Каталог радиолюбительских схем

ПИТАНИЕ ЧАСОВ ОТ ТЕЛЕФОННОЙ ЛИНИИ

Александр Борисов
plasteroid*собачка*mail.ru

Настенные часики китайского производства “КОСМОС” с плавным ходом секундной стрелки, работающие от одной батарейки 1,5 В типоразмера АА (пальчиковая), оказались довольно прожорливыми. Установленная до продажи в магазине батарейка проработала неделю. Заменил на новую алкалиновую. Часы не проработали и трёх месяцев. Мне сказали, что батарейка типа “Дюрасел” тянет такие часы не более полугода. Не знаю, может быть – не проверял. Замерил потребляемый ток часами от “свежей” батарейки. Пока секундная стрелка плавно очерчивала круг по всему циферблату, ток менялся от 560 до 630 микроампер. Сравнил с другими “тикающими” часами, в которых обыкновенная батарейка работает около года. В них потребление тока было только в момент импульса. Питать от сетевого (~220В) адаптера настенные часы со встроенным 1,5 – вольтовым стабилизатором? Сегодня в квартирах к сети ~220 вольт подключено достаточно большое число потребителей: зарядные для сотовых, адаптеры-источники для автоответчиков, радиотелефонов или АОНов, бытовая аппаратура в режиме “готовность” и т.д. Не хватало только настенных часов!… Какой ещё источник напряжения имеется в квартире? Конечно, это 60 вольт городской телефонной линии.

По ГОСТу потребляемый ток отечественными телефонными аппаратами (ТА) первой группы сложности (питание от телефонной линии, долговременная память на несколько номеров и дополнительные сервисные возможности) при уложенной на аппарат трубке не должен превышать 1 мА. Потребляемый ток часами укладывается в это требование. Номинальный ток (600 микроампер) для работы часов от телефонной линии (60 вольт) сможет обеспечить резистор 100 Ком: 60 В / 100000 Ом = 0,6 мА. Осталось решить две проблемки: как питать часы при занятой телефонной линии, когда напряжение снижается до 5-15 вольт и при входящем вызове, когда в линии присутствует переменное напряжение 90-120 вольт.

После экспериментов на макетной плате принципиальная схема получилась такая:

Рис. 1

Если телефонная линия не занята, то её напряжение =60 вольт приложено к мостику VD1, обеспечивающему постоянство полярности для схемы питания. Далее через R3, задающий необходимые 600 микроампер, и VD2 напряжение поступает на механизм часов. Вот и всё – часы работают. Все остальные элементы для решения двух выше названных проблем.

Резисторы R1, R2 и транзистор VT1 образуют датчик состояния линии АТС. Благодаря расчётному делителю R1 и R2 на затворе VT1 потенциал равен напряжению, при котором этот транзистор открыт. Своим каналом сток-исток (сопротивление открытого канала не более 10 Ом) транзистор VT1 подключает управляющий вход 1,8 высоковольтного токового ключа DA1 к общему проводу схемы. Ключ DA1, представляющий собой вместе с резисторами R4, R5 и диодом VD3 схему “вольтдобавки”, закрыт и не оказывает влияния на работу часов. При снятии трубки с ТА (а также при срабатывании АОНа или автоответчика) напряжение на затворе VT1 уменьшается до величины ниже порога насыщения и он закрывается. Плюсовое напряжение с диодного моста через R4 поступает на 1,8DA1 и открывает его. Теперь схема запитана через R5 с малым сопротивлением и диод VD3. Излишки напряжения гасит светодиод HL1, работающий в роли стабилитрона, а конденсатор С1 сглаживает переменную составляющую разговорного тока.

