Однажды на Instructables я увидел проект, который лёг в основу моей идеи, о реализации которой я хочу сегодня рассказать. Автор этого проекта, пользователь с ником Ananords, создал проигрыватель с RFID-управлением, рассчитанный на детей и на людей, которые по каким-то причинам не могут пользоваться обычными MP3-плеерами. Тот проект назывался Juuke. Ananords создал его для бабушки своей возлюбленной. Это — устройство, которое отлично подойдёт людям с синдромом Альцгеймера или с деменцией. Эта особенность проекта меня зацепила, так как нечто подобное случилось с моей бабушкой, болезнь забрала её у нас, и я знал о том, что проигрыватель, о котором пойдёт речь, ей бы понравился.
Всё работает следующим образом: имеется проигрыватель с двумя кнопками. Одна позволяет включить музыку или поставить воспроизведение на паузу, а вторая позволяет перемешать композиции. Кроме того, можно выбрать RFID-карту и поднести её к читающему устройству, что позволяет включить конкретную композицию. Это, по своей сути, воспроизводит процесс прослушивания музыки в давние времена, когда для включения нужной записи надо было вставлять в проигрыватель обычный CD или обычную кассету. Но тут старый подход дополнен новыми технологиями, что позволяет облегчить прослушивание музыки людьми с определёнными ограничениями. Хотя моя бабушка больше уже не с нами, мне, всё равно, хотелось сделать этот проект. Когда родители наводили порядок в доме, я наткнулся на старый кассетный магнитофон моей мамы. «Эврика!», — подумал я. В результате этот магнитофон лёг в основу моего варианта Juuke. Я, в целом, сделал всё так же, как Ananords, и всё заработало как надо, но я, вдобавок, расширил проект некоторыми собственными идеями. А именно, речь идёт о следующем:
- Возможность проигрывания целого альбома с использованием одной RFID-карты.
- Возможность пропуска записи и перехода к следующей записи.
- Возможность проигрывания музыки, «записанной» на разные «стороны» карты (A и B), что напоминает проигрывание обычных кассет.
- Использование такого же количества кнопок, но применение коротких и длинных нажатий на них.
А теперь — к делу.
Материалы и инструменты
Я, подбирая материалы для моего проекта, немного отклонился от того набора компонентов, который был использован в Juuke. Вот из чего собран мой проигрыватель:
- Плата Arduino Nano (вместо платы Arduino Uno, использованной в Juuke).
- Модуль проигрывателя аудиофайлов DFPlayer Mini.
- MicroSD-карта.
- RFID-модуль RC522. (Говорят, что стоит брать сразу пару таких, так как некоторые из них приходят уже в нерабочем состоянии. Но я заказал всего один. Он оказался в полном порядке. Может, мне просто повезло.)
- RFID-карты (я заказал 100 штук).
- Нажимные кнопки с самовозвратом (momentary), 2 штуки.
- Провода.
- Резистор на 1 кОм.
- Накладки на разъёмы.
- Старый кассетный магнитофон (который всё ещё работает).
- Цветные светодиоды.
- Внешний аккумулятор с поддержкой USB.
- Плата для прототипирования.
Вот список необязательных материалов:
- Переменный резистор на 10 кОм (я такой не использовал, так как на магнитофоне имеется ручка для настройки громкости).
- Стерео-разъём (AUX) (я использовал динамики магнитофона).
- Макетная плата.
- Соединительные провода.
- Источник питания на 5 В.
- Разъём питания.
Инструменты:
- Приспособления для пайки.
- Инструмент для снятия изоляции с проводов.
- Компьютер и цветной принтер.
Нам, кроме того, понадобится учётная запись на Canva.
Принципиальная схема
Схема магнитофона приведена на рис.1. Предварительный усилитель построен на транзисторах VT1 и VT2 [1].
Транзисторы имеют значительный коэффициент усиления и маленький уровень шумов (последний показатель очень важен). Смещение транзисторов задают резисторы R1 и R4.
Конденсатор С1 вместе с головкой воспроизведения BS1 образовывает колебательный контур, настроенный на частоту 12500 Гц (для пленки с рабочим слоем Fezft) или на частоту 14000 Гц (для пленки с рабочим слоем C). Этот конденсатор подбирают под конкретную головку.
