|
Telefoon bel met groot volume |
|
klik hier voor compleet overzicht |
- Moet samen gebruikt worden met de belpuls detector
- Typisch telefoon bel geluid
- Stuurt piëzo-ceramische tweeter
- Slechts 22 onderdelen
INLEIDING
Hoewel moet worden toegegeven dat de elektronische 'bellen' van de moderne telefoons veel welluidender klinken dan het
onbeschaafde gerinkel van de oude standaard PTT-apparaten, hebben zij echter wel één groot nadeel. Het geluid is, zelfs in
de hardste stand van de volumeregelaar, niet erg ver dragend. Ideaal voor gebruik op een kantoor waar men om de haverklap wordt
lastig gevallen door de telefoon, maar niet geschikt om er een vrijwillige brandweerman midden in de nacht, ter bestrijding van
een grote uitslaande brand, mee uit zijn bed te bellen.
Het bouwen van een extra bel met extra groot volume is een gemakkelijk klusje, dat een doe-het-zelver in een paar uurtjes
uitvoert.
Uiteraard denkt een elektronicus in eerste instantie aan een luidspreker. Nu heeft zo'n onderdeel een veel en veel lager
rendement dan een elektromechanische bel. Wil er voldoende geluid uit de speaker komen, dan is men helaas genoodzaakt een externe
voeding op te trommelen, omdat het PTT-net volstrekt ongeschikt is om voldoende vermogen aan een luidspreker te leveren. Dus kan men
de schakeling niet meer rechtstreeks met het PTT-net verbinden maar moet men gebruik maken van de elders op deze site beschreven
belpuls detector.
DE SCHAKELING
De schakeling van de extra luide bel is getekend in figuur 1. Voor de toonopwekker wordt gebruik gemaakt van een IC van Siemens,
de SAE0700. Dit IC wordt niet via zijn wisselspanningsaansluitingen gevoed, maar tussen de gelijkspanningspennen 2 en 7.
Pen 7 is echter niet rechtstreeks met de + 15 V voeding verbonden, maar via een PNP-transistor T2.
Deze wordt in de basis gestuurd door de NPN-transistor T1.
Figuur 1: Praktisch schema.
De werking van deze stuurschakeling is als volgt. Als de belpuls detector via weerstand R1 geen signaal levert zal transistor T1
sperren. Er vloeit geen stroom door de seriekring R3-R2-T1, er valt geen spanning over weerstand R3. De basis van T2 staat op
dezelfde spanning als de emitter, ook deze halfgeleider spert. Pen 7 van IC1 hangt in de lucht.
Als het telefoontoestel wordt opgebeld zal de beldetector mooie +15 V pulsjes op IN leveren. Deze sturen via weerstand R1 en diode
D1 de transistor T1 in verzadiging. Er gaat stroom vloeien door de basis-emitter overgang van T2, weerstand R2 en transistor T1.
Transistor T2 wordt ook in verzadiging gestuurd, pen 7 van het IC wordt met de positieve voeding verbonden.
Het Siemens IC gaat zijn specifiek uitgangssignaal produceren. Dat is een blokspanning die heen en weer springt tussen 0 V en +15 V.
Nu is het erg moeilijk dergelijke blokspanningen met behulp van een eindversterker-IC te versterken. Deze schakelingen zijn in
eerste instantie bedoeld voor het verwerken van muziek- en spraaksignalen en deze bevatten niet zo'n snelle pulsflanken
(overgangen van een lage naar een hoge spanning) als de uitgangsspanning van de SAE0700. Gedurende deze snelle
signaalflanken gaan namelijk beide eindtransistoren van de eindtrap in het IC even samen geleiden waardoor de dissipatie (het
vermogensverbruik) in het IC tot ongezonde hoogte stijgt! Nu zou het best wel mogelijk zijn die snelle flanken af te vlakken door
het tussen schakelen van een filtertje. Maar waarom al deze moeite doen als het op een eenvoudigere manier ook kan?
