Андрей Кашкаров - Электронные устройства для глушения беспроводных сигналов (GSM, Wi-Fi, GPS и некоторых радиотелефонов)
Выпрямленное напряжение через токоограничивающий резистор R2 и усилитель тока на транзисторах VT2, VT3 (включенные по схеме Дарлингтона) поступает через разъем Х1 на аккумулятор и заряжает его минимальным током. При этом свечение светодиода HL1 свидетельствует о наличии зарядного тока в цепи. Так, если данный светодиод не светится, значит, аккумулятор заряжен полностью, или в цепи зарядки нет контакта с нагрузкой (аккумулятором).
Свечение второго индикаторного светодиода HL2 в самом начале процесса зарядки не заметно, так как напряжения на выходе зарядного устройства недостаточно для открывания транзисторного ключа VT1. В это же самое время составной транзистор VT2, VT3 находится в режиме насыщения, и зарядный ток присутствует в цепи (протекает через аккумулятор).
Как только напряжение на контактах аккумулятора достигнет значения 3,8 В (что говорит о полностью заряженном аккумуляторе), стабилитрон VD2 открывается, транзистор VT1 также открывается, и загорается светодиод HL2, а транзисторы VT2, VT3, соответственно, закрываются, и зарядный ток в цепи питания аккумулятора (Х1) уменьшается почти до нуля.
2.2.1. Налаживание
Для полноценного и эффективного налаживания устройства потребуются два однотипных аккумулятора c номинальным напряжением 3,6–3,8 В. Один аккумулятор полностью разряженный, а другой – соответственно, полностью заряженный.
Налаживание сводится к установке максимального зарядного тока и напряжения на выходе устройства, при котором светится светодиод HL2. Этот максимальный ток устанавливается опытным путем так.
К выходу зарядного устройства (точки А и Б, разъем Х1, рис. 2.1) через (последовательно соединенный) миллиамперметр постоянного тока подключают заведомо зарядившее устройство «глушилки» и подбором сопротивления резистора R2 выставляют ток 100 мА. Для этой цели удобно использовать стрелочный миллиамперметр М260М с током полного отклонения 100 мА. Однако можно использовать и иной аналогичный прибор, в том числе стрелочный авометр Ц20, Ц4237 (и подобные им), включенный в режиме измерения тока на пределе 150–250 мА. В этой связи применять цифровой тестер нежелательно из-за инерции считывания и индикации показаний.
После этого (предварительно отключив зарядное устройство от сети переменного тока) эмиттер транзистора VT3 отпаивают от других элементов схемы и вместо «глушителя» с «севшим» аккумулятором к точкам А и Б на схеме подключают устройство подавления сотовой связи с нормально заряженным аккумулятором (для этого переставляют аккумуляторы в одном и том же устройстве). Теперь подбором сопротивления резисторов R5 и R6 добиваются зажигания светодиода HL2. После этого эмиттер транзистора VT3 подключают к другим элементам согласно схеме.
2.2.2. О деталях
Трансформатор Т1 любой, рассчитанный на питание от осветительной сети 220 В 50 Гц с вторичной (вторичными) обмоткой, выдающей напряжение 10–12 В переменного тока, например ТПП 277127/220-50, ТН1-220-50 и аналогичный.
Транзисторы VT1, VT2 типа КТ315Б-КТ315Е, КТ3102А-КТ3102Б, КТ503А-КТ503В, КТ3117А или аналогичные по электрическим характеристикам. Транзистор VT3 – из серий КТ801, КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Необходимости в установке этого транзистора на теплоотвод нет.
К точкам А и Б (на схеме) припаивают штатный провод от зарядного устройства сотового телефона соответствующей модели, с тем чтобы оконечный разъем на другом конце этого провода подходил к разъему устройства подавления. Все постоянные резисторы (кроме R2) типа МЛТ-0,25, MF-25 или аналогичные. Резистор R2 – мощностью рассеяния 1 Вт.
Оксидный конденсатор С1 типа К50-24, К50-29 на рабочее напряжение не ниже 25 В или аналогичный. Светодиоды HL1, HL2 типа АЛ307БМ. Светодиоды можно применить и другие (для индикации состояния различными цветами), рассчитанные на ток 5-12 мА.
Диодный мост VD1 – любой из серии КЦ402, КЦ405, КЦ407. Стабилитрон VD2 определяет напряжение, при котором зарядный ток устройства уменьшится почти до нуля. В данном исполнении необходим стабилитрон с напряжением стабилизации (открывания) 4,5–4,8 В. Указанный на схеме стабилитрон можно заменить КС447А или составить из двух стабилитронов на меньшее напряжение, включив их последовательно. Кроме того, как было отмечено выше, порог автоматического отключения режима зарядки устройства можно корректировать изменением сопротивления делителя напряжения, состоящего из резисторов R5, R6.