Развязывающие фильтры C3R3 и C5R6 предотвращают самовозбуждение усилителя. Цепочка C7C8R8 уменьшает уровень фона от работающего двигателя. Усилитель мощности выполнен на транзисторах VT3, VT4, VT5 и VT6 по двухтактной схеме.
Усилитель имеет выходную мощность 0,5 Вт. Стабилизатор оборотов двигателя (СОД) в импортных микроэлектродвигателях наиболее часто установлен прямо в корпусе двигателя. Если же используют отечественный электродвигатель, то можно взять готовый СОД на микросхеме КР198НТ1Б.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного магнитофона.
Блок питание магнитофона обычный, без стабилизации. Он спаян на трансформаторе Т1 и диодном мостике VD1-VD4. Конденсатор С11 сглаживает пульсации переменного тока. Выключатель питания S1 совмещен с регулятором звука R7. Выключатель включен в цепь постоянного тока для того, чтобы не было наводок фона на вход усилителя.
Контакты S2 размещены прямо на лентопротяжном механизме (ЛПМ). Они замыкаются при перемотке и в режиме воспроизведения. Очень интересно включен светодиод VD6. Если контакты S2 разомкнуты, то есть двигатель отключен, он светит тускло, а если они соединены (двигатель работает) -ярко.
УНЧ на К174УН14 или TDA2003
Усилитель магнитофона имеет небольшую выходную мощность. Увеличить ее можно использованием второго усилителя с большей выходной мощностью. Например, такой усилитель можно изготовить на довольно распространенной микросхеме TDA2003 (отечественный аналог — К174УН14).
Рис. 3. Схема УНЧ на микросхеме К174УН14 или TDA2003.
Его схема показана на рис.3. Усилитель имеет неплохие характеристики и дает на выходе мощность 4-6 Вт. Схема не имеет особенностей. При самовозбуждении микросхемы прибавляют цепочку Сдоп Ядоп (Сдоп=39 пф, Ядоп =43 Ом).
Диоды VD1-VD4 при использовании этого усилителя заменяют на более мощные КД202, а трансформатор Т1 берут мощностью не меньше 15 Вт (например, ТВК-110).
Самодельный кассетный магнитофон
Признаюсь сразу, что в изготовлении данного устройства, не было никакой практической необходимости. Просто, в один прекрасный день, мне на глаза попался блок индикации (2.7.46.009), пылившийся у меня в коллекции электронных запчастей, применение, которому я хотел найти уже давно (уж очень мне нравилось, как такие индикаторы работали раньше в советских магнитофонах) и пустой корпус от неисправного компьютерного блока питания, черного цвета.
Мысль собрать простейший магнитофон, не магнитофон даже, а кассетный проигрыватель посещала ни единожды – кассет в домашней коллекции за время пика их популярности в качестве носителя аудиозаписей, накопилось у меня не менее сотни, и выбросить их теперь на помойку рука не поднимается. Хотя все записи, что на них присутствуют, не составляет никакого труда найти на просторах Интернета в более приличном качестве. Но вот так уж сложилось. Изначально планировалось, что магнитофон (я так стану дальше называть свою конструкцию) будет представлять собой простейшее устройство, без усилителя мощности, которое можно подключить к линейному входу звуковой карты любого компьютера (ноутбука) и слушать записи, используя его усилитель и динамики. Лентопротяжный механизм (ЛПМ) от неисправного китайского двухкассетника давно был на примете. Вообще, недостатка в различных запчастях в процессе сборки, я не испытывал, так как всевозможных, не подлежащими ремонту, электронных устройств за время увлечения электроникой, у меня (как наверное и у любого радиолюбителя) накопилось ну просто изрядное количество.
Лирическое отступление – у читающего данный текст, сразу может возникнуть вопрос – «а на фига, извините, тут индикатор, корпус от блока питания и, вообще, не проще было найти (купить, отремонтировать) готовый плеер (магнитофон) и приспособить его под свои цели. Ради чего вся эта конструкция?» Отвечаю – исключительно ради собственного удовольствия! Что называется – вспомнил детство, напало вдохновение))). Сколько я переделал всевозможных конструкций – не сосчитать! Но, постепенно, времени на увлечение стало все меньше, да и необходимость что-то мастерить своими руками практически исчезла – магазины наполнились всевозможными электронными устройствами, их действительно стало проще купить, чем делать самому. Но вот – «накрыло», как говориться, поэтому все вопросы типа «а на фига» — имеют один ответ в данном случае – «ради собственного удовольствия». Потому, особой логики во всей конструкции искать не следует.
