В далёком царстве, заморском государстве - есть терем с надписью LSI Computer Systems. Делают там вещи дивные да детали хитромудрые. Одна из них - микросхема LS7311, которая служит для регулировки мощности электрических моторов, позволяя менять их скорость простым нажатием на кнопки. Наши славянские умельцы народные давно знакомы со схемами с крутящимися потенциометрами, но здесь всё интереснее - 10 кнопочек с десятью лампочками. Какую кнопку нажимаем - такая и мощность от сети переменного тока в мотор передаваться будет. Подробнее про сие чудо аглицкой инженерной мысли можете почитать в рукописи на LS7311 .

Схема регулятора для двигателя переменного тока

Микросхема сия специально разработана для изменения скорости вращения мотора в различной бытовой технике, такой как пылезасосы, обдуватели, сверлители и так далее. Переключатель на кнопочках позволяет сделать выбор и индикацию от 1 до 10 уровней мощности (скорости вращения). На какую кнопочку нажмёте - тот светодиод и засветится. Не обязательно ставить все кнопки - можно оставить только те, которые нужны будут. Например "слабо, средне, сильно".

Проект идеально подходит для ступенчатого регулирования скорости электродвигателя и вписывается в современный дизайн техники. Устраняет искрообразование как у механических контактов. В зависимости от управляемого элемента, симистора ВТ136, можно на выход подключать нагрузку хоть до двух лошадиных сил, конечно при наличии охладителя железного, ведь он выдерживает без радиатора в этой схеме только до 300 Вт мощности.

Итого: сей переключатель скорости отличает мгновенный запуск, возможность запитки от 230 В или 110 В, не требуется отдельного источника питания постоянного тока для низковольтной части. В общем всем хороша LS7311, да одна проблема - в наши края купцы её редко завозят из славного Нью-Йорк града:-)

Обсудить статью КНОПОЧНЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ

Электронный регулятор громкости для мультимедиа аппаратуры на TC9153AP (KA2250)

Если вам надоело крутить ручку регулировки громкости, и хочется попробовать чего-нибудь «модернового», то можно регулировать громкость кнопками, для чего без проблем можно собрать предлагаемый регулятор.

Схема регулятора очень простая и не требует настройки, к тому же занимает места ненамного больше переменного резистора, да и плату можно разместить где угодно.

Таблица 1 Основные технические характеристики

Таблица 2 Ступени регулировки громкости

Схема регулятора:

Рисунок 1 - Принципиальная схема регулятора

Таблица 3 Перечень элементов

Элемент	Номинал	Количество
	4,7мкФ × 50 В
	22 мкФ ×25 В
	100 мкФ × 25 В
	Любые кнопки без фиксации
	TC9153AP или KA2250

Микросхемы KA2250 и TC9153AP полностью взаимозаменяемы, их цоколевки и характеристики одинаковые. К выводу 8 микросхемы DA1 «индикация уровня громкости» через добавочный резистор сопротивлением 1 кОм (его следует подобрать по отклонению стрелки прибора на всю шкалу при установке регулятора на максимальную громкость) я подключил стрелочный индикатор от старого магнитофона. Вывод "-" индикатора соединяется с общим проводом данного устройства. Каждый шаг регулировки громкости увеличивает (уменьшает) показания индикатора примерно на 100 мкА. Фото собранного регулятора представлено на рисунке 2:

Рисунок 2

Плюсы применения такого регулятора: Синхронная регулировка обоих каналов. В отличие от обычного переменного резистора у данного регулятора отсутствуют шумы при регулировке. Он также не подвержен деградации, т.е. ухудшению качества регулировки вследствие износа проводящей поверхности и движка переменного резистора. Конечно, кнопки также являются механическим элементом, но они только управляют, в то время как через обычный переменный резистор в схемах УЗЧ часто непосредственно проходит электрический звуковой сигнал.

Минусы: Резко не крутанёшь громкость, да оно может и к лучшему, целее будет усилитель. Ещё: эти микросхемы не имеют памяти, при выключении питания микросхема сбрасывается на средний уровень громкости, что вообще-то скорее является положительной стороной - при включении не возникает «удара по ушам».

Внимание : Максимальное входное напряжение микросхем TC9153AP и KA2250 составляет 4 В амплитудного значения, т.е. примерно 2,8 В эффективного. Этот уровень, во избежание выхода микросхемы из строя, превышать нельзя!