De rechthoekvormige spanning op de uitgang van het IC is op een wel zeer eenvoudige manier om te zetten in een flinke stroom. Het
volstaat enige schakeltransistoren met oplopend maximaal vermogen in cascade achter elkaar te schakelen. In het schema stuurt
transistor T3 transistor T4 op dezelfde manier in verzadiging en sper als beschreven bij de combinatie T1-T2. De BD242 die voor T4
gebruikt wordt in een flink baasje: een collectorstroom van 3 A spuit er doorheen als water door een brandslang. Het oppeppen van
het uitgangssignaal van de SE0700 is dus geen punt. Wel hoe deze vermogenscapaciteit wordt omgezet in zoveel mogelijk geluid.
Het opnemen van een gewone 4 of 8 ohm luidspreker tussen de collector van T4 en de massa is niet zo'n succes. De tussen 0 V en
+15 V pulserende spanning die over de luidsprekerspoel zou worden aangelegd zou een grote gelijkstroom door deze spoel veroorzaken,
waardoor de luidspreker binnen afzienbare tijd zou doorbranden!
In het schema is gekozen voor een vrij ingenieuze oplossing. In plaats van een gewone elektrodynamische luidspreker met een
spreekspoel en een lage impedantie wordt gebruik gemaakt van een piëzo-ceramische hoge tonen speaker. Deze zijn vrij goedkoop
in alle maten en vormen in de handel. Het voordeel van deze componenten is dat zij een resonantie-frequentie hebben die niet
ver uit de buurt ligt van de frequentie die door de SAE0700 wordt opgewekt. Hetgeen tot rechtstreeks gevolg heeft dat het rendement
voor deze frequenties het hoogst is, met andere woorden er het meest lawaai uit komt! De impedantie van deze piëzo-speakers
is echter zeer hoog en de beschikbare +15 V zou niet meer dan een zacht gefluister uit het kristalletje ontlokken. Er zit niets
anders op dan een trafo tussen te schakelen, net zoals dat te doen gebruikelijk was bij de oude buizenversterkers. Wie dit onderdeel
volgens de officiële regels van de edele elektronica ontwerp kunst zou gaan berekenen zou al gauw het potlood ontmoedigd
terzijde gooien. Groot en duur zou het resultaat zijn!
Maar, is dit niet een zeer speciaal geval waarbij de schakeling hoogstens 20 seconde lang geactiveerd wordt? Na deze tijd stopt de
centrale immers het belsignaal en breekt de verbinding af. En is het bovendien niet zo dat dit signaal ook nog eens intermitterend
is? Praktijkproeven hebben uitgewezen dat de schakeling uitstekend en betrouwbaar werkt met... een lichtorgeltrafootje van vijf
gulden! Wel moet dat dingetje een wikkelverhouding van 1 op 10 hebben. En bovendien mag men de schakeling nooit (dus ook niet
tijdens het testen) langer dan een halve minuut ononderbroken laten werken. De kans is groot dat de primaire wikkeling van het
trafootje dan doorbrandt.
Terug nu naar het schema. Als de SAE0700 werkt staan er forse pulsen van 15 V amplitude op de collector van transistor T4. Deze
worden aan de laagohmige wikkeling van het trafootje aangeboden, maar wel met enige parallel geschakelde weerstanden in serie met
de stroomkring. De trafo zet de lage spanning om in forse pulsjes van ongeveer 80 V top-tot-top, die rechtstreeks aan het
piëzo-element van de hoge tonen luidspreker worden aangeboden.
Om de transistor te beveiligen tegen de hoge spanningspulsen die over de primaire wikkeling van de trafo kunnen ontstaan bij het
wegvallen van de stroom is een 1N4004 diode parallel geschakeld.
De schakeling trekt ongeveer 250 mA stroom van de +15 V voeding. Dat is een gemiddelde waarde, de piekstroom is uiteraard veel
groter. Om de voeding niet met deze pieken te belasten is een zeer grote reservoirelco van 1.000 µF parallel over de voeding
opgenomen.
De opgewekte geluidsdruk hangt uiteraard in belangrijke mate af van de eigenschappen van de toegepaste piëzo-tweeter. Een
PCT-5000 van het tamelijk onbekende japanse merk ARROW bleek uitstekend te voldoen.
|
Interessante elektronica links Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin Klik hier ... Boeken voor de elektronicus Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer |
BELANGRIJKE OPMERKING
Gebruik deze schakeling nooit zonder belaste secundaire wikkeling van de trafo! Over de open secundaire wikkeling ontstaan
door inductieve opslingering smalle spanningspulsjes van meer dan 2.000 V! Weliswaar niet echt gevaarlijk, maar toch onaangenaam bij
aanraking.