Все, хватит «воды» – перехожу к описанию процесса сборки.
Основными условиями изготовления магнитофона, были- как можно меньшие финансовые затраты и применение в конструкции, как можно больше готовых узлов и деталей. Перспектива выдумывать, сверлить и травить печатные платы, меня уже не вдохновляла. Хотя, несомненно, конструкция получилась бы более симпатичной.
Начал с поиска блока питания (БП). Так как индикатор требовал двухполярное напряжение 15в и переменное 5 в, то этим параметрам практически идеально отвечали импульсные блоки питания (ИБП) от китайских DVD проигрывателей (коих у меня накопилось штук 6 – с севшими лазерами и не подлежащими ремонту). Подобрал тот, что лучше подходил по габаритам.
Двигатель ЛПМ (со встроенным стабилизатором вращения) питался от 9в, поэтому для него подошло +15в плечо ИБП (пришлось дополнительно спаять стабилизатор на 9в).
Усилитель воспроизведения (УВ) применил от автомагнитолы «Звезда 204 РМ СА», регулировкой которой, в свое время занимался на заводе в родном Сергиевом Посаде, где магнитола выпускалась. Питание для УВ требовалось так же +9в.
В процессе сборки решил, что кроме линейного выхода, магнитофон все же должен иметь усилитель для наушников, что бы и в случае отсутствия компьютера, его можно было бы использовать.
В качестве телефонного, применил усилитель от отслужившего свой срок старого CD-ROM(а). Благо, они долгое время выпускались с регулятором громкости. Оставалось только вырезать его из общей платы CD-ROM(а) и отыскать, как подключить питание (+5в) и входной сигнал, что труда не составило.
Второй такой же усилитель, в последствии, был применен в качестве линейного усилителя радиоприемника.
После того, как вся конструкция успешно заработала «на коленке», бросать затею уже совсем не хотелось, решил, что магнитофон будет обязательно собран. Да и удовольствия сам процесс доставлял массу!
Следующим этапом сборки стало размещение узлов в пустом корпусе блока питания компьютера, который должен был послужить корпусом будущего магнитофона.
Но, возникла сложность – очень близкое расположение импульсного блока питания и магнитофонной головки ЛПМ (планировалось, что ЛПМ будет размещен горизонтально и закреплен на верхней крышке) создавало сильные помехи в виде неприятного высокочастотного писка. Свою лепту в общий источник помех добавил и индикатор. Стало понятно, что поместить конструкцию в корпус компьютерного блока питания и при этом получить приемлемый уровень помех не получится – слишком мало места, а экранирование ИБП не помогает.
Поэтому решил не ограничиваться размерами только одного БП, а использовать его в качестве основания корпуса. Разместил ЛПМ вертикально, ИБП расположил на противоположной стенке корпуса, как можно дальше от магнитной головки и уж, раз места теперь стало в разы больше, добавил усилитель мощности (УМ), что бы была возможность подключить громкоговорители. Но для питания УМ потребовался отдельный блок питания. Мощности ИБП, едва хватало для питания остальных блоков.
Был найден выносной ИБП от принтера, выдающий +24в на выходе при токе 1А.
Который в процессе наладки конструкции, увы, сгорел (щуп тестера соскочил и неудачно замкнул какую-то цепь в его схеме – явно не мой был тот день))) и восстановить схему уже не получилось. Пришлось на его плате, удалив детали, расположить трансформатор и диодный выпрямитель. Кстати, в своих конструкциях, в качестве монтажных плат, часто использую платы от ненужных устройств (конечно, предварительно удалив с них штатные радиодетали, соединяя, где необходимо имеющиеся дорожки перемычками, или перерезая скальпелем). Конструкции на таких платах смотрятся очень неплохо. Поэтому на фото в разное время присутствует и импульсный блок и позднее уже выполненный с использованием трансформатора.
