Автоматическое включение колонок для ПК одновременно с включением системного блока
Этой статьей мы открываем новую рубрику "Осторожно: Кашкаров!"
Итак, Андрей Петрович Кашкаров родился 26 июня 1972 г. в Ленинграде. Писатель, публицист, библиофил, общественный деятель.
Образование получил в Государственном Университете Культуры и Искусств по специальности «Педагогика детского чтения». Автор научно-практических трудов, посвященных детскому чтению. Работал в редакционном совете Международного журнала «Радиолюбитель». Автор более 900 научных и научно-популярных статей в области прикладной радиотехники и электроники. Постоянный автор журналов «Железо», «Радиомир», «Радiоаматор», «Электрик», «Радиохобби», «Техника молодежи», «Моделист-Конструктор», «Магия дома», «Семейное чтение», «Библиотечное дело», «Сельская Новь», «Приусадебное хозяйство» и многих др. Книги (общим тиражом более 100 000 экз), из серий «В помощь радиолюбителю», «Сделай сам», «Профессиональное мастерство», а также сборники для радиолюбителей — основная веха в творчестве Кашкарова. Подробнее в википедии...
Но мы все уже сталкивались с так называемым "творчеством" Кашкарова, каждая схема содержит грубейшие ошибки. Это даже не опечатки и неточности, а совершенно неправильные схемные решения. И мы вам предлагаем найти эти ошибки. Итак, первая статья,
Автоматическое включение колонок для ПК одновременно с включением системного блока
Как известно, при включении персонального компьютера (ПК) аудиоколонки надо включать отдельно с помощью включателя, расположенного на их корпусе. Если колонки установлены поодаль от места оператора, это неудобно, особенно для просмотра фильма или других мультимедийных файлов. Как сделать так, чтобы звуковые колонки включались автоматически вместе с загрузкой ПК?
Наиболее простое решение - подключить ПК и колонки в один электрический контур-фильтр, например SVEN OPTIMA, и включать всю аппаратуру одним включателем на корпусе тройника. Но есть и другой путь.
Задавшись целью автоматизировать включение колонок для ПК электронным способом, автор провел исследования и разработал простую схему, представленную на рис. 2.15.
Рис. 2.15. Электрическая схема дополнения к АС ПК
Самый простой способ автоматизации включения акустических систем (АС) ПК во время работы системного блока - использовать стандартную шину USB.
Современные ПК позволяют подключать к шине USB (в семействе Pentium-4 на задней панели системного блока располагается не менее 6 выходов для подключения устройств сопряжения с USB-портом) периферийные устройства: сканеры, Web-камеры, принтеры, цифровые фотоаппараты и т.п.
Для акустических систем, в которых не предусмотрено автоматическое включение, будет полезным предлагаемая ниже доработка. Осуществить ее способен любой человек, знакомый с основами электротехники и умеющий держать в руках паяльник.
Узел дополнения представляет собой транзисторный ключ (усилитель тока на составном транзисторе VT1-VT2), который управляется положительным потенциалом от разъема устройства USB +5B. Это напряжение снимается с соединительного кабеля (USB любой конфигурации, лишь бы он содержал напряжение +5В) - в авторском варианте применяется соединитель USB со встроенным светодиодом-подсветкой. Здесь следует заметить, что управляющий сигнал можно взять непосредственно с материнской платы ПК, однако, чтобы не опутывать системный блок «бородой» из проводов, можно взять управляющий сигнал с любого из соединительных кабелей USB, идущих к сканеру, Web-камере или другим устройствам.
Для адаптации к узлу управления включения колонок разъем USB вскрывают, а затем подключают к выводам 1 и 4 (согласно схеме на рис. 2.15) проводники, соединяющие транзисторный ключ VT1 - VT2 и колонки АС ПК. В последнее время в розничной продаже появились соединители USB совстроенным светодиодом-подсветкой в прозрачном корпусе. Их применение облегчит задачу нахождения контактов для подключения дополнительного оборудования.
Транзисторный ключ с элементами обвески размещается внутри корпуса ПК. Соединения осуществляются гибким экранированным проводом. Но. Если расстояние от АС ПК до разъема USB не превышает 1 м, то соединения можно выполнить и неэкранированным проводом типа МГТФ-0,6 - МГТФ-0,8.
