В настоящее время широкое распространение получили разнообразные электронные или кварцевые часы-будильники, карманные типа "Miracle", и кварцевые электромеханические, а также наручные. Первые из них имеют миниатюрный звукоизлучатель, и в режиме будильника издают не очень громкий писк, который может разбудить не каждого человека, вторые, наручные вообще рассчитаны на тр что бы будить непосредственным контактом вибрирующей задней стенки корпуса с рукой человека, но не все люди привыкли спать не снимая часы, большинство же предпочитают их класть на тумбочку.
Привычные механические будильники, издающие очень громкий и неприятный звук, безусловно могут разбудить кого угодно, но только если этот "кто угодно" сможет заснуть под их громкое тиканье. К тому же это тикание вредно для людей, страдающих сердечной недостаточностью.
Выйти из положения поможет относительно простое устройство — подставка под электронный будильник, выполненная в виде небольшой шкатулки. Это устройство включается в электросеть, и имеет на своей горизонтальной поверхности небольшой акустический сенсор, на который нужно положить часы задней стенкой (если это наручные часы) или тем местом где расположен звукоизлучатель (если это карманный будильник).
При срабатывании будильника "музыкальная подставка" это зарегистрирует и начинает воспроизводить музыкальный сигнал из репертура микросхемы УМС-8. При этом громкость воспроизведения будет достаточной для того чтобы разбудить самого крепко-спящего человека (и, возможно, его соседей за стенкой).
Принципиальная схема устройства показана на рисунке 1.
Принцип работы музыкальной подставки.Роль акустического датчика выполняет пьезоэлектрический звукоизлучатель "зуммер" НА1 типа ЗП-1, такой как в звонках электронных телефонных аппаратов. Зуммер имеет резонанс на частоте около 1500Гц, а большинство электронных часов излучают акустический сигнал именно на частотах, близких к этой.
К тому же зуммер имеет слабую чувствительность к вибрации воздуха и наиболее чувствителен к вибрации, передаваемой за счет механического контакта. В результате он практически не чувствителен к окружающим звукам, что снижает вероятность ложного срабатывания.
При поступлении механических колебаний вибраций передается пьезоэлементу НА1 и он начинает вырабатывать небольшое переменное напряжение, которое поступает на усилитель на операционном усилителе А1. Сигнал от пьезоэлемента поступает на инверсный вход ОУ, Кроме того он выполняет роль резонансного элемента, включенного в цепи обратной связи ОУ и делает каскад на А1 настроенным на частоту собственного резонанса (около 1000-1500 Гц). Прямой вход А1 "заземлен" на общую точку, полученную при помощи делителя на R1, R2, С2 (это позволяет ОУ работать в схеме с однополярным питанием).
В результате, на выходе А1 получается усиленное переменное напряжение, ограниченное и имеющее форму импульсов (в результате ограничения). Это напряжение через разделительный конденсатор С3 поступает на выпрямитель на VD1, VD2, С4, ив результате работы этого выпрямителя на R6 появляется некоторое постоянное напряжение, которое поступает на управляющий электрод тиристора VS1 и открывает его.
Открывшийся тиристор подает питание на лампу Н1 и на микросхему-музыкальный синтезатор D1. Лампа необходима для того, что относительно большой ток через неё удерживал тиристор в открытом состоянии и после того как будильник перестанет излучать звуки. Кроме того эта лампа используется для подсветки чтобы в темноте можно было увидеть показания жидкокристаллического индикатора будильника.
В результате на этой лампе оказывается напряжение около 10-12В, которое поступает на параметрический стабилизатор на R7, VD3, и с него, напряжение 3,2V уже поступает на микросхему D1. Кварцевый резонатор Q1 необходим для работы тактового мультивибратора микросхемы. Автор пытался найти способ заменить резонатор LC или RC цепью, но результат был отрицательный, без резонатора УМС не функционирует.
Микросхема УМС включена по упрощенной схеме, без цепей выбора мелодии или запуска, в результате при подаче питания, она сначала воспроизводит первую мелодию из своего "репертуара", а затем после окончания вторую, и эта вторая мелодия повторяется все время, пока на УМС поступает питание.
С выхода микросхемы D1 импульсный сигнал через разделительный конденсатор С5 поступает на импульсный усилитель на транзисторах VT1 и VT2, сделанный по схеме транзисторного ключа. Конденсатор С5 необходим для исключения влияния постоянной составляющей" напряжения на выходе D1 на работу транзисторного каскада; В коллекторной цепи. VT2 включена высокочастотная динамическая головка В1, а в его эмиттерной цепи токоограничительный резистор R10.
Для выключения будильника служит кнопка S1, в не нажатом состоянии её контакты замкнуты и ток может протекать через тиристор (когда он открыт) и через все цепи включенные в его анодной цепи. При кратковременном нажатии на S1 поступление тока в анодную цепь VS1 прекращается и он закрывается.
Питается схема от не стабилизированного источника питания на силовом трансформаторе Т1 и выпрямителе VD4-VD7. Напряжение на его выходе может быть в пределах 10-15В.
Сборка.Монтаж выполнен без печатной платы, объемным способом непосредственно в декоративной деревянной шкатулке, которая служит корпусом устройства. В её крышке просверлено и раззенковано отверстие по размеру пьезоэлемента ЗП-1, который затем в него аккуратно вклеен клеем "Момент". Пьезоэлемент расположен так, чтобы на него можно было положить часы или будильник. Динамическая головка располагается внутри шкатулки, она закреплена на боковой стенке, и против нее просверлено несколько отверстий.
Силовой трансформатор готовый, — его роль выполняет трансформатор ТВК110-Л от старых ламповых чернобелых телевизоров, но можно использовать любой маломощный трансформатор, выдающий переменное напряжение 8... 12В. Тиристор КУ107 можно заменить на КУ101 или другой маломощный. Диоды КД503 можно заменить на КД521, КД522, Д9, КД102, КД103. Диоды VD4-VD7 — любые выпрямительные, например Д226, КД105, КД208.
Операционный усилитель К140УД6 можно заменить на К140УД7, К153УД2 и другое аналогичные. Лампа Н1 должна быть на ток 0,02...0,2 А. Вместо стабилитрона КС 133 можно использовать несколько диодов КД522, КД503, Д18, включенных последовательно и в прямом направлении, число диодов подобрать так, чтобы при открытом тиристоре напряжение на них было 2-3В.
Динамик можно использовать любой ВЧ малогабаритный на мощность не менее 1 Вт.