2.2.3. Оформление
Элементы устройства монтируют на плате из фольгированного стеклотекстолита в пластмассовый (диэлектрический) корпус, в котором просверливают два отверстия для индикаторных светодиодов. Хорошим вариантом (использованным автором) является оформление платы устройства в корпус от использованной батареи типа А3336 (без понижающего трансформатора).
2.3. Автоматическое зарядное устройство
Заряжать портативные АКБ устройств глушителей радиосигналов от автомобильных АКБ (когда номинальное напряжение портативных АКБ меньше, чем автомобильных) можно и напрямую, но такой метод чреват быстрым износом портативной АКБ, небезопасен и может быть краткосрочно применим только в чрезвычайных обстоятельствах, в полевых (и аналогичных) условиях, в качестве исключения, когда иными способами зарядить портативную АКБ невозможно. Лучше всего в такой ситуации пользоваться специальным зарядным устройством с регулируемым выходным током, электрическая схема которого представлена ниже, на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Электрическая схема зарядного устройства портативных аккумуляторов небольшой емкости от АКБ автомобиля с номинальным напряжением 12 В
Эта схема широко применяется для подзарядки от АКБ автомобиля АКБ устройств глушителей сотовой связи с номинальным напряжением 3,6–3,8 В. Как видно из схемы, в ней применен двухцветный индикаторный светодиод с общим катодом, который, соответственно, индицирует красным цветом, если АКБ сотового телефона разряжена (ток зарядки превышает 15 мА) и зеленым цветом, если АКБ сотового телефона полностью заряжена (ток зарядки менее 10 мА) или тогда, когда нагрузка (сотовый телефон) вообще не подключена. При этом если нагрузка на выходе зарядного устройства отсутствует, то выходное напряжение будет чуть больше номинального, то есть порядка 4,2–4,4 В. Оксидные конденсаторы С1, С3 сглаживают пульсации напряжения в том случае, когда включен двигатель автомобиля.
Для самостоятельного изготовления зарядного устройства можно пойти и иным путем, собрав простую схему, представленную на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Электрическая схема зарядного устройства с регулировкой выходного тока и напряжения
Это устройство заряжает Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-Mn (никель-марганцевые) аккумуляторы. Устройство способно работать как автономно (самостоятельно), так и в составе целой системы радиоаппаратуры, когда требуется источник бесперебойного питания (всегда готовый к употреблению запасной аккумулятор). В данном случае АКБ может быть постоянно подключена к зарядному устройству, независимо от того, используется АКБ для питания устройств нагрузки в данный момент или нет.
Микросхема DA1 представляет собой популярный таймер К1006ВИ1, включенный как компаратор с двумя порогами включения нагрузки. Особенность данной микросхемы – в ее мощном выходном каскаде, который позволяет выдавать на нагрузку максимальный ток до 300 мА.
Опорное пониженное напряжение для обоих компараторов (схем сравнения таймера К1006ВИ1) подается от источника опорного напряжения, реализованного на стабилитроне VD1. При этом на выходе микросхемы DA1 (вывод 3) может присутствовать напряжение в диапазоне 0–8,4 В – в зависимости от напряжения на двух пороговых входах (выводы 2 и 6 микросхемы DA1 соответственно). Напряжение на этих входах устанавливают переменными резисторами так, чтобы была задержка между появлением выходного напряжения на выводе 3 и его исчезновением (чтобы был гистерезис).
Для налаживания к выходу устройства подключают регулируемый источник постоянного напряжения. Устройство может заряжать портативные АКБ как в виде отдельных пальчиковых элементов, так и состоящих из батарей однотипных элементов, включенных последовательно. Переменный резистор R6 выполняет роль регулировки порога отключения зарядного устройства (по достижении АКБ полной емкости). С помощью него следует установить порог отключения 1,4 В (на один элемент АКБ типа АА или ААА – для других АКБ используют иное напряжение в соответствии с паспортными данными). Аналогичным образом регулируют сопротивление переменного резистора R4, в зависимости от которого включается режим зарядки. Порог включения зарядки должен быть примерно 1,1 В (если используют один элемент типа ААА).
Максимальный ток зарядного устройства определяется параметрами микросхемы DA1 и не может превышать 250 мА (так как присутствует ограничительный резистор R3).
