У многих имеется в наличии звонки старого типа которые работают или вышли из строя или просто надоели однообразностью звукового сигнала, однако, заманчиво идя в ногу со временем дать этим звонкам вторую жизнь и еще немного сэкономить на приобретении электронных звонков. Это можно решить двумя способами, это установить вместо старого звонка - электронный промышленного изготовления или самодельный. Экономичность таких устройств позволяет даже применить для них автономное батарейное питание.

Вместе с тем, прямая замена старого звонка новым зачастую оказывается невозможной из-за самой конструкции, разводки проводки или других причин не позволяющих осуществить такую замену. Автор статьи делится опытом решения возникающих проблем перед которыми он столкнулся сам и как ему удалось ее решить. Чтобы понять трудности, возникающие при подключении электронного звонка к имеющейся в квартире проводке, рассмотрим схемы, по которым бывают, подключены еще при строительстве дома обычные электрозвонки, питаемые от сети 220 В.

Рис.1.

Наиболее распространен вариант, показанный на рис. 1 ,а. Он прост, но довольно опасен, так как контакты кнопки непосредственно связаны с сетью. По четырехпроводной схеме, показанной на рис. 1 ,б, подключали звонки повышенной безопасности с магнитной системой, устроенной таким образом, что подача сетевого напряжения на одну из обмоток еще не вызывает звукового сигнала.

Чтобы он прозвучал, необходимо замкнуть кнопкой цепь дополнительной, управляющей обмотки, изолированной от сети. Напряжение между разомкнутыми контактами подобного звонка - не более нескольких десятков вольт. Если “звонковая” проводка в квартире выполнена по такой схеме, замена звонка любым другим обычно затруднений не вызывает.

К сожалению, четырехпроводная схема встречается довольно редко. Даже если она была таковой при постройке дома, за прошедшие с тех пор годы и даже десятилетия многие жильцы, стремясь избавиться от недостатков “безопасного” звонка — постоянного потребления энергии и довольно заметного, особенно в ночное время, акустического шума (гудения), успели заменить звонки в своих квартирах обычными, модифицировав соответствующим образом схему подключения. Разобраться в переделках бывает непросто, так как большая часть проводки (она показана на рис. 1 ,а и б штриховыми линиями) после неоднократных ремонтов оказывается скрытой под обоями, а то и замурованной в стену. Доступны лишь подключаемые непосредственно к звонку и кнопке концы проводов.

Рис. 2

Знакомство с различными публикациями в литературе, касающимися электронных квартирных звонков, и изучение ассортимента этих изделий на рынке позволяет условно разделить их на две группы.

К первой отнесем те, сигнал которых звучит в момент подачи напряжения питания [1—4] от низковольтной гальванической батареи или аккумулятора. Звонки второй группы подключены к источнику питания постоянно, сигнал включают кратковременным замыканием специальной управляющей цепи [5—7].

Непосредственное соединение низковольтных цепей питания и управления электронного звонка с сетью недопустимо. Чтобы не заниматься поиском старых или прокладкой новых проводов, можно изготовить коммутатор, обеспечивающий необходимую гальваническую развязку между вновь устанавливаемым электронным звонком и сетью.

На рис. 2 показана схема одного из самых простых его вариантов. Принцип действия коммутатора прост. При нажатии на кнопку SB1 через излучающий диод оптрона U1 протекает выпрямленный диодным мостом VD1 ток, величина которого зависит от напряжения сети и номинала резистора R1. Открывшийся фототранзистор оптрона замыкает цепь питания или управления звонка. Звучит сигнал.

Оптрон АОТ127А выбран из-за его высокой чувствительности (в большинстве случаев в цепи излучающего диода достаточен ток 5 мА) и значительному, до 70 мА, выходному току. Он способен коммутировать цепь питания практически любого электронного звонка при напряжении до 30 В. Возможно, конечно, использование и других оптронов. Для коммутации высокоомной управляющей цепи оптрон может быть даже диодным, например, АОД130А.

Рис.3.

Соединяя коммутатор со звонком, следует соблюдать указанную на схеме полярность. Ее легко определить, измерив вольтметром напряжение между идущими от звонка проводами, подключаемыми к выходной цепи коммутатора. Если излучающему диоду оптрона требуется ток более 6 мА, гасящий резистор R1 целесообразно заменить конденсатором, подобно тому, как это сделано в рассматриваемом далее устройстве.