При включении системного блока управляющий сигнал амплитудой +5 В через выпрямительный диод VD1 поступает на транзисторный усилитель VT1, VT2. При отсутствии указанных на схеме транзисторов можно реализовать токовый ключ на других кремниевых транзисторах с большим коэффициентом усиления, например КТ342В, КТ817Б (n-p-п проводимости). Диод VD1 можно заменить на КД522, Д310, Д220 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы С1 и С2, сглаживающие пульсации по питанию, типа К50-24, К50-35 или аналогичные.
При выключении системного блока управляющий сигнал с разъема USB пропадает, и колонки АС ПК автоматически отключаются.
Узел не требует настройки и при исправных деталях работает надежно. Печатная плата не разрабатывалась, так как все немногочисленные элементы монтируются на штатной печатной плате звуковых колонок методом навесного монтажа.
Подключение к USB не оказывает отрицательного влияния на параметры звука и мощность усилителя звуковой платы и колонок. Транзистор VT2 на теплоотвод не устанавливают.
Кашкаров А. П. Новаторские решения в электронике стр.191-194
А теперь, уважаемые пользователи портала radio-hobby, найдите ошибки в схеме.
Еще, вы можете предложить свой вариант схемы, но только правильной!!! :)
Я конечно извиняюсь у MACTEPа , но никогда бы не подумал, что такую долбоебическую схему можно придумать и она кому-то нужна.
Есть кнопка на сетевом фильтре, которая включает и колонки, и ПК, и принтер и всё что угодно.
Надо изменить схему включения VT1, чтобы его коллекторный ток управлял током базы VT2. Немного изменить тип транзисторов и подключение. Схему рисовать не хочется.
На мой взгляд в таком случае лучше коммутировать сеть усилителя при помощи малогабаритного реле, я такую "примочку" делал, запитывал реле от 12в компа.
У меня колонки питались от БП ПК (по выходу 12В), штатный БП колонок удалён (его мощность недостаточна). При мощности БП ПК 450 Вт, а колонок максимум 2-3 Вт (по потреблению) такая нагрузка несущественна и не создаст заметной просадки напряжения.
Кто напишет почему?
Смотрите, включаем комп, +5 с USB через резистор R2 открывает транзистор VT1 а тот в свою очередь VT2, теперь выключим комп, и тут нас ждёт сюрприз - транзисторы остаются открытыми! А всё дело в том, что теперь транзисторы открывает положительное напряжение с выхода нашего ключа через резистор R1.
Он триггер сделал.)
А как же с пользователем filin? Он предложил обрывать минусовой провод полевиком... Что скажете?
Чтобы открыть транзистор n-p-n, необходимо на его базу подать как минимум на 0,6 вольт больше, чем на его эмиттер. В итоге, после подачи напряжения на базу, транзистор начнёт открываться (на эмиттере пока что ноль) то тех пор, пока напряжение база-эмиттер не опустится до 0,6 вольта. таким образом, при 4,4 вольтах на базе (ещё плюс падение на VD1) поимеем 3,8 вольта на эмиттере и ни вольтом больше.
Про защёлкивание схемы - не согласен. R1 шунтирует переход база-эмиттер и закрывает транзистор в отсутствие другого источника базового напряжения.
Кроме того, не совсем ясно, в разрыв какого провода АС включается эта схема. Если в разрыв провода питания усилителя, то как минимум имеем подключённый к сети трансформатор усилителя (это если закрыть глаза на неработающую схему).
Вообще по делу - реле в разрыв сетевого провода с питанием по линии 12 или 5В от источника питания компа.
вроде ж всё учёл?)
UPD — пока писал, не увидел сообщение AndreW_91 про реле.
Это сделать не получится ввиду следующей причины:
1. Для управления полевиком его исток и общий провод компьютерного источника придётся объединить.
2. В тоже время, общий провод выхода звука в компе соединён с общим проводом питания. Точно также общий провод входа на колонках соединён с общим проводом их питания.