Оптимально использовать так: Линейный выход звуковой карты компьютера, или DVD > блок тембров или эквалайзер > регулятор громкости > усилитель мощности > акустическая система.

Внимание : Не допускается использовать регулятор в силовых цепях, например: Усилитель мощности >регулятор громкости> акустическая система.

Своими лапами я собрал несколько штук таких регуляторов на микросхемах обоих типов, все заработали сразу. Маленькое практическое замечание: если при установке регулятора на минимальную громкость (-64 дБ) звук всё-таки будет слышен, то избавиться от этого можно увеличением ёмкости конденсатора C8 примерно до 1000 мкФ.

Чтобы регулятор не работал надо очень постараться. Причины неработоспособности могут быть разными, но основные из них: замыкания на плате, плохой монтаж, использование неисправных радиоэлементов. Бракованные микросхемы мне ни разу не попадались.

Copyright Лаборатория Ирбиcов - Мягкой поступью к вершинам знаний и мастерства Все права защищены.

Применение в радиоаппаратуре электронного регулятор громкости может изменить характеристики и эксплуатационные ее свойства к лучшему. Так к достоинствам электронных регуляторов можно отнести отсутствие помех и шумов возникающих при регулировке (скрипы, щелчки). Электронный регулятор может комплектно использован в радиоаппаратуре с устройствами дистанционного управления. Вместо кнопок регулировки, возможно установить реле, управляемые посредством ик - излучения или радиосигналом.

Характеристики стереорегулятора громкости на микросхеме КА2250

Диапазон пропускаемых частот 20-20000 Гц;
Напряжение питания от 6 до 16 вольт;
Максимальное входное напряжение не более 2,5 в;
Регулировка громкости от 0 до 64 дБ;
Шаг регулировки 2 дБ.

Принципиальная схема и плата для монтажа электронного регулятора громкости

Далее приведена схема и ее описание для сборки стереофонического электронного регулятора громкости. Стеререгулятор собран на базе микросхемы КА2250, управляется двумя кнопками без фиксации. К регулятору можно подключить стрелочный индикатор через резистор R7 (смотрите электрическую схему). Выключателем ВК1 через резистор R5 индикатор может быть заблокирован, отключен. Провода подающие звуковую частоту и снимающие ее с регулятора громкости, должны быть экранированы. Регулятор громкости при условии правильной сборки и использования исправных радиодеталей в настройке не нуждается.

Рис. 1 Принципиальная электрическая схема регулятора громкости на микросхеме КА2250 (Toshiba)

Рис.2 Размещение радиоэлементов на монтажной плате электронного стереорегулятора громкости

Рис. 3 Внешний вид платы (размер 40 мм ширина * 38 мм высота)

Радиоэлементы применяемые для сборки электронного стереорегулятора громкости на базе микросхемы КА2250

Резисторы:

R1 - 51 ом - 1 шт.;
R2 - 22 к - 1 шт.;
R3 - 22 к - 1 шт.;
R4 - 100 к - 1 шт.;
R5 - 1 к - 1 шт.;
R6 - 51 к - 1 шт.;
R7 - 1 к - 1 шт.;
R8 - 33 к - 1 шт.
Мощность резисторов - 0,25 Вт

Конденсаторы:

С1 - 22 мкФ/16 вольт - 1 шт.;
С2 - С8 - 4,7 мкФ/16 вольт - 7 шт.;
С9 - 47 мкФ/16 вольт - 1 шт.

Другие радиоэлементы используемые в схеме:

Диод D1, D3, D4 - RL522 - 3 шт.;
Стабилитрон D2 - Д814Д - 1 шт.;
Микросхема КА 2250

Электронный регулятор может быть успешно использован с усилителем НЧ, описанным в статье "

Схема кнопочного потенциометра (сдвоенного) с цифровым управлением построена на основе специализированной микросхемы DS1267 от компании Dallas. В этом проекте используется версия 100к. Для управления ей служит микроконтроллер ATTiny13, выбранный из-за небольших размеров. Потенциометр позволяет регулировать максимум 256 шагов, однако можно применить ограниченное значение до 128 шагов. Этот показатель свободно устанавливается изменяя исходный код программы. На плате предусмотрен также вывод поляризации системы DS1267, так называемые «VBias», который можно поляризировать отрицательным напряжением, когда требуется перемещение бОльших чем 0,5 В амплитуд сигнала.