Его схема приведена на рис. 3. Вместо оптрона здесь установлено малогабаритное реле К1 (РЭС10, РЭС15, РЭС49, РЭС55, РЭС60, РЭС80 или другое подобное). Контактами реле можно коммутировать цепи звонков при любой полярности. Элементом, ограничивающим ток через обмотку реле, служит конденсатор С1.

Его емкость выбирают прямо пропорциональной току срабатывания примененного реле исходя из соотношения 1 мкФ — 60 мА [8, 9]. Конденсатор должен быть малогабаритным, пригодным для работы на переменном напряжении 220В, 50 Гц.

Например, К73-16 или К73-17 — на напряжение не менее 400В. Резистор R1 ограничивает бросок тока зарядки конденсаторов коммутатора в момент нажатия кнопки SB1, через резистор R2 конденсатор С1 разряжается в паузах между ее нажатиями.

К сожалению, при управлении электронным звонком с помощью питаемого от сети коммутатора теряется одно из главных преимуществ автономного питания — звонок не действует, если сеть неисправна. Смирившись с этим, можно пойти дальше и питать от сети сам звонок, собрав коммутатор по схеме, показанной на рис. 4. Устройство универсально, те или иные из его выходов задействуют по потребности.

Рис.4.

Вырабатываемое для питания звонка напряжение зависит от примененного стабилитрона VD3. При указанном на схеме стабилитроне КС133А оно приблизительно 3В, так как часть падает на диоде VD2. Если нужно другое напряжение, следует установить соответствующий стабилитрон VD3 и конденсатор С2 на нужное напряжение.

Ток излучающего диода оптрона U1 при необходимости регулируют подборкой резистора R3.После нажатия на кнопку SB1 напряжение на конденсаторе С2 нарастает сравнительно медленно. По этой причине ток через излучающий диод оптрона U1 достигает значения, при котором выходная цепь оптрона замыкается, уже после того, как напряжение питания стало достаточным для приведения звонка в рабочее состояние.

Для большинства звонков это нормально. Но встречаются и такие, которые в результате подачи напряжения питания при разомкнутой управляющей цепи воспроизводят лишь первую из имеющихся в памяти мелодий независимо от положения их переключателя.

В подобных случаях, чтобы воспользоваться всеми функциональными возможностями звонка, приходится питать его от гальванической батареи, не отключая ее в перерывах между подачей сигналов. А напряжением, вырабатываемым коммутатором при нажатой кнопке, эту батарею можно подзаряжать, что заметно увеличит срок ее службы.

Рис.5.

В качестве квартирных можно с успехом применять электромагнитные звонки от старых телефонных аппаратов. Звучание их довольно приятно, громкость регулируют механически. Любители экзотики могут сохранить и корпус телефона, разместив его на стене или на тумбочке у двери. Хотя вызывное напряжение в телефонной линии переменное частотой 25 Гц, звонок нормально работает и от сетевого частотой 50 Гц.

Амплитудное значение подаваемого на обмотку напряжения не должно превышать 120В, при этом потребляемый ток составляет 5...20 мА. Подключать телефонный звонок следует по схеме, показанной на рис. 5. Диодный мост VD2 с включенным в диагональ стабилитроном VD1 образуют двусторонний ограничитель напряжения на уровне ±120В. Если обмотка звонка заметно нагревается, стабилитрон ограничителя нужно заменить другим на меньшее напряжение, например, из серии Д817.

Ограничитель можно выполнить и без моста VD2. Достаточно подключить параллельно обмотке звонка цепь из двух одинаковых стабилитронов, соединенных встречно-последовательно. Подойдут и специальные ограничительные диоды на нужное напряжение.

Иногда может потребоваться увеличить или уменьшить рабочий ток, соответственно изменив емкость конденсатора С1. При подключении звонка по любой из рассмотренных выше схем, по крайней мере, один из контактов кнопки SB1 непосредственно соединен с сетью. А вот в показанной на рис. 6 четырехпроводной модификации предыдущей схемы гасящие конденсаторы (С1 и С2) имеются в цепи каждого контакта кнопки.

Рис.6.

Поэтому при случайном прикосновении к любому контакту ток, протекающий через тело человека, не превысит допустимого значения [10]. Конденсаторы должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не менее 600 В. Увеличивать их емкость недопустимо, поэтому звонок НА1 должен быть достаточно чувствительным.

