А хотите среди жаркого солнечного лета новогоднюю историю о снежной морозной зиме? Если да - слушайте... Это история еще одной конструкции. Началась она много лет назад.
Год 1984. Школа. Урок английского. Учитель делится впечатлениями от присланной кому-то из ее знакомых из далекого "забугорья" удивительной открытки.
— С виду простая открытка, но раскрываешь ее и играет музыка, — восторженно рассказывает она.
— Что же там играет? — в ответ на наш вопрос — Я не знаю. Просто очень тихая и красивая музыка.
Год 1989. В случайном разговоре с моим дядей, тем самым заядлым радиолюбителем-электронщиком.
— А ведь я такую видел... Мне ее давали подержать... Разобрать, правда, не дали.
— Сделана из плотного тисненого картона. Никаких проводов и батареек не видать. Что излучает звук? Да скорее всего пьезоэлемент.
Шли годы. Те волшебные технологии восьмидесятых скорее всего уже утрачены-позабыты. Но мысль сделать нечто подобное на доступной элементной базе иногда всплывала. И вот...
Год 2015. На сайте интернет-магазина TIXER.RU обнаруживаю модуль для музыкальной открытки Jingle Bells, выполненной в виде бескорпусной микросхемы на кусочке текстолита. Так вот из чего она состоит! Беру про запас, сразу 4 модуля.
Год 2017, 1 декабря. Наконец-то дошли руки сделать такую штуку. Все нужные компоненты под рукой. Сам модуль, излучающий пьезоэлемент, усилительный транзистор, аккумулятор или элемент питания, кнопка для запуска. Что может быть проще!
Спаял. Включил. Ой! Что это? Вместо ожидаемых колокольчиков из рекламы Кока-Колы, раздается звук, напоминающий тройной пароходный гудок. Особенно, если вместо тихого пьезоизлучателя подключить обычный громкоговоритель. Наверное перепутали прошивку. Такое бывает. Но мне-то нужны новогодние колокольчики Jingle Bells!
Думаю, как быть дальше. Есть еще вариант. Использовать отечественное импортозамещение. Например микросхемы УМС. Перебираю свои запасы. Есть "Турецкий марш", есть "Гопак" и "Шаланды полные кефали", есть "Голубой Дунай" и "Вальс Грибоедова", есть "Песенка Чебурашки" и "Песенка крокодила Гены" и даже отрывки из "Лебединого озера" и "Прощание славянки". Но УМС7-14 с отрывком из "В лесу родилась елочка" в моей коллекции нет. Так же, как и нет под рукой машинки времени, чтобы сгонять за микросхемой в начало 90-х.
Пробую спаять схему на УМС7-03, с Чебурашкой и крокодилом Геной. Схема несложная, та же самая, что в музыкальном звонке.
Работает. Но что-то не то. С пьезоэлементом звучит слишком тихо. С громкоговорителем, наоборот, слишком громко. Не понравилось. Разобрал.
Год 2017, 6 декабря. Думаю еще. Надо искать микросхему с Jingle Bells. Нашлась PX088A аж в славном граде Питере. Заодно с ней заказал и аналогичный модуль воспроизведения звука "Happy Birthday" на LX9300H.
Год 2017, 9 декабря. В глухое наше Замкадье с брегов заснеженной Невы посылка доехала быстро, всего за три дня. Не иначе как с оказией на упряжке северных оленей Санта Клауса. Хмурый сотрудник пункта выдачи попросил расписаться в накладной, я получил свой пакет и пошел собирать очередную схему.
Собрал. Включил. Если звучащая мелодия и напоминала Новый Год, то разве что Восточный. Например Новый Год в Китае. С Огненными Драконами, золотистыми фонариками, и радужными фейерверками над Хуанхэ. Спустя еще несколько дней на сайте интернет-магазина модуль Jingle Bells был плавно переименован в China melody. Видно Огненные Драконы привиделись не мне одному.
Ради успокоения спаял схему на микросхеме LX9300H. Здесь все было точно. "Happy Birthday" победно звучал по квартире.
Вот скажите, сколько раз подряд вы сможете прослушать монотонно звучащую музыкальную фразу "Happy Birthday to you" оставаясь в спокойном и радостном настроении?
Мне хватило трех. На середине четвертого проигрыша рука сама потянулась к выключателю. Радость кончилась. За окном была темная зимняя ночь. На часах - полпятого. Я выключил паяльник и пошел спать.
А схема действительно очень простая. И хорошо будет работать в системах бытовой сигнализации. В сиренах. Или в будильниках. Там, где нужно привлечь внимание. Там, где нужно быстро среагировать. И выключить. Именно такие, монотонные, назойливые звуки для этого подходят как нельзя лучше. Выбирайте любую из этих трех микросхем.