В схеме регулятора применены в основном SMD элементы, чтобы максимально уменьшить его размеры. Плата с успехом может быть встроенная в любую часть усилителя звука, так как ее высота всего 1 см. Регулировка громкости осуществляется с помощью двух миниатюрных кнопок (микриков), припаянных непосредственно на плату. Светодиод сигнализирует своим миганием о процессе нажатия и регулировании.

Схема электрическая кнопочного регулятора

Схема принципиальная кнопочного регулятора потенциометра

Основой схемы является микроконтроллер U1 (ATTiny13), работающий на внутреннем источнике синхронизации (внутреннем генераторе). По трех-проводной шине он управляет состоянием U2 (DS1267). Выходами потенциометров будут разъемы P1 и P2. Диод D1 вместе с резистором, ограничивающим его ток, выполняет функцию индикатора работы шины. Короткой вспышкой сообщает о факте отправки данных в м/с U2. Конденсатор C1 (100nF) представляет собой фильтр питания.

Изготовление конструкции

Схема паяется на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Плата не содержит перемычек, а два кажущихся разрыва в цепи массы будут местами пайки корпуса кнопок. Монтаж следует начать с припаивания интегральных микросхем, потому что это делается гораздо удобнее, когда нет выступающих элементов от другой стороны. Порядок пайки остальных элементов произвольный. Схему необходимо питать напряжением 5 В, желательно стабилизированным.

Готовые для пайки платы

Определенным неудобством является программирование микроконтроллера, так как здесь не предусмотрено разъема программирования. Чтобы запрограммировать МК U1 — подпаяйте аккуратно к его выводам тонкие провода, которые затем будут подключены к программатору. Вывод VB (VBias) соединен с массой схемы, однако, если необходимо подключение этого входа к другой полярности, просто вырежьте фрагмент дорожки между выводами на плате. Когда потенциометр работает для регулировки громкости предусилителя и амплитуда сигнала, что на него подается не превышает 0,5 вольта, то выход VB следует поляризировать относительно отрицательного напряжения -5 В относительно массы. Это обеспечит правильную передачу аналогового сигнала.

кнопочный регулятор — потенциометр

Следует иметь в виду, что потенциометр имеет максимально допустимое напряжение, которое может присутствовать на любом из контактов (относительно GND) от -0.1 до +7 В для Vb = 0 и от -5 до +7 В для Vb = -5 В. При эксплуатации регулятора следует позаботиться о том, чтобы не превышать указанные допустимые границы напряжений. Когда вы питаете схему от отдельного БП, необходимо убедиться, что масса потенциометра (GND) и масса схемы назначения связаны между собой.

Фьюзы биты

На рисунке показаны настройки фузов для микроконтроллера ATTiny13

Управление регулятором

Работа со схемой проста. Изменение громкости осуществляется нажатием кнопок S1 и S2. Удержание нажатой кнопки вызывает плавное перемещение воображаемого ползунка потенциометра в нужном направлении. Светодиод D1 сигнализирует своим миганием факт изменения положения ползунка. Когда он достигнет одной из крайних позиций — индикатор перестанет мигать, хотя вы и продолжите держать нажатой кнопку.

Подключение регулятора

Прошивка и плата

Все необходимые для самостоятельной сборки файлы вы можете .

С развитием стереотехники резко обострилась одна из проблем аналоговой аппаратуры - низкое качество и небольшой ресурс работы переменных резисторов, служащих регуляторами громкости. И если для моноаппаратуры еще можно подобрать переменный резистор на замену вышедшему из строя, то для стерео, особенно импортной, это практически нереально.

Электронные регулятор громкости

Найти «примерно такой же» резистор очень сложно даже в крупных городах. Причем чаще всего «ломаются» резисторы регуляторов громкости. Регуляторы тембра и баланса используются реже и служат гораздо дольше. К счастью, полный выход из строя сдвоенного («стерео») переменного резистора случается крайне редко. Обычно хотя бы один из резисторов полностью или частично исправен. И, «зацепившись» за эту часть регулятора. можно «вылечить» все устройство!

При этом даже не придется переводить систему в монофонический режим-достаточно просто добавить специальную микросхему электронного регулятора громкости. Такие микросхемы сравнительно дешевы, почти не искажают звук и практически не требуют подключения внешних элементов. С их помощью автор в свое время вернул жизнь не одному десятку различных магнитол, и ни один владелец не остался разочарованным.

Как правило, подобные микросхемы управляются напряжением. Изменяя напряжение на специальном входе микросхемы с помощью переменного резистора {или того, что от него осталось), мы изменяем громкость фазу в обоих каналах, причем линейность и синхронность ее изменения гораздо выше, чем при использовании сдвоенного переменного резистора.