При наборе номера схема не оказывает шунтирующего воздействия на токовые и безтоковые импульсы, возникающие в линии. Датчик состояния линии работает синхронно с импульсами набора и включается только в момент, когда наборный ключ ТА замкнут. Но есть один нюанс: разные телефоны при наборе номера коммутируют линию АТС по разному. Например, сертифицированная модель радиотелефона с автоответчиком и АОНом “PANASONIC” (стандарт DECT) при наборе в импульсном режиме накоротко замыкает линию и полностью её размыкает, и только после набора подключает разговорную схему. Приставка АОН отечественного производства “ЛАРТ” при автодозвоне линию замыкает накоротко только в импульсе набора, а в межсирийной паузе подключает некий эквивалент нагрузочного резистора, поэтому напряжение в линии между импульсами остаётся. Некоторые недорогие кнопочные телефоны набор номера производят, подключая и отключая к линии свою разговорную схему. Варианты зависят от схемного решения абонентского оборудования. Чтобы избежать влияния всего этого схемного разнообразия на работу часов, в схеме установлен С1 достаточно большой ёмкости. Он выполняет функцию накопительного источника питания и отдаёт энергию, когда ТА находится в режиме набора номера. Уменьшение ёмкости менее 2000 мкФ приводит к плавному снижению напряжения питания и когда оно достигнет уровня 0,68 вольта, часы останавливаются. С указанной на схеме ёмкостью С1, после отключения линии АТС от схемы, часы продолжали идти около 5 секунд.

Диоды VD2 и VD3 предотвращают разряд С1 через внешние цепи схемы, когда производят набор номера на ТА либо при входящем вызове.

При входящем вызове переменное напряжение выпрямляется мостиком VD1, и получаем импульсное напряжение сложной колокольной формы. Ситуация схожа с режимом при наборе номера, только амплитуда превышает 60 вольт. Из-за нечётких фронтов этого напряжения датчик состояния линии отрабатывает, когда полуволна снижается к некоторому низкому пороговому уровню. В итоге потребляемый ток увеличивается до 2…2,5 мА. Светодиод HL1 начинает немного светиться, “съедая” излишки напряжения.

Возможно, что эта схема сможет обеспечить питанием и другого типа часы “тикающие” или с большим ЖК-индикатором (питание у ЖК-шных, наверно, 3 вольта). Если сильно захотеть, то всё можно попробовать. Рабочий вариант устройства и его установка в часах показаны на ФОТО2 – ФОТО4. Пилить корпус часов не хотелось, поэтому платка, телефонный разъём и конденсатор С1 разместились за декоративным ободком часов. Разъём приклеен “супермоментом”, а плата и конденсатор зафиксированы термоклеем:

По контрольным точкам:

т.А – линия АТС свободна; U=60В; Iп=0,59мА;

- линия АТС занята; U= 8,3В (при подключении к линии ТА “PANASONIC”); Iп=0,72мА;

т.Б – линия АТС свободна; U=2,53В;

- линия АТС занята; U< 0,3В;

т.В – линия АТС свободна; U=1,148В;

- линия АТС занята; U=1,383В;

- линия АТС свободна, входящий вызов; U=1,53В; HL1 начинает светиться в начале вызова и плавно снижает яркость между посылками.

По деталям:

VD1 может быть заменён мостиком КД906А или диодами КД521 (КД102) и им подобными;

Транзистор VT1 менялся для проверки на КТ315Г без изменения номиналов R1 и R2. Хотя транзисторы КП501А обладают лучшими характеристиками, чем токовые ключи типа КР1014КТ1А (В), установка именно этого ключа обусловлена наличием у него встроенного защитного микромощного стабилитрона в цепи затвора, что защищает его во время входящего вызова. Транзисторы типа КП501А такого стабилитрона не имеют. При разработке в качестве стабилизирующего элемента пробовались стабисторы КС119, КС107 и включенные последовательно кремниевые диоды. Лучше показал себя светодиод АЛ307Б. Вместо конденсатора С1 можно попробовать поэкспериментировать с ионистором. Если телефонная линия подходит к дому в виде “воздушки”, то на вход устройства желательно подключить варистор с Uвкл=200В. Это уменьшит вероятность повреждения устройства при грозе. Если подключить правый по схеме вывод резистора R3 к истоку DA1 (выводы 4 и 5), то надобность в диоде VD2 отпадает (не проверялось).

В заключении добавлю, что рассмотренная схема не поможет тем, у кого телефонный номер в квартире спаренный. При занятии спаренного номера, с линейных клемм вашей телефонной линии напряжение совсем снимается. Возможно применение какого-нибудь электронного реле, подключающего батарейку к часам, пока ведётся разговор со спаренного ТА. Но это, как говорится, уже совсем другая история.

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Перевел в HTML Евгений Мерзликин.