Квартирный звонок с записью звуков

В радиотехнической литературе печаталось много различных схем квартирных звонков. Все они, как правило, воспроизводили только фрагменты мелодий и подражали пению птиц. В настоящее время выпускаются микросхемы, в которые можно многократно записывать и воспроизводить информацию, как речевую, так и музыкальную.

Время записи и воспроизведения микросхем может колебаться от 10 секунд до десятков минут. Для своей конструкции я применил устройство на базе микросхемы ISD1210P [IV]. Время записи и воспроизведения равно 10 секундам, что вполне хватает для квартирного звонка. В эту микросхему можно записать синтезированный фрагмент (музыка и речь) со звуковой карты компьютера, с магнитофона или микрофона. Срок хранения записанной информации микросхемы ISD1210P составляет около 100 лет. Число циклов записи приблизительно 100 000.

Данная микросхема содержит АЦП и ЦАП, ОЗУ, тактовый генератор, микрофонный усилитель, линейный вход и выход. Так как микросхема не имеет встроенного усилителя ЗЧ, то можно применить усилитель ЗЧ любого схемного решения. В моей схеме применен распространенный усилитель ЗЧ на микросхеме К174УН7 и собранный по схеме данной в [I].
Принципиальная схема записывающего и воспроизводящего блоков квартирного звонка объединена в один и показана на рисунке 1.

На рис.2 показан узел записи информации с микрофона и на рис.3 показан блок питания и управления дверной кнопкой SB2.

Блок записи и воспроизведения информации состоит из микросхемы DD1 ISD1210P и усилителя ЗЧ DA3 на микросхеме К174УН7. Включение микросхемы DD1 типовое. Питание от источника питания +5в., собранного на микросхеме DA1 КР142ЕН5А. Сигнал записи информации подается на микросхему от линейного выхода магнитофона или звуковой карты через разъем Line IN и разделительный конденсатор С3 на ножку 20. Для того , чтобы информация была записана, надо на микросхему DD1 подать питание и нажать кнопку SB1, затем подавать сигнал на вход Line IN. Кнопка SB1 должна быть без фиксации. Если записывать информацию с микрофона, то надо собрать узел на рис.3 и подключить его к соответствующим контактным площадкам на печатной плате. Операция записи с микрофона производится также, как и с линейного выхода воспроизводящих устройств. При использование микросхемы ISD1210P, запись в обоих случаях не должна превышать 10 секунд. При записи с микрофона можно также использовать схемное решение, показанное в [III] рис.2. Микрофон BM1-электретный МКЭ-332. Можно применить импортные DH9767, SZN-15E или аналогичные. Микрофонные цепи должны быть обязательно экранированы. При подключении микрофона BM1, должна соблюдаться его полярность.

В моем варианте был записан в микросхему комбинированный фрагмент звучание гонга и голоса. Сначала, в любом музыкальном редакторе, который поддерживает написание нот и их прослушивание, записывается звук гонга. Я использовал музыкальный редактор FINALE 2003.
С помощью данного редактора я конвертирую «Звучание гонга» в MIDI формат, а затем, с помощью конвертора MIDI в WAV (это программа AwaveMus.exe) конвертирую в формат WAV. Программу можно найти на сайте www.fmjsoft.com.

После этого я использую программу для воспроизведения введенного текста в компьютер (Govorilka.exe).

Эта программа может следующее:

Govorilka - это бесплатная программа, которая читает текст разными голосами на разных языках, используя голосовые движки ( text-to-speech engines ), установленные на компьютере.

Основные возможности
- Запись речи в WAV и MP3 файлы в ускоренном режиме.
- Легко пополняемый словарь произношений.
- Автопрокрутка текста (отслеживается текущая позиция чтения).
- Читает буфер обмена.
- Запоминает текст и позицию курсора при выходе из программы.
- Размер текста практически неограничен./
- Регулировка высоты голоса и скорости чтения.

