На рис. 1 показана схема дублирования светом квартирных звонков. В исходном положении контакты кнопки SB1 (обычен звонковая, расположенная возле входной двери) разомкнуты и звонок НА1 выключен, а вместе с ним отключена и обмотка К1 реле переменного тока, поэтому его замыкающая (нормально разомкнутая) трупе контактов К1.1 также разомкнута.
Если нажать звонковую кнопку SB1, то ток поступит не только на звонок НА1, но и пойдет по обмотке реле К1, благодаря чему его контактная группа К1.1 замкнется, зажигая сигнальную лампу HL1, то есть ее свет продублирует звучание квартирного звонка НА1.
Аналогичным образом работает дублер телефонного звонка (рис. 2).
Замыкающая группа контактов К2.1 реле постоянного тока (с обмоткой К2) в исходном положении разомкнута, а потому лампа HL1 не горит. Дело в том, что пока в телефонной линии нет сигнала вызова, она находится под постоянным напряжением (около 70 В), которое конденсатор С1, как не очень точно говорят, "не пропускает". На самом деле, он постоянно заряжен до этого напряжения через диодный мостик VD1 и обмотку К1 маломощного реле. Из-за этого его замыкающая контактная группа К1.1 разомкнута, вследствие чего обмотка К2 мощного реле, питающегося от сети 220 В через диодный мост VD2, обесточено, а контакты К2.1 разомкнуты. В режимах ожидания вызова абонента, отбоя и в разговорном режиме данная схема нисколько не нагружает телефонную линию и не мешает нормальной работе телефона.
Каждый из сигналов вызова абонента представляет собой пакет двуполярных прямоугольных импульсов с амплитудой колебаний порядка 220 В и частотой заполнения 20...25 Гц. Если они появятся в телефонной линии, прозвучит звонок, и в это же время разделительный конденсатор С1 начнет заряжаться то в одной, то в другой полярности (как говорят, "конденсатор пропустит переменный ток"). Благодаря этому обмотка К1 маломощного реле постоянного тока во время "звонка" будет под напряжением, а его контакты К1.1 на это время замкнутся, подключая к сети 220 В сперва обмотку К2 мощного реле, а затем контактами К2.1 и сигнальную лампу HL1. В результате этого она зажигается практически синхронно с телефонными звонками.
Мощные реле советуем использовать типа МКУ-48С или МКУ-48Т. Разновидностей таких реле весьма много, поэтому укажем лишь, что сопротивление обмотки К2 сетевого реле серии МКУ-48 должно быть равно примерно 20 кОм — как у реле постоянного тока, так и переменного.
Различить их между собой весьма легко. У реле постоянного тока выступающий из обмотки свободный конец сердечника разрезан на две части, одна из которых охвачена короткозамкнутым витком в виде нескольких шайб из красной меди. Этот виток устраняет дрожание реле при питании его обмотки переменным током.
Реле постоянного тока такого витка не имеют, поэтому питать их необходимо через выпрямительный диодный мост. И хотя схема из-за этого несколько усложняется, применять в цепях переменного тока реле именно постоянного тока все-таки оказывается предпочтительнее. Дело в том, что диодный мост не только выпрямляет переменный ток, но и одновременно подавляет высоковольтные выбросы, обычно возникающие из-за самоиндукции на обмотке реле в момент резкого прерывания тока через нее. Например, если вместо мощного реле (с обмоткой К2) постоянного тока в схеме по рис. 1,2 применить реле переменного тока, контакты К1.1 маломощного реле подвергались бы усиленной электроэрозии (износу и обгоранию) из-за искрения.
Впрочем, здесь следует довольствоваться лишь теми реле, которые у вас есть под рукой. Отметим, что лучше всего использовать такие реле МКУ-48, которые снабжены защитным кожухом.
Число сигнальных ламп может быть произвольным. Только помните, что каждая контактная группа реле МКУ-48 способна коммутировать нагрузку до 500 Вт.