Год 2017, 10 декабря. Говорят "утро вечера мудренее". Верно говорят. На следующий день я хорошо обдумал, что именно я хочу получить.
К желаемому функционалу технического задания
а) чтобы звучало
б) чтобы было как можно более плоское
добавилась еще пара требований
в) чтобы громкость можно было регулировать
г) чтобы не надоедало как можно дольше, а если надоест, чтобы быстро заменить репертуар и слушать дальше
Я мысленно пролистал список устройств, обладающих такими возможностями.
Ну конечно же. IPhone!
Нет, просто модуль MP3-проигрывателя.
Если нужно быстро, но дороже - взять можно здесь.
Если дешево, но долго - тогда, например, здесь.
У меня был в запасе такой модуль.
На его борту находится сама микросхема MP3-проигрывателя и микросхема монофонического усилителя мощности, с заявленной мощностью до 2-x Ватт, которая в реальности выдает милливатт примерно 200-300.
К проигрывателю понадобится карта памяти microSD (наверняка и у вас найдется подобная старая карточка, лежащая без дела), на которую можно записать набор песен и музыкальных тем MP3-формата. Любые, которые нравятся именно вам. Вплоть до заполнения всего объема карты памяти. Записываем заранее на компьютере или другом подходящем гаджете.
Питать модуль можно от источника с напряжением от 3,7 до 5 Вольт.
Я использовал для этого LI-PO аккумулятор.
Данный мешочек с электричеством имеет следующие характеристики:
Напряжение 3.7 Вольт, размеры 3х30х35 мм, электрическая емкость (заряд) 380MAH.
При работе с LI-PO аккумуляторами, так же как и при работе с литий-ионными, следует соблюдать меры предосторожности и выполнять правила пожарной и электробезопасности. В частности, не замыкать выводы, не нагревать, не вскрывать, не подвергать деформации. Переслать по почте открытку с таким аккумулятором у вас вряд ли получится, но подарить - вполне.
Для его зарядки от любого внешнего источника (компьютер, планшет, зарядка или какой-нибудь аналогичный гаджет с USB-разъемом) используется зарядное устройство на микросхеме TP4056.
Для уменьшения толщины конструкции зарядное устройство лучше взять с разъемом micro-USB. Соответственно нужно выбрать и шнур для зарядки.
Изначально на плате зарядного устройства установлен ток заряда в 1 Ампер.
Чтобы аккумулятор служил дольше я снизил ток заряда до трехсот с небольшим миллиампер.
Это штатная операция, производится заменой токоограничивающего резистора с 1.2 кОм на 4 кОм. Точнее на типовой с сопротивлением 3.9 кОм.
В зависимости от нужного тока зарядки его сопротивление подбирается по данной таблице.
(Взято отсюда).
К модулю проигрывателя подключается громкоговоритель.
В "ЧИП И ДИП" мне удалось разыскать один из самых тонких и маленьких громкоговорителей (толщиной всего 5.5 мм).
Его характеристики:
- Мощность, Вт - 1.5
- Номинальное электрическое сопротивление, Ом - 8
- Диапазон частот, Гц - 300…20000
- Габаритные размеры, мм - 28x5.5
Звук ясный и чистый. Звучит он не очень громко, но для озвучивания небольшой комнаты в уютной семейной обстановке праздника вполне хватает. Раскрытая под некоторым углом открытка в данном случае работает как своеобразный акустический рупор, отражая и направляя звук плоскостями страниц, тем самым слегка усиливает его.
Для управления проигрывателем используется набор из трех тактовых кнопок. На основной плате места для них не нашлось, только контакты для подключения. Поэтому вынес кнопки на отдельную плату управления. На ней же установил миниатюрный общий выключатель, с помощью которого схема обесточивается в режиме хранения.
Сама плата управления имеет размер 44х10 мм.
Расположение элементов на плате управления.
Чертеж печатной платы управления.
Данный рисунок можно скопировать, например в MS Word, выставить указанный размер и распечатать на лазерном принтере на листе термобумаги. Затем, с помощью утюга (ЛУТ - лазерно-утюжная технология) перенести изображение с термобумаги на кусочек фольгированного стеклотекстолита, предварительно зачищенного ученическим ластиком и вытравить плату в водном растворе хлорного железа.
После травления зачистить дорожки на плате от остатков запеченного тонера (аккуратно лезвием безопасной бритвы или ацетоном) и залудить их. Затем просверлить отверстия диаметром 0.7 мм и напаять на плату тактовые кнопки, выключатель и соединительные провода. После пайки отмываем плату от канифоли изопропиловым спиртом.
