А вы знаете что 8 февраля — день гражданской понифонии? В этот день в 2017 году впервые была установлена связь на аппарате Ponyphone S! И теперь я, как настоящий китайский писатель, хочу опубликовать в интернете свои ощущения.
Эта история начинается очень давно, когда еще была жива идея тотального воспоминания, то есть зима 2015. Я легок на начало реализации любой идеи, поэтому сразу резко насмотрелся разных схем усилителей с АРУ и побежал на кардачи покупать все необходимые детали. Накупив деталей отложил все в длинный ящик практически до начала этого года
Дело в том что у моей бабушки очень плохой слух, по этой причине у нее есть небольшой слуховой аппарат, который полностью прячется за ушную раковину. Но этот аппарат не только помогает лучше слышать существующие звуки, а привносит носителю незабываемые ощущения от возбуждения этим прикрасным миром через себя самого. Короче говоря уловив себя однажды, он свистит до полного выключения и включения снова. Кроме того цинк-воздушные батарейки весьма дорогие и качество их почему-то оставляет желать лучшего в моем городе: разброс напряжений практически в полвольта. И вот в очередной раз слыша невооруженным ухом инопланетный свист от ближнего я все таки решился создать первый понифон землян. Тогда, правда, понифон еще не планировался, а затевался обычный маленький карманный слуховой аппарат. Основной мыслью было разнести микрофон подальше от наушников, чтобы они не заводились. И тут все завертелось.
Вопрос с основной микросхемой решился очень просто, среди распространенных и бюджетных вариантов было всего две микросхемы, подходящих по условиям (маложрущая и шоп орала) - lm386 и tda2822m. Cвой выбор остановил на TDA из-за нелюбви к цифре 3. Беглый поиск показал массу схем слуховых аппаратов на этой микросхеме, например (1), так как я не очень хотел открывать свое конструкторское бюро, а просто по-быстрому сделать готовое устройство, я выбрал самую простую и на мой интуитивный взгляд рабочую схему — просто опамп с микрофоном.
К сожалению исторических фотографий того времени не сохранилось, но факт остается фактом, первые две версии не заработали от слова «совсем». Подумал что чувстительности микросхмы не хватает и добавил транзистор, получилась схема (1), но лучше не стало. Вообще никак не стало. Позже конечно выяснилось что я не попал ни в один номинал, например 4.7кОм вместо 4.7Ом, но это я снова забегаю вперед
Тут можно увидеть эволюцию схем понифона. Фактически понифоном он стал на схеме (3), именно ее предложил slowpony, именно тогда я впервые услышал звуки. Хотя мне пришлось довольно много времени посвятить ее отладке, и я так и не смог добиться нужных величин даже распаяв гирлянду на 10мегом мегомными резисторами, но в конце концов с помощью переменных резисторов добился работы схемы. пришлось уменьшить R1 до 30кОм и сильно уменшить резистор в обратной связи. В любом случае оно заработало. Усиление уже было достаточное чтобы слышать слышащему, но недостаточное для глухого, зато очень низкий уровень искажений, короче кайф. И всё это исключительно на транзисторах без всяких там микросхем. Тогда я решил что уж такой уровень точно раскачает микросхему и буде ультрагромко, но на плате уже не осталось места.
Посвятил целый день медитативному распаиванию всех предыдущих вариантов. К ночи остался ни с чем. Снова начинать с пустого листа. Был только один день на сборку чего-то конкретного, затем было несколько дней путешествий по Украине. За этот день я хотел добиться рабочего результата.
Я стал собирать типовую схему подключение микросхемы (5) на отдельной платке, попутно экономя место, чтобы на ней же собрать трехкаскадный понифон, а когда собрал мостовую схему просто решил проверить от микрофона. В этот раз я решил четко следовать схеме и подбирал все номиналы верно. В моем наборе довольно мало деталей, приходилось ездить за каждым номиналом в магазин. И вот не хватает конденсатора управления отрицательной связью, что делать? Не беда, можно выпаять из монитора! Удивительно, но верные номиналы сыграли свою роль, микросхема уверенно усиливала микрофон без всякой обвязки, правда всего лишь немного громче чем трехкаскадный усилитель, а следовательно ему не хватало совсем немного усиления, и тут я добавил один транзистор. получилась схема (1). Цель сделать рабочее устроство до утра стала выглядеть реальной. Она заиграла, да еще как!
Она ловила все звуки в округе! Особенно хорошо она ловила проводку и все тактовые частоты моей ЭВМ. Но если ее прикрыть рукой, создав экран, звук становился чистым и громким, а резистор переменного сопротивления позволял выбрать громкостной режим по душе. Хотя звук и не был по прежднему мозговыносяще громким, а если таким и становился, то только в режиме самовозбуждения.