Знать, как именно устроены подобные микросхемы - совершенно не обязательно (фактически, это с электрически изменяемым коэффициентом усиления), нужно только помнить, что при уменьшении напряжения на регулирующем входе громкость обычно также уменьшается. И даже если переменный резистор «восстановлению не подлежит» - тоже не все потеряно. В таком случае можно использовать цифровой регулятор громкости, который управляется кнопками.

Такие регуляторы бывают двух типов: автономные и требующие использования дополнительного процессора. Первые (например, КА2250, ТС9153) регулируют только громкость. «Качество регулировки» - довольно скверное, но их стоимость сравнительно невелика. «Процессорные» регуляторы раза в два дороже автономных, но гораздо «круче»: и регулировка более линейная, и, помимо регулировки громкости, можно регулировать тембр, баланс, звуковые эффекты (псевдостерео - стерео из моносигнала, как у TDA8425 или псевдоквадра-стерео в микросхемах серии ТЕАбЗхх).

Есть также селектор каналов на входе и некоторые другие «примочки». Но распространение таких регуляторов, даже несмотря на весьма выгодное соотношение цена- качество, ограничивает необходимость использования внешнего, заранее запрограммированного процессора. Специализированные запрограммированные процессоры для работы с подобными микросхемами автор в продаже не встречал.

Большинство микросхем с электронной регулировкой громкости предназначены для работы в кассетном магнитофоне. Они имеют пару чувствительных и малошумящих , пару с электронной регулировкой громкости, и рассчитаны на низковольтное питание (1,8…6,0 В при потребляемом токе около 10 мА).

Схема регулятора громкости на микросхеме TA8119P

Таковы микросхемы ТА8119Р ф.TOSHIBA (рис.1) и ВАЗ520 ф.POHM(рис.2). Как видно из рисунков, отличаются они только количеством выводов, а электрические характеристики у них практически совпадают. Кстати, ИМС ТА8119 выпускается только в DIP-корпусе для монтажа в отверстия. а ВА3520 - в DIP- и SOIC-корпусах (соответственно, ВА3520 и BA3520F, последняя-для поверхностного монтажа). Расстояние между рядами выводов у ТА8119 и SOIC-версии BA3520F - 7,5 мм. у ВА3520 в DIP-корпусе -10 мм.

Цифровой регулятор громкости на BA3520

Операционные усилители (ОУ) внутри - обычные, с той лишь разницей, что некоторые резисторы обратной связи уже установлены в микросхеме. Выходной ток предварительных усилителей - несколько миллиампер, выходных - около сотни миллиампер. На рисунках указаны рекомендуемые схемы включения, но, в принципе, ОУ можно включать по любой стандартной схеме, за исключением, разве что, дифференциальной.

Если слишком большое усиление не требуется, предваритепьные уси- лители можно не использовать, подав входной сигнал непосредственно на выходные усилители (их коэффициент усиления при максимальной громкости - около 7). При этом входы предварительных усилителей желательно соединить с выходом REF микросхемы. Если использовать эти микросхемы для замены переменного резистора, сигнал на входы лучше подавать через резисторы сопротивлением около 100 кОм (для компенсации усиления выходных усилителей), как показано на рис.За.

И вообще, во всех схемах с использованием ВА3520 сигнал на входы оконечных усилителей лучше подавать через резисторы сопротивлением не менее 10 кОм. Это значительно уменьшает шумы на выходе (микросхема «не любит» слишком низкоомные источники сигнала), но выход предварительного усилителя микросхемы можно соединять со входом оконечного непосредственно. К ТА8119 это тоже относится, хотя выражено гораздо слабее.

Для более плавной регулировки громкости в микросхеме ТА8119Р и ВА3520, а также для устранения «шороха» при вращении движка переменного резистора, между движком и общим проводом рекомендуется включить конденсатор емкостью 1…10 мкФ («+» к движку). При «частичной неисправности» переменного резистора (перегорела или истерлась дорожка возле одного из крайних выводов) можно «выкрутиться», несколько усложнив схему.

Переменный регулятор громкости на резисторе, транзисторе, микросхеме

Если перегорел контакт, к которому подводится движок резистора для установки минимальной громкости, используется схема на рис.36 или рис.Зв. Здесь резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Но следует отметить, что напряжение в средней точке такого делителя никогда не уменьшится до нуля: при указанных номиналах резисторов оно превышает 0,3 В. т.е. «нулевая» громкость недостижима.