Питать обмотку К2 этих мощных реле постоянного тока следует через мост (VD2) серий КЦ402 или КЦ405 с буквенным индексом А, Б, В, Ж или И. Заменят его и четыре кремневые диода, собранные по схеме однофазового моста, например, серий КД105, КД209 или Д226, рассчитанные на обратное напряжение не менее 400 В. Мост (VD1) для обмотки (К1) маломощного реле — диодная сборка КЦ407А или миниатюрная КД906А. Его также допустимо составить из четырех диодов, скажем, КД102А, КД105Б, КД105В, КД105Г или серии КД209 (с любым индексом), с обратным напряжением не менее 200 В. Применима тут и сборка серий КЦ402 или КЦ405 с любым индексом, кроме Г и Е.
Маломощные реле К1 в этих двух схемах рекомендуется типа РЭС-9 с паспортом РС4.524.204, РС4.524.208 (сопротивление обмотки этих реле 9600 Ом) или паспортом РС4.524.205 (3400 Ом), либо РЭС-10 с паспортом РС4.524.300, РС4 524.301 или РС4.524.313 (4500 Ом). Разделительный конденсатор (С1) должен быть емкостью 1 мкФ с номинальным напряжением не менее 250 В.
Но лучше применить тут, хотя и большее по размерам, но зато и более чувствительное поляризованное реле с двухпозиционной нейтральной регулировкой типов РП-4, РПБ-4, РПС-4 или с трехпозиционной регулировкой, например, типов РП-5, РПБ-5, РПС-5, РП-8. Допустимо применить и реле с двухпозиционной регулировкой на преобладание РП-7, РПБ-7 либо РП-9. Важно лишь, чтобы сопротивление обмотки (или нескольких обмоток, соединенных последовательно и синфазно) этого реле было бы в пределах от 6 до 10 кОм. Заметим, что в отличие от обычных так называемых нейтральных реле, поляризованные следует подключать к источнику питания во вполне определенной полярности, так как для повышения чувствительности они снабжены постоянным магнитом. С таким реле емкость конденсатора С1 можно снизить до 0,22...0,47 мкФ.
Если после разговора по-рассеянности или из-за небрежности телефонную трубку кладут не совсем аккуратно, линия остается занятой и дозвониться до вас никто не сумеет. Вы можете часами ожидать важного для вас звонка но все будет тщетно. В этом случае световой повторитель, приведенный на рис. 2, вам не поможет. Не подскажет он и о том моменте, когда разговор по параллельному аппарату прекратился и линия освободилась. Поэтому вам придется по нескольку раз проверять, занята ли еще телефонная линия, невольно вмешиваясь в чужие переговоры. Наконец, свет повторителя весьма заманчиво использовать для освещения места возле аппарата (в особенности ночью и в сумерки), чтобы что-то прочесть и записать в блокнот по время разговора, не зажигая основного освещения.
Чтобы "обучить" сигнальное устройство загораться во всех перечисленных случаях, достаточно несколько модернизировать исходную схему светового дублера (рис. 3).
Здесь обмотка К1 маломощного реле подключена точно так же, как и в предыдущем устройстве. Но дополнительно к ней подведены два провода от электронного анализатора состояния телефонной линии, содержащего диодный мост VD3, стабилитрон VD2, маломощные транзисторы VT1-VT3 и резисторы R1-R3. Замыкающая контактная группа К1.1 поляризованного реле коммутирует обмотку К2 мощного реле (см. рис. 2), которое в свою очередь коммутирует контактами К2.1 сигнальную лампу HL1.
Так как напряжение стабилизации стабилитрона VD2 превышает 20 В, а при поднятой даже на одном аппарате трубке напряжение в линии обычно меньше 20 В, стабилитрон VD2 не проводит тока, а потому транзистор VT3 закрыт. За счет резистора R2 транзистор VT2 наоборот открыт, благодаря чему открыт и транзистор VT1 . Вследствие этого через обмотку К1 маломощного реле течет ток, поэтому контакты К1.1 включают обмотку К2 мощного реле, а оно — лампу HL1. Иными словами, при снятой с аппарата трубке лампа HL1 светит.