Я окрестил эту версию Ponyphone R, что значит Ready. То есть на этом моменте я посчитал проект завершенным, осталось только корпусирование и, собственно, выпуск. На тех же кардачах присмотрел себе два ВЧ-тюннера из телевизоров шарп в отличной металлической коробочке, а потом потратил целый день чтобы расковырять одну из них. Оказалось что моя плата понифона R уже не влазит , особенно с батареей. Поэтому я решил пересобрать схему положив все детали как можно плотнее. Кроме того не влазила даже сама монтажная плата и ее пришлось подпилить с одной стороны. Но когда я собрал типовую схему усилителя мне захотелось хотя бы немного увеличить усиление. Я думал о многих вариантах, например просто сдвоить транзистор. Собирать трехкаскадную непосредственную схему уже не было смысла, так как ее усиления было слишком много, поэтому нужно было искать другие варианты.
Тогда в оборот пошли схемы (2) и (4), каждая из них была собрана на монтажной плате и не заработала. Снова играть в номиналы резисторов очень не хотелось. Итогда я применил революционный способ навесного монтажа, в очередной раз сьездив в магазин и купив там 5 штучек bc556. Это был фурор! И промежуточная эксперементальная версия Ponyphone P! То есть содержащий PNP транзистор. Покрутив подстроечную ручку покоя, я услышал свой голос — схема работала!
А потом случилась странная вещь, я угодил во временную яму. Дни летели один за одним, а явного результата не было. Потихоньку перенес трехкаскадный предусилитель на плату к операционному, начал тестирование. Доводка параметров. Не хватало корпуса, непонятно как быть с батареей и как организовать ее зарядку, включение выключения устройства. В общем всяких вишенок на торте.
Множество экспериментов по автоматичекому выключению при отключении наушников. Сначала на биполярном транзисторе, а он, собака ест 0.8 вольта на свои два перехода! Громкость падает! Затем была попытка на полевом 2n7000, после очередной поездки за деталями, конечно. Спалив парочку я понял что 3 вольт не хватает чтобы открыть полевой и потеря напряжения составила 1.1вольт! В процессе спалил парочку полевиков. Удивительно, но пределав в очередной раз на биполярном, потеря коллектор-эмитер составила всего 0.02 вольта! Это было достаточно мало, чтобы не влиять на громкость. Все переменные резисторы были заменены на постоянные и распаяны на плате. и вот он перед вами: Ponyphone S.
Рядом для сравнения устаревший ныне Ponyphone R, заметно насколько тоньше и компактнее стал понифон.1
Очень много открытых концов и возможностей улучшения, возможно я доберусь до них еще.
Есть идея сделать и зарядку через тот же 3.5mm jack. Дополнительо можно будет выводить из строя несовместимую с понифоном технику в этом случае. Но пока что нет четкой схемы для этого и поэтому аккумулятор нужно заряжать отдельно от устройства.
Хотелось бы разобраться с Автоматическим Регулированием Услиения. Это может сделать носителя сверхчеловеком, слыша тихие звуки громко, а громкие тихо. Теоретически это будет не очень сложно с операционным усилителем, но за один вечер я не добился результатов, а так как на данное применение оно не требуется — отложил.
Батарея пошла из под нокии, отлично помещается в спичечный коробок, хорошо держит, но относительно тяжелая, вес устройства увеличивается в два раза, хотелось бы заказть батарейку из Алиеспрессо, но опять же время, нужно релизить скорее. Были эксперименты с cr2032, но напряжения не хватает, кроме того она явно не расчитана на мои токи wartooth.
Многое можно решить если установить dc-dc конвертер, разогнав 1.5v хотя бы до 5v. Тогда можно питать эту штуку от одной батарейки AAA получая отлиную громкость и эффективное использование недорогих источников питания. Это решит сразу много проблем: и с падением громкости при разряде батареи, и с размером и вообще с необходиомстью заряда батареи, но там необходимо мотать трансформатор, я не нашел в себе сил делать это.
Корпус. Вопрос открыт и сейчас. Коробочка от тюнера хоть и прекрасный экран, но тяжелая и большая (относительно). Спичечный коробок банально хрупкий. Роль экрана очень упала в новой схеме, так что большая гибкость выбора материала.
Результаты. Это был мой первый законченный проект по электронике. Конечно больше всего получил опыта. Более глубоко понял принцип работы биполярных и полевых транзисторов. Скорость пайки многократно ускорилась. Некоторые части схемы полностью спроектировал сам, хотя и довольн тривиальные. Понял пользу симуляторов. Наконец получил два готовых устройства: R и S, а также платформу для дальнейшего изучения направления. версия S может быть скопирована за полдня мной, а следующая копия получится еще быстрее. Планирование, даже частичное, помогает заполнить недостаток знаний. Хорошие инструменты многократно ускоряют процесс.
Кроме того собрал планшетку с набором базовых универсальных компонент. С их помощью можно построить очень много разнообразных устройств.
Хочу выразить благодарность всем окружающим, кто наставлял на путь и стенный. В первую очередь это slowpony, именем которого назван дивайс — корректирование стратегии полностью его дело, во вторую непосредственное окружение, которое разделяло радость за успехи и неудачи и оперативные тактические советы, в третью очередь весь канал за поддержку и создания уюта, запаха канифоли и обсуждения сопуствующих тем
А пока программа установки копирует файлы...