Для устранения этого недостатка в схему добавлен повторитель на транзисторе VT1. При таком напряжении он все еще закрыт (порог открывания - около 0.6 В). В схеме на рис.3б достичь максимальной громкости также невозможно из-за упомянутого выше падения напряжения на транзисторе (около 0,6 В). Поэтому лучше использовать схему, изображенную на рис.3в.

Источник питания (+5 В) должен быть стабилизированным - иначе громкость будет «плавать». При настройке этой схемы, возможно, понадобится подобрать сопротивления R3 и R4 для получения максимальной громкости. Если же перегорел «верхний» вывод переменного резистора, схема для его «лечения» становится еще проще (рис.Зг). Источник питания тоже должен быть стабилизированным.

Но если переменный резистор «восстановлению не подлежит», единственный выход - использование цифровых регуляторов. В принципе, такие регуляторы можно построить и на обычной цифровой логике, пропуская звуковой сигнал через микросхему цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Подобные схемы неоднократно публиковались в отечественной литературе начала 90-х годов, но дешевле и удобней воспользоваться специализированной микросхемой, например, КА2250 (Samsung) или ТС9153 (Toshiba).

Регуляторы громкости на ЦАПе КА2250, ТС9153

Эти микросхемы - полные аналоги по электрическим характеристикам и цоколевке (рис.4), отличия только в названии. Они являются 5-битным стереоЦАПом (шаг регулировки - 2 дБ) с довольно скзерными характеристиками регулирования и не очень сложной схемой управления. Что радует - крайне низкие искажения. По этому параметру микросхемы практически не отличаются от переменного резистора, естественно, если амплитуда входного сигнала не превышает 1,5…2,0 В и правильно разведены «земли».

Также предусмотрено «запоминание» уровня громкости при отключении питания, но в ячейке ОЗУ, т.е. для подпитки самой микросхемы нужна батарейка или конденсатор с малой утечкой.
Для нормальной работы этих микросхем требуется внешний источник образцового напряжения (UREF)- Если у источника сигнала (предварительного усилителя) есть свое UREF. тогда просто подводим его к выводам 4,13 микросхемы (рис.4а). Если же его нет, «сооружаем» внешний делитель напряжения (R1-R2- С1 на рис.4).

В обоих случаях напряжение на выводах 4 и 13 должно быть на 1…2 В меньше напряжения питания, но выше 1…2 В относительно общего провода. Напряжение UREF d каждом канале может быть разным. Собственно регулятор громкости состоит из пары резисторных матриц, коммутируемых через высококачественные полевые транзисторы.

На рисунке эти матрицы обозначены как постоянные резисторы. Для нормального функционирования микросхемы обе матрицы должны быть соединены последовательно и, желательно, через разделительный конденсатор (С4). Так как матрицы содержат только резисторы, то, в принципе, «вход» и «выход» можно поменять местами (что иногда можно обнаружить даже в «фирменных» изделиях), но лучше этого не делать.

Цифровая часть микросхем состоит из генератора с внешними частотозадающими элементами КЗ-С7, двух кнопок SB1, SB2 и коммутатора на диодах VD1, VD2. Громкость изменяется при нажатии и удерживании соответствующей кнопки. У микросхем имеется цифровой выход. Ток через этот выход изменяется от 0 до 1,3 мА (с шагом 0,1 мА) при уменьшении/увеличении громкости. Вывод 7 микросхем служит для «выключения» - при «нуле» на этом входе генератор отключается, а потребляемый микросхемами ток уменьшается до минимума.

«Регулирующая» часть микросхем при этом работает как обычно, но изменять громкость невозможно. Для того, чтобы при отключении питания микросхема «запоминала» уровень громкости, ее желательно подключать так, как показано на рис.46. При отключении питания напряжение на входах «Uпит» уменьшается до нуля, одновременно снижается напряжение на выводе 7, и цифровая часть микросхемы «отключается».

Сама микросхема при этом питается через батарейку, ее заряда хватает на десятки лет. В принципе, использовать батарейку не обязательно - достаточно одного конденсатора емкостью более 1000 мкф, но даже самый лучший конденсатор не «продержится» более недели. Конденсатор С2 служит для начального сброса микросхемы при включении питания, поэтому он обязателен и должен располагаться в непосредственной близости от выводов питания микросхемы.

Продолжение статьи находится