Een groter gevaar is dat de isolatie in het trafootje doorslaat en men het onderdeel kan weggooien.
| WEERSTANDEN | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| R1 | 47 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R2 | 10 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R3 | 4,7 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R4 | 15 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R5 | 4,7 kOhm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R6 | 220 Ohm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R7 | 470 Ohm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R8 | 82 Ohm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R9 | 82 Ohm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | R10 | 82 Ohm | 1/4 W koolweerstand, 5 % |
| R11 | 82 Ohm | 1/4 W koolweerstand, 5 % | - | - | - |
| CONDENSATOREN | |||||
| C1 | 100 nF | MKH | C2 | 1.000 µF | 25 V print-elco |
| HALFGELEIDERS | |||||
| D1 | 3,3 V | zenerdiode, 400 mW | D2 | 3,3 V | zenerdiode, 400 mW |
| D3 | 1N4004 | universele Si-diode | T1 | BC107 | universele NPN-transistor |
| T2 | BC177 | universele PNP-transistor | T3 | BC107 | universele NPN-transistor |
| T4 | BD242 | medium vermogen transistor | IC1 | SAE0700 | ringer-IC, Siemens |
| DIVERSEN | |||||
| 1 | - | IC-voetje, 8-pens | 1 | koelplaatje | U-vormig voor TO-126 |
| 1 | trafo | lichtorgel, 1/10 | 1 | luidspreker | piëzo-elektrische tweeter |
| 7 | - | printsoldeerlipje | 1 | boutje | M3x10 |
| 1 | moertje | M3 | - | - | - |
HET BOUWEN VAN DE BEL
Het printje is wat afmetingen betreft aangepast aan het printje van de belpuls detector. De drie soldeerlipjes aan de rechter kant van de
print, zie de componentenopstelling van figuur 2, staan tegenover de functiecompatibele lipjes op de print van de belpuls detector. Beide
schakelingen zijn dus tot een compact geheel samen te bouwen.
Transistor T4 moet op een klein U-vormig koelplaatje bevestigd worden.
Figuur 2: De componentenopstelling.
Omdat er absoluut geen standaardisatie bestaat in de afmetingen van scheidingstrafootjes voor lichtorgels zijn op de print een heleboel gaatjes voorzien voor het onderbrengen van dit onderdeel. Denk er bij de montage van dit trafootje aan dat, in tegenstelling tot wat gebruikelijk is, de wikkeling met het meeste aantal windingen met het piëzo-tweetertje verbonden moet worden!
TESTEN VAN DE BEL
De schakeling kan ook zonder belpuls detector getest worden. Na het aan de schakeling solderen van de piëzo-ceramisch luidspreker en
het verbinden met een voeding van +15 V kan men door middel van een draadje de ingang met de +15 V verbinden. Het typische geluid van een
elektronische telefoonbel moet nu met een behoorlijk volume uit het speakertje opstijgen.
Als de schakeling op deze manier werkt is men er zeker van dat de bel het ook zal doen in combinatie met de elders op deze site beschreven
belpuls detector.
Denk bij het testen aan de twee reeds genoemde aandachtspunten.
De schakeling niet langer dan ongeveer een halve minuut ononderbroken laten werken!
De schakeling niet laten werken zonder belasting op de secundaire van het trafootje!
EXTRA SERVICE: DOWN-LOADEN VAN HET PRINTONTWERP
U kunt het ontwerpje van de print van deze nabouwschakeling uit onze Internet-site down-loaden. Het ontwerp werd gescand met een
resolutie van 300 dpi en staat ter beschikking als TIF-file, LZW-compressie.
Deze file kan in ieder grafisch programma geopend worden en geprint op transparante folie. Gebruik hiervoor bij voorkeur een inkjet-printer!
Druk het ontwerpje af met de afmetingen die hieronder staan vermeld!
Nadien kunt U met dit transparant een stukje foto-gevoelige printplaat belichten.
Klik hier ... en ga terug naar het begin van deze pagina
Klik hier ... en ga terug naar de bouwbeschrijvingen van Vego
Klik hier ... en ga terug naar het hoofd-menu van de Vego-site