Если же трубку положить на место, напряжение в линии поднимется до 60...80 В, стабилитрон VD2 автоматически перейдет в проводящее состояние, благодаря чему транзистор VT3 откроется, закрывая сперва транзистор VT2, а после и VT1. Из-за этого обмотка К1 поляризованного реле будет обесточена — лампа HL1 не зажжена.
Одновременно может быть использовано не одно, а несколько таких устройств, установленных возле каждого телефонного аппарата. Впрочем, место их расположения по трассе линейного кабеля может быть совершенно произвольным, что выгодно отличает данный сигнализатор от других подобных (к примеру, описанных в статье Ю.Прокопцева "Телефон включает свет" — "Сделай сам", 1994, №1, с. 83 и С.Ермоленко "Световое дублирование телефонных звонков" — "Радио", 1996, 12, с. 43). Дело в том, что этот сигнализатор не должен быть непосредственно связан с самими аппаратами. Более того, поскольку в его схеме задействованы мосты VD1 и VD3, полярность подключения этого устройства к телефонной линии также может быть произвольной.
Мосты VD1, VD3 типа КЦ407А или КД906А. Стабилитрон VD2 — типа КС527А, КС531В, КС533А. Его можно заменить двумя-тремя маломощными стабилитронами, соединенными последовательно с общим напряжением стабилизации 30...40 В (например, двумя стабилитронами КС518А или тремя — Д814Г).
Транзистор структуры p-n-p VT1 можно использовать типа КТ502Е, серии КТ632 (с буквенным индексом А или Е), либо серии КТ639 (с индексом Е или Ж). Транзисторы структуры n-p-n VT2 и VT3 применимы следующие: КТ503Е, КТ618А, КТ630А, КТ630В, КТ601А (или КТ601АМ), КТ605А (или КТ605АМ, КТ605Б (или 605БМ), либо даже устаревшие — серии П307 (без индекса и с индексом А, Б или Г), П308, П309.
Емкость конденсатора С1 — от 0,22 мкФ, а его номинальное напряжение — от 250 В. Все резисторы (R1-R3) тут типа МЛТ-0125 ОМЛТ-0,125 или ВС-0,125; R1 = 200 Ом, R2 = 510 кОм, R3 = 1 МОм.
Подобное устройство, без сомнения, пригодится и людям с нормальным слухом. Так, на рис. 4 показана схема сигнализатора, не использующая сетевое напряжение 220 В. Когда трубка аппарата (или параллельных аппаратов) опущена, в линии присутствует повышенное напряжение. Тогда накопительный конденсатор С1 заряжен практически до этого напряжения через диод VD1, поэтому стабилитрон VD3 проводит небольшой, ограниченный резистором R1 ток, и транзистор VT1 открыт, из-за чего оба транзистора VT2 и VT3 закрыты. Благодаря этому ток через светодиод HL1 не идет и он не светится.
Если же теперь снять трубку, напряжение в линии из-за появившейся нагрузки станет пониженным. В этом случае стабилитрон VD3 сразу же перейдет в непроводящее состояние и транзистор VT1 закроется, а VT2 и VT3, напротив, откроются, поэтому светодиод HL1 зажжется. Он будет гореть и в тех д осадных случаях, когда трубка вроде бы положена на место, но не прижимает полностью рычаг аппарата Когда же все трубки лежат правильно, напряжение в линии снова возрастает и светодиод HL1 вновь гаснет, так как ток не течет ни через резистор R4, ни, тем более, через R5.
Здесь питание транзисторного анализатора состояния линии производится всего лишь через диод VD1, а не через диодный мост, как в предыдущих устройствах (диод VD2 отсекает от анализатора отрицательные полупериоды сигнала вызова.)
Прежде чем подключить этот сигнализатор к линии, следует по вольтметру постоянного тока или тестеру выяснить, какая же конкретная полярность в вашей линии От нее устройство отбирает крайне малый ток всего около 50мкА в режиме ожидания вызова и порядка 1...2,5 мА при поднятой трубке.
Конденсаторы C1, С2 имеют емкость 0,47...0,5 мкФ и номинальное напряжение 250 В и более Сопротивления R1 = 2,7 Мом, R2 = 1,3 Мом, R3 = 430 кОм, R4 = 8,2 кОм, R5 = 12 кОм.