3. Соответственно, вставляя джек в выход звуковой карты, мы автоматически подключаем общий провод питания компьютера (он же исток полевика) к общему проводу питания колонки (он же сток полевика), тем самым замыкая сток-исток. В итоге, при вставленном джеке в компьютер сток-исток постоянно замкнуты.
Плюсов много: хорошее качество звука на предельной громкости (штатный БП "не тянет" )
минимум проводов как внутри, так и снаружи
освобождается розетка, нет транса, постоянно включенного в сеть
простая переделка
Какие аргументы против? ( Провалы 12В на пиках громкости уже обсуждались, эта проблема отпадает, т.к. мощность колонок мала).
Из основных минусов- паразитные земли и провалы по питанию 12 вольт- независимо от мощности колонок.
1. Выходит, всё упирается в качество самого компьютерного БП? Можно ли обойти проблему, например, транзисторные или индуктивно-ёмкостные фильтры с большими ёмкостями между БП и колонками, а по входу качественный разделительный трансформатор? (Кажется, есть звуковые карты с выходом на маломощные динамики, там же решена эта проблема?)
2. Можно ли запитать так другую периферию, какие будут препятствия?
Или здесь всё совсем безнадёжно?
Неприятность с колонками заключается не в фильтрах, а в втором контуре земли. Питание полезет через сигнальную землю.
Лучший вариант данной схемы- электромагнитное реле, питаемое от 12 вольт компьютерного БП. Если же хочется транзисторы и/или USB порт- то достаточно поставить любую транзисторную оптопару. Однако транзисторы снизят динамический диапазон усилителя из-за потерь на открытом переходе.
Насчёт реле - согласен, что лучше транзисторов, а ещё лучше оптореле в первичной цепи БП колонок.
Ну и благодарность и evildesign, за создание это рубрики
PS. Вчера шел фильм "Двенадцать стульев", и как раз в тему были сказаны слова за кадром: "Ведь Остап Бендер играл в шахматы второй раз в жизни"...
А мне кажется, что Кашкаров паял второй раз в жизни...
Кстати, оптореле опять же не лучший вариант из-за падения напряжения на ключевом элементе. Правда, кЕтай тяжко испортить.
Что касается предложенных схемотехнических решений, то лучшее - удлинитель с подключенными к нему системным блоком, колонками, монитором и принтером выключать из сети путём физического разрыва контакта вилки с розеткой.
Заодно и защита от грозы
Кроме того у этих реле на 5 В очень низкое напряжение отпускания - 0,25...0,3 В. Не исключено, что это может вызвать проблемы.
Не знаю и как выход USB отреагирует на индуктивную нагрузку - в момент выключения может быть всплеск напряжения. Может он повредить выход USB или нет, я разбираться не хочу, но это потенциальная проблема. Две последние проблемы поможет решить диод Шоттки, включенный последовательно с обмоткой, последнюю - диод параллельно обмотке.
Интересный вариант - оптрон к выходу USB. Оптрон коммутирует нагрузку по 220В. Но и тут не все так просто - у меня на столе удлиннитель USB+считыватель карт памяти. В нём светодиод. При включении компьютера светодиод несколько раз загорается и гаснет. Я не проверял - связано это с напряжением питания или причины другие, но это возможно. А устройство, которое несколько раз включает и выключает нагрузку - не комильфо.
Большинство кЕтайских материнок идут без ключей управления питанием USB. Оно берется напрямую через предохранитель от дежурного напряжения либо от 5 вольт вторичного источника. В первом случае устройство будет всегда включено. Второй вариант приемлим.
Вроде герконовое реле никто и не предлагал. Через контакты геркона я бы вообще не стал пропускать больше 50...100 мА тока, ибо сфера применения у него не та.
Цитата:
Светодиод моргает скорее всего от сигналов на линиях D+ и D- (ну или по собственному желанию кардридера). Питание на девайс должно подаваться стабильно и вырубаться не должно.Так что моргающий светодиод - ещё не признак пропадания питания.
Ещё один вариант (если неохота возиться с контактами реле) - связка MOC3063 (оптосимитор) и BT13X (симистор - в разрыв сетевого провода колонок) - похоже, что это имел в виду Gruffi.