В результате получится вот такая плата управления.
Затем соединительные провода соответствующим образом нужно припаять к модулю проигрывателя.
Так, чтобы, при коротком нажатии
- на левую кнопку - выбиралась предыдущая мелодия
- на центральную кнопку - включался режим паузы, с последующим нажатием продолжалось воспроизведение
- на правую кнопку - выбиралась следующая мелодия
При долгом нажатии левой кнопки громкость должна уменьшаться.
При долгом нажатии правой кнопки громкость должна увеличиваться.
Теперь нужно подумать о механизме включения.
Хорошо бы, если бы наша открытка включалась при раскрытии и отключалась при закрытии самостоятельно.
Для этого нужно использовать геркон и магнит.
При возникновении магнитного поля контакты геркона замыкаются. Или размыкаются.
Нам понадобится геркон с нормально замкнутыми контактами. Подойдут так называемые переключающие герконы, у которых в обозначении есть буква С.
Например МКС-27103 ГР.А. Или МКС-52201 ГР.А. Но он больше по размеру.
Управлять герконом будем с помощью неодимового магнита, приклеенного к другой страничке раскрывающейся открытки.
Осторожно! Неодимовые магниты могут быть опасны для маленьких детей! Поэтому приклеивать нужно очень прочно. Чтобы не оторвали и случайно не проглотили. Иначе лучше вовсе отказаться от использования магнита и геркона, замкнув цепь контактов геркона накоротко. И пользоваться встроенным выключателем.
В исходном варианте сам геркон припаиваем последовательно с выключателем питания.
Еще нужно позаботиться о подсветке. Для простоты не станем встраивать в открытку схему цветомузыки. Достаточно будет нескольких светодиодов, изменяющих цвет со временем.
Есть быстрые светодиоды, меняющие цвет несколько раз в секунду.
Есть светодиоды, меняющие цвет плавно, раз в несколько секунд. Например такие или такие.
Вот, пожалуй, и все об электронной начинке и комплектующих.
Наглядная схема подключения деталей и соединения модулей выглядит так.
В реальности это выглядит как-то так. Схема спаянная, вид сверху.
Она же, вид снизу.
Выступающие оголенные части провода, например у светодиодов подсветки, во избежание замыканий, заранее изолируем термоусадкой и изоляционной лентой.
На этом этапе можно проверить работоспособность конструкции, применяя магнит в качестве выключателя.
Если все собрали правильно и все компоненты схемы рабочие - при отнесении магнита на расстояние - схема должна включаться и работать.
Нужно убедиться, что ничего не греется, кнопки нажимаются и действуют исправно, светодиоды подсветки светятся, музыка с карты памяти звучит.
Также нужно не забыть зарядить по полной аккумулятор устройства.
На зарядку должно уходить примерно час времени.
Год 2017, 20 декабря. Именно такой тестовый стенд был готов у меня на эту дату. Оставалось только окончательно оформить конструкцию. По срокам я вполне успевал. Я планировал подготовить устройство к 31 декабря, к Новому Году.
Но обстоятельства сложились иначе. 21 декабря (скажем по-восточному витиевато, да) Огнедышащий Дракон, взмыв над золотистыми фонариками у далекой Желтой Реки лукаво мне подмигнул, высунул дразня раздвоенный язык, и все мои намерения разлетелись радужным фейерверком. Видимо у Огнедышащего были свои планы на эту конструкцию. Возможно с ней он захотел отпраздновать Новый Год по Восточному календарю. В 2018 году Новый Год в Китае начался 16 февраля и продолжался до 2 марта. Что-ж, праздновать - так праздновать. Пришлось встретить Новый, 2018-й Год в пятый раз. Тем более, что большинство комплектующих данной конструкции как раз из Поднебесной.
А вообще данное устройство хорошо подходит к любому празднику или другому торжеству. В качестве подарка. Или в качестве поздравления и дополнения к подарку. Нужно только подобрать тему самой открытки и соответствующее звуковое сопровождение. И можно праздновать. Хоть День работника водного транспорта, хоть очередной Юбилей рабыни Изауры. Все на ваше усмотрение и предпочтение.
Далее история и хронометраж заканчиваются и начинается handmade. Или, говоря по простому, рукоделие.
Об этом читайте в следующей части.
С уважением, Ваш @mp42b.
Ранее данный пост с некоторыми изменениями был опубликован в моем блоге на платформе ГОЛОС: Дискотека из подарочной открытки или Новый Год по китайскому календарю.