР", если смотреть на них с передней панели усилителя). Рекомендую также от души мазнуть термоклеем по местам накола кабеля на "разъемы" плат. После монтажа разъем X6.3 обязательно следует подключить к источнику напряжения 6..9 В (например, напряжения накала) - дежурный блок питания рассчитан исключительно на питание "инфраглаза" и первоначальный запуск устройства, обеспечивать работу блока управления в нормальном режиме он не может! Обратите также внимание на то, что включение усилителя происходит в два этапа - вначале включается электронное реле, и только потом (с интервалом примерно 2 сек) устройство включается полностью. Пауза введена для того, чтобы в усилителе успел запуститься основной блок питания, чтобы обеспечить питание девайса в рабочем режиме.

Список компонент и критерии возможной замены приведены в таблице:

№ по схеме Тип Критерий замены Где можно взять
DD1.1 ATTiny25-10SU ATTiny25 Промэлектроника
DD2.1, DD3.1, DD4.1, DD5.1, DD7.1 ATTiny15L-1SU ATTiny15 Промэлектроника
DA1.1 TSOP1736 любой фотоприемник на 36 кГц Промэлектроника
DA6.1 L78L05 любой линейный стабилизатор 5В с током не менее 1 А Промэлектроника
VT1.1..VT1.4 BC856 любые p-n-p с U >= 6В и I >= 0.1 А Промэлектроника
VT5.1..VT5.4 IRF7389 любая сборка комплементарных полевых транзисторов с U >= 6В и I >= 1 А Промэлектроника
VT7.1..VT7.3 КТ665А9 любые n-p-n с U >= 6В и I >= 1 А Промэлектроника
VD1.1, VD2.1, VD3.1, VD4.1, VDS6.1, VD7.1..VD7.4 LL4148 любые импульсные Промэлектроника
VD6.1 1N4001 любой выпрямительный с током до 1 А Промэлектроника
VDS6.2 RS204 любой мост с U >= 400В и I >= 2A Промэлектроника
HL2.1..HL2.3, HL3.2 L-13GD любые светодиоды Промэлектроника
HL3.1 L-322GD любые светодиоды Промэлектроника
HL3.3 L-322ED любые светодиоды Промэлектроника
HL4.1..HL4.2 LTV-357NT любые транзисторные оптопары Промэлектроника
С1.1 чип танталовый любые электролитические с U >= 6В Промэлектроника
С6.3 К50-35 любые электролитические с U >= 10В Промэлектроника
С1.2..С1.5, С2.1..С2.2, С3.1..С3.2, С4.1..С4.2, С5.1, С7.1..С7.4 чип 0805 любые керамические Промэлектроника
С6.1..С6.2 чип 1206 любые керамические Промэлектроника
R1.1..R1.3, R2.1, R3.1, R4.1, R5.1, R7.1..R7.10 чип 0805 любые с P >= 0.125 Вт Промэлектроника
Rel7.1..Rel7.3 РЭС80-1 08.15 любые с 2-НР или 2-П контактами и Uсраб <= 5 В Промэлектроника

Программы, управляющие работой устройства управления, можно скачать здесь. В архиве имеется файл readme.txt, в котором подробно расписано содержимое архива и особенности программирования микроконтроллеров. Настройка устройства под пульт управления аналогична настройке предыдущей версии устройства - надо соединить вывод 2 центрального микроконтроллера (на схеме - X1.1) с общим проводом и включить питание устройства, а затем последовательно нажать семь кнопок в том же порядке, что и здесь. При настройке пульта на индикаторе номера входа будут последовательно появляться двоичные коды от 001 до 111. Для правильной настройки необходимо следить за тем, чтобы коды на индикаторе "перебирались" последовательно, без "прыжков" через несколько номеров. Если "прыжок" все-таки произойдет, настройку пульта следует повторить заново. После настройки пульта соединение вывода 2 с общим проводом должно быть разорвано.

Расположение деталей на "коллективной" плате



Hosted by uCoz