дело в детекторе перехода через ноль? просветите, если не трудно
Поэтому в зависимости от индуктивности нагрузки работа такого оптореле с zero cross будет нестабильной.
Например, К293КП12БП и К449КП5Р - оба на 400В, 0,7А, ток управления 10 мА.
Но спасибо за информацию, учту.
Цитата:
про это читал. В общем, выходит самый надёжный вариант - реле. Чтобы меньше кушала обмотка - ставим последовательно с ней параллельную RC-цепочку. Разряженная ёмкость даст возможность реле сработать, а резистор снизит дальнейшее потребление тока (не ниже тока удержания)
12-ти вольтовое реле обычно потребляет 35 ма. Не думаю, что это решающая нагрузка для компьютерного БП.
По поводу детектора перехода через ноль: если светодиод оптопары постоянно включен, то тиристор будет постоянно открыт. Вот при импульсном питании светодиода оптопара будет делать пропуски в работе. Суть же этого детектора в чем: светик включили, а детектор оптопары ждет, когда напряжение на тиристоре упадет до нуля -- и только тогда включает. И если светодиод не гаснет, то и детектор не сбрасывается.
ИМХО вариант с симисторной оптопарой наилучший.
ошибки в исходной схеме правильно указаны еще участником Gruffi, а правильная замена -- в следующем же посте
2. С какого перепугу решили, что речь шла о 20 Вт? Эта цифра появилась позже-внимательно читаем.
3. Несимметричность выражается не в падении напряжений на открытых структурах, а в разности токов, а значит и моментов их открытий. Из-за этого напряжение на нагрузке выходит с постоянной составляющей- а это подмагничивание сердечника и все вытекающие бяки.
4. По поводу постоянно включенного светодиода-это не так. Процесс носит непрерывный характер и оптопара должна открываться каждую полуволну.
5. Ключ оптопары с Zero cross открывается не при нуле, а при напряжении
на ней по модулю меньшем чем 18 вольт.
Пардон, а РЭС55 тогда что?
Низковольтные реле - это проблема. Их потому и делают на герконах, что для них нужно создать незначительный магнитный поток. А вот чтобы заставить притянуться железку к которой привязана пружинка, тут надо потрудиться.
Электромагнитные (не герконовые) реле имеют малое активное сопротивление и приличную индуктивность, ЭДС самоиндукции у них ощутимая.
Поэтому выбор электромагнитного реле на напряжение 5В и ниже проблематичен и вообще сомнителен, "давайте реле" здесь пишут теоретики, которые эти реле видели в основном на картинках.
Наиболее практичный способ, как я уже писал, использовать оптрон, точнее оптосимисторный оптрон, лучше усилить его обычным симистором - деньги небольшие, но надежность возрастет на порядки. Типовая схема в интернете на каждом шагу. И подключать можно будет не только кАлонки, как у Кошкарова, но практически любую сетевую нагрузку.
Просто я не делал такое устройство за ненадобностью, поэтому не могу на 100% гарантировать, что не будет подводных камней. Хотя один вижу - при перезагрузке компьютера будут выключаться-включаться его нагрузки, что может быть не всегда хорошо.
Просто у меня есть более полезная примочка к компьютеру — размыкатель контактов локальной сети при выключении компьютера, собранное на 5 шт. РЭС-55 в одной коробке. При выключении системного блока контакт между сетевой картой и локальной сетью пропадает. Это было собрано после двукратной замены сетевой карты, вызванной близкой грозой.
Как защита от щелчков - при перепадах напряжения на вуходе звуковой карты?
Правый вывод R1 должен быть подключен к общему проводу. Лень было читать все комменты выше.
Я имел в виду в лучшую сторону. А так-конечно.На входе повторителя образовался еще и делитель. Ток через R2 увеличился- на нем больше падение, а значит на базе транзистора меньше останется.
Я бы для начала предложил вот так:
UPD — пока писал, не увидел сообщение AndreW_91 про реле.
В ряде мат.плат такой "фокус" не пройдет, т.к после выключения системника на usb все равно "висит" +5 в - да и нагружать порт индуктивной нагрузкой...