В программе ввожу текст: -« Господа. К Вам гости» и при воспроизведении добиваюсь наиболее естественного произношения, затем записываю его в формат WAV. Тем самым у нас получилось два независимых файла в формате WAV. Первый – звук гонга, второй – записанный текст. (Вариантов записи текста может быть множество). Следующим этапом используется программа Sound Forge XP Studio , которую можно найти на сайте www.sonicfoundry.com. С помощью данной программы файлы «гонга» и «текста» в формате WAV микшируются, редактируются и сводятся в один WAV-файл. У меня он занимает порядка 80Кб. В начале файла на 1 секунду записывается сигнал с любой частотой до 18-19Гц. Это нужно для того, чтобы во время воспроизведения гонга, не срезалось начало фрагмента. Сигнал с частотой до 18Гц не слышим человеческим ухом, но влияет на работу устройства управления срабатывания реле.

Блок питания особенностей не имеет и собран по традиционной схеме на микросхеме DA2-КР142ЕН8А. При нажатии дверной кнопки SB2 включается питание и на устройство управления реле с вывода 15 микросхемы DD1, через конденсатор С22, транзистор VT1 и цепочку VD3, R17, R18 подается сигнал. На выходе 1 микросхемы DD2.1 появляется лог.1 и проходя через транзисторы VT2, VT3, заставляет сработать реле К 1 на замыкание контактов К1.1 и К1.2. После окончания воспроизведения фрагмента, спустя несколько секунд, на выходе 1 микросхемы DD2.1, появляется напряжение лог.0, которое заставляет сработать реле К 1 на размыкание контактов К1.1 и К1.2. Тем самым звонок полностью отключен от сети. С работой устройства управления реле можно ознакомиться в [II].
Воспроизведение фрагмента усиливается с помощью блока, собранного на микросхеме К174УН7 рис.1. Усилитель на К174УН7 включен по типовой схеме, с введением корректирующих цепочек для снижения % н.и. [I] и особенностей в настройке не имеет.

Сигнал поступает с микросхемы DD1, через конденсатор С 4 на регулятор громкости R6 и через цепочку С8, R7 на вход микросхемы. Питается микросхема напряжением 9в., снимаемое с выхода микросхемы DA2 и конденсаторов С20, С21. Это же напряжение подается на диод VD2 и вход микросхемы DA1. Для уменьшения габаритов конструкции, вместо усилителя ЗЧ DA3 можно применить микросхему от телефонов – ЭКР1436УН1. Схема ее включения показана в [III]. Для использования данной микросхемы или другого усилителя ЗЧ, необходимо переработать печатную плату. Печатная плата блока записи и воспроизведения фрагмента показана на рис.4, печатные платы узла записи с микрофона и блока питания не разрабатывались.
Вместо микросхемы DA1 КР142ЕН5А можно применить аналог импортной микросхемы
серии 7805, а вместо микросхемы DA2 КР142ЕН8А микросхемы серии 7809.

Литература.
I. В.Громов, А.Радомскин «УЛУЧШЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЯ НА К174УН7»
II. Н.А.Дробница «ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ» г. Москва «Радио и связь» 1985г.
III. А.ПАРТИИ «ЗВУКОВОЙ МОДУЛЬ НА ОДНОЙ МИКРОСХЕМЕ» Радио, 2002, №11, стр.40
IV. ISD1200 Series “Single-Chip Voice Record/Playback Devices 10 and 12-Second Dura-tions .”

P.S. Достоинством конструкции является простота в изготовлении, относительная (в среднем 118руб.) дешевизна микросхемы ISD1210P. То, что в данную микро-схему можно записывать синтезированные фрагменты. Микросхемы и детали конструкции не дефицитны. При соблюдении аккуратности монтажа и наличие исправных деталей, наладка устройства сводится к минимуму. В основном это усилитель ЗЧ на микросхеме К174УН7 [I]. Кнопка SB1 временная и используется только на момент записи микросхемы DD1. В нерабочем состоянии устройство отключено от сети.