Но, раз уж появился УМ, то должен быть и регулятор громкости, а значит и регуляторы тембра — «Остапа понесло…»)))).
УМ собрал на микросхеме TDA2005 по типовой схеме, а регулятор тембра и громкости на A1524 (отечественный аналог — К174ХА48). В качестве плат использовал универсальные монтажные платы купленные в магазине радиодеталей.
Конструкция магнитофона все больше усложнялась, а процесс сборки все больше затягивал. В итоге решено было добавить в схему и радиоприемник, превратив, таким образом, магнитофон в магнитолу. Подходящая плата радио модуля нашлась в очередном «убитом» временем китайском магнитофоне. Тюнер выполненный на единственной микросхеме КА2292 включал в себя ФМ, СВ, ДВ, КВ каскады, стерео декодер и индикаторы точной настройки и наличия стереосигнала. Для его питания был изготовлен очередной стабилизатор напряжения «+4в».
После отладки электроники встал вопрос окончательного оформления всей конструкции. В качестве верхней крышки корпуса был применен второй БП от компьютера со срезанной боковой стенкой.
Соединение обеих корпусов выполнено с помощью металлической пластины и двух вертикальных стоек. После предварительной сборки компонентов корпуса выяснилось, что в нем вполне хватает места для размещения еще и двух динамиков)))).
Боковыми стенками с отверстиями для них послужили 4 мм фанерные пластины. Из фанеры была изготовлена и накладка на верхнюю крышку.
Фанерные детали обтянул самоклеющейся пленкой черного цвета, а корпуса БП покрасил черной акриловой эмалью – спреем, продающейся в магазине красок в баллончиках. Позже такой же эмалью покрыл и пленку на фанере.
После того, как магнитофон был собран и работы над ним были практически закончены, на улице был подобран FM-трансмиттер, потерянный, видимо, каким-то рассеянным автолюбителем. Я не смог удержаться, что б не добавить в свою конструкцию возможность воспроизводить MP3 файлы.
Работы возобновились. В передней панели укрепил USB разъем для подключения флешек, а плату трансмиттера разместил под верхней крышкой магнитофона, прорезав предварительно в ней отверстия под индикатор и кнопки управления. Подключил трансмиттер к цепи +15в ИБП.
На этом работы с электронной частью были закончены. Требовалось лишь внешнее оформление магнитофона. Результаты трудов Вы видите на фотографиях.
Общие финансовые затраты в итоге не превысили 500 руб.
Удовольствие, полученное от творчества вообще подсчету не поддается))).
p. s. …..если кто то осилил чтение данного текста до конца, примите мою искреннюю благодарность!
Все выше описанное было размещено здесь с единственной целью – поделиться результатами своего труда, возможно, кому-то будет интересно. (А корпус от компьютерного БП черного цвета, до сих пор ждет применения)))!
4.2 / 5 ( 43 голоса )
Детали
Транзисторы VT1 и VT2 можно взять типа КТ3102Е(В, Г,Д) с коэффициентом усиления не меньшее 400; транзисторы VT3 и VT4 типа КТ315, КТ3102 с любым индексом.
В выходном каскаде можно использовать такие пары: МП38 и МП39, КТ503 и КТ502, ГТ404 и ГТ402, КТ815 и КТ814. Радиаторов они не требуют.
СОД готовый заводской, при его отсутствия можно спаять самодельный по схеме на рис.2 [1, 2]. Транзистор VT2 любой типа КТ с соответствующей структурой и с коэффициентом усиления не меньшее 200. VT1 типа КТ816, КТ814.
Рис. 2. Схема стабилизатора скорости вращения двигателя.
Резистором R3 регулируют частоту оборотов двигателя. Отладка магнитофон почти не требуется.
Надо только выставить скорость движения пленки (4,76 см/с) и отрегулировать головку. Также обязательно надо подобрать конденсатор С1 (рис.1) под конкретную головку. Как это делать, детально описано в [1].
В случае нестабильной работы необходимо подобрать сопротивления резисторов R1, R4, R11 и R13. Напряжение в точке соединения эмиттеров транзисторов VT5, VT6 должно равняться половине напряжения питания (ее подбирают резистором R11).