Транзисторы структуры n-p-n (VT1 и VT2) и структуры p-n-p (VT3), а также стабилитрон VD3 здесь такие же, как и в предыдущем устройстве. Два диода (VD1 и VD2) могут быть типа КД102А или любые из серий КД105 или КД209. Еще один диод (VD4) может быть любым кремниевым с произвольным обратным напряжением и прямым током не менее 25 мА (скажем, серии КД102, КД103 или КД105). Светодиод (HL1) лучше взять серии АЛ307 — наиболее яркие из них (в порядке возрастания яркости): АЛ307КМ (красный), АЛ307ЖМ (желтый), АЛ307НМ (зеленый). Яркость свечения диска АЛ307НМ можно повысить за счет уменьшения сопротивления резисторов — R1 до 1,3 Мом, R2 до 680 кОм, R3 до 220 кОм, R4 до 4,3 кОм, R5 до 6,2 кОм.
Но какова бы ни была яркость свечения светодиода, его, разумеется, нельзя использовать для освещения пространства возле телефона Для этого можно использовать лампу на 12 В мощностью от 0,5 до 5 Вт подключив ее по схеме, показанной на рис. 5. Питается оно от источника постоянного тока напряжением 9...15 В, а в качестве лампы HL1 в нем можно применить автомобильную лампу указанной мощности (например, 5-ваттную А12-5-1 от плафонов). Если же снизить напряжение питания, либо соединить несколько ламп последовательно, допустимо использовать любые лампочки от карманного фонаря или подсветки шкалы старого радиоприемника
Конденсаторы С1, С2, диоды VD1, VD2, VD4, стабилитрон VD3, транзистор VT1 здесь точно такие же, как и в предыдущем сигнализаторе. Маломощные транзисторы VT2 и VT5 структуры n-p-n — любые из серий КТ814, КТ816, КТ818. Номиналы резисторов R1-R7 следующие: R1 = 430 кОм, R2 = 200 кОм, R3 = R5 = 1 кОм, R4 = 4,3 кОм, R4 = R6 = 510 кОм, R7 = 20 кОм.
Работает этот сигнализатор так.
При опущенной трубке (трубках) транзистор VT1 открыт, а все остальные (VT2-VT5) закрыты. Когда идут импульсы вызова, кратковременно открываются транзисторы VT5 и VT4, периодически зажигая лампу HL1. Когда же поднимают трубку, транзистор VT1 закрывается, а VT2 и VT3 открываются — лампа HL1 горит постоянно.
К линии и источнику питания устройство подключают в полярности, указанной на схеме. В режиме покоя (ожидания вызова) от линии оно отбирает не более 0,5 мА, а от источника питания практически не потребляет электроэнергии.
Без громоздких и дефицитных поляризованных реле и реле серии МКУ-48 удается обойтись и в тех случаях, когда вместо низковольтной лампочки нужно зажигать мощную сетевую лампу (лампы). Так, если в последнем сигнализаторе (при напряжении питания от 9 до 15 В) лампу HL1 заменить обмоткой (сопротивлением 85 Ом) малогабаритного автомобильного реле серий 111.3747...117.3747, его замыкающая контактная группа сможет коммутировать 220-вольтовую лампу или даже несколько ламп общей мощностью до 400 Вт включительно. Для защиты транзисторов VT3 и VT4 от пробоя высоким напряжением (возникающим в момент выключения упомянутого реле) параллельно обмотке реле устанавливают диод серии КД105, КД106, КД208 или КД209, причем катодом к коллектору этих транзисторов, а анодом — к минусу источника питания Сопротивление резисторов R1-R7 увеличивают так: R1 = 1,3 МОм, R2 = 560 кОм, R3 = R5 = 3 кОм, R4 = R6 = 1,5 кОм, R7 = 51 кОм. От источника питания такой сигнализатор потребляет (при поднятой трубке) около 95 мА, если напряжение источника равно 9 В, и порядка 165 мА, — если 15 В. От телефонной линии он будет отбирать (при опущенной трубке) всего 100...150 мкА
Журнал «САМ» №11, 1998 год