Схема коммутатора повышенной безопасности, пригодного для управления любыми звонками, как низковольтными, так и предназначенными для питания от сети 220В, показана на рис. 7. Подбирая для него реле К1, следует обратить внимание, чтобы ток удержания его якоря в сработавшем состоянии не превышал безопасного для человека значения, а контакты выдерживали необходимые для звонка напряжение и ток.

Отлично зарекомендовало себя реле РЭС-54 с током срабатывания 3...4 мА, током удержания менее 1 мА, сопротивлением обмотки 4 кОм. Каждая группа его контактов, допускает нагрузку до 0,1 А. Применив такое реле, удается уменьшить емкость гасящих конденсаторов, а с ней и представляющий опасность ток замыкания контакта кнопки SA1 на землю, более чем вдвое по сравнению с коммутатором по схеме, показанной на рис. 6.

Работа устройства требует некоторых пояснений. В исходном состоянии ограниченное стабилитроном VD1 напряжение на фильтрующем конденсаторе С3 немного выше напряжения срабатывания реле К1. Поэтому при нажатии кнопки SB1 реле срабатывает и конденсатор С3 разряжается через его обмотку. Однако “подпитка” током, протекающим по цепи C1—VD2—обмотка реле К1—замкнутые контакты кнопки SB1—С2, остается достаточной для удержания реле в сработавшем состоянии.

Рис.7.

После отпускания кнопки ток через обмотку реле прекращается, спустя 1...2с напряжение на конденсаторе СЗ достигает прежнего значения и коммутатор готов к повторному срабатыванию. При необходимости можно уменьшить емкость конденсаторов С1 и С2 еще в два раза, заменив однополупериодный выпрямитель мостовым двухполупериодным. Это удвоит среднее значение тока, протекающего через обмотку реле К1 при нажатой кнопке SB1.

Чтобы уменьшить нагрузку на контакты реле или кнопки, замыкающей цепь звонка переменного тока, можно подключить параллельно звонку НА1 конденсатор С1, как показано на рис. 8. Реактивное сопротивление конденсатора на частоте 50 Гц должно быть равным и противоположным по знаку индуктивной составляющей сопротивления обмотки звонка.

Конденсатор нужной емкости подбирают по минимуму показаний временно подключенного миллиамперметра переменного тока РА1.

Благодаря малому числу и небольшим размерам элементов для размещения любого из коммутаторов можно воспользоваться всегда имеющимся внутри электронного звонка свободным местом.

Рис. 8

Следует подчеркнуть, что правильно собранные и исправные коммутаторы практически безопасны в эксплуатации, но при их монтаже и налаживании не стоит забывать, что некоторые элементы непосредственно связаны с сетью. Необходимо соблюдать осторожность и принимать меры защиты от поражения электрическим током.

Внимание: Ни одно из предложенных в статье устройств не может быть признано полностью безопасным. Согласно существующим стандартам, для этого, кроме ограничения тока, требуется, чтобы изоляция между соединенными и не соединенными с сетью цепями выдерживала напряжение в несколько киловольт, а расстояние между относящимися к ним проводами, навесными или печатными, превышало допустимое значение (обычно не менее 5 мм).

А. Латайко

Литература:

1. Электронные звонки на любой вкус. — Радио, 1995, № 7, с. 33.
2. Детистов И. Мелодичный звонок. — Радио, 1999, № 8, с. 64.
3. Гришин А. Простой квартирный звонок. — Радио, 2001, № 3, с. 32.
4. Клабуков А. Квартирный звонок из музыкальной открытки. — Радио, 2001, № 9, с. 58.
5. Ющенко И. Звонок с дистанционным управлением. — Радио, 1999, № 9, с. 29.
6. Буров М. Многофункциональный звонок на PIC-контроллере. — Радио, 2001, № 10, с. 17.
7. Смирнов В. Квартирный звонок — из “сотового телефона”. — Радио, 2002, № 2, с. 57.
8. Бирюков С. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1997, № 5, с. 8.
9. Трифонов А. Выбор балластного конденсатора. — Радио, 1999, № 4, с. 44.
10. Князевский Б. и др. Охрана труда в электроустановках. — М.: Энергоатомиздат, 1983.