Платы печатные радиоприемника Альпинист-321 с FM, Bluetooth и контроллером заряда АКБ

Комплектация
ALPINIST321_ELBRUS - основная плата;
ALPINIST321_LED_MCU - плата управления подсветкой табло;
ALPINIST321_XW_PCB - плата переходная для крепления телескопической антенны.
Корпуса радиоприемника в файлах проекта нет. Изображение с корпусом приложено для визуализации расположения платы.

Описание схем
Выходная мощность усилителя низкой частоты (УНЧ) составляет 0,5 Вт на нагрузке 8 Ом. В оригинальной схеме использовался усилитель мощностью 1,5 Вт на нагрузке 4 Ом. В данной модификации применен динамик сопротивлением 8 Ом и менее мощный УНЧ с целью экономии заряда батарей (при условии автономной эксплуатации устройства). Ток покоя используемого УНЧ составляет 3 мА (у оригинального — около 5 мА). Прочие топологии УНЧ на германиевых транзисторах были экспериментально отклонены, так как требовали ток покоя в 2–3 раза больше.
Поскольку коэффициента усиления УНЧ недостаточно, в схему добавлен дополнительный каскад на транзисторе VT1, потребляющий 350 мкА. Общий ток покоя приемника составляет около 13 мА.
Переключатель SA1 на 3 положения обеспечивает переключение между поддиапазонами УКВ1 и УКВ2. Это реализовано путем подключения дополнительных конденсаторов С1* и С2* параллельно контурам. В центральном положении схема приемника обесточивается и включается Bluetooth модуль с аудиовыходом через штатный УНЧ.
Контроллер CJC5288 (в корпусе SOP8) расположен на основной плате, предназначен для зарядки Ni‑Cd и Ni‑MH аккумуляторов (задано 4S) — количество ячеек задаётся соотношением резисторов R3:R2, при этом напряжение и ток зарядки варьируются в зависимости от конфигурации. Зарядка проходит в три фазы: сначала осуществляется быстрый заряд током до 250 мА, пока напряжение ячейки не достигнет примерно 1,3 В, затем следует дозаряд сниженным током для предотвращения перегрева, а если напряжение ячейки превышает 1,35 В, зарядка не запускается, поскольку батарея считается почти полной. Состояние процесса отображается с помощью светодиода: постоянное свечение означает, что питание подключено, но зарядка не идёт, медленное мигание (1 Гц) — идёт нормальный заряд, быстрое мигание (10 Гц) сигнализирует об ошибке (например, о коротком замыкании или несоответствии количества батарей), а отсутствие свечения говорит о завершении зарядки. Кроме того, модуль обеспечивает защиту по току, защиту от короткого замыкания, возможность активации глубоко разряженных аккумуляторов с нулевым напряжением, а также регулировку тока заряда путём подбора резистора по формуле I=1218/R (мА); рабочий диапазон температур — от −40 до +85 °C.

Плата индикации ALPINIST321_LED_MCU основана на микроконтроллере Arduino NANO V3 Super Mini. Программный алгоритм действует по принципу циклического измерения емкости незадействованного в работе приемника отвода КПЕ на 266...270пФ. При изменении емкости на +-1пФ (значение задано переменной), т.е. при его повороте, автоматически включается подсветка табло на заданный период времени. При повторном повороте работа подсветки продолжается до истечения обнуленного таймера. При отсутствии изменений емкости за заданный период, подсветка плавно выключается (реализована ШИМ модуляция через силовой транзистор).

Переходная плата для крепления телескопической антенны имеет только конструкционное назначение. Компонентов, кроме двух разъемов, на ней нет.

Описание компонентов
Катушки индуктивности:
• L1 — бескаркасная, 2,5 витка провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,4…0,6 мм;
• L2 — бескаркасная, 4 витка провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,4…0,6 мм;
• L3 — бескаркасная, 3 витка провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,4…0,6 мм.
Все катушки наматываются виток к витку на оправке диаметром 6 мм (например, на хвостовике сверла). Настройка катушек не требуется. После намотки, перед установкой на плату, витки рекомендуется зафиксировать парафином.
Активные и прочие компоненты:
• В УНЧ допустимо применение любых транзисторов серий П10–П16, МП37–МП42 соответствующей проводимости. Транзисторы необходимо подбирать в пары с близкими коэффициентами усиления.
• Конденсатор переменной емкости (КПЕ): 2*20+2*270пФ. Допускается установка КПЕ иной емкости. Смещение диапазона шкалы в таком случае производится настройкой конденсаторов C7 (15–18 пФ) и C10 (18–20 пФ), которые устанавливаются последовательно к лепесткам КПЕ.
• Резистор R16 (номиналом 270–330 Ом) следует выбирать мощностью 1 Вт.
• Стабилитрон VD — типа Д816 на напряжение 8 В.
• Светодиодные индикаторы выведены на верхнюю плоскость передней крышки корпуса приемника, расположены с правой стороны (при виде спереди), соосно по вертикали относительно рукояток управления. Выполнены в виде 4pin 3В RGB светодиодов (не адресных) в корпусе d5мм с плоско заточенным световодом. Индикатор сети и заряда батареи (мигает при низком напряжении) - расположен справа в углу, индикатор настройки на станцию (зеленый) и он же индикатор статуса Bluetooth (синий), правее. Работают если включен соответствующий режим.
• Гнездо для подключения внешней антенны (АНТ) на корпусе подключается через конденсатор емкостью 6,8 пФ к конденсатору C4.

Взаимосвязь компонентов при настройке
• Контур L3 (гетеродин) соединен с выводом 18 микросхемы TEA5710.
• Контур L2 (преселектор) соединен с выводом 20 микросхемы TEA5710.
• Растягивающий диапазон конденсатор С* устанавливается между выводом 18 микросхемы и КПЕ. Если длины диапазона недостаточно, необходимо изменить номинал этого конденсатора (22–24 пФ). При уменьшении емкости диапазон укорачивается, при увеличении — удлиняется. Следует учитывать, что расширение частотного диапазона увеличивает плотность станций на единицу длины шкалы, что усложняет точную настройку.
Фильтры промежуточной частоты 10,7 МГц имеют вход и выход. Хотя они работоспособны при обратном включении, их амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) при этом изменяется. В крайнем случае, вместо дискриминатора допускается установка фильтра.
Более подробная информация по сборке и настройке в файле.

Описание конструкции
- Основная плата 2-слойная, мин. зазор между проводниками 0.3мм, мин. переходное отв. 0.5мм, полностью повторяет контуры оригинальной ПП, габариты и расположение компонентов совместимы с оригинальным корпусом, а так же с оригинальной верньерной системой и табло.
- Плата управления подсветкой табло. 2-слойная, мин. зазор между проводниками 0.3мм, мин. переходное отв. 0.5мм. Устанавливается на 2 винта М2.5 на ЭМИ экран, изготавливаемый по аддитивной технологии (3D печать) с последующим нанесением токопроводящего лака на графитовой основе GRAPHITE по внутренней стороне экрана. Экран крепится на 2 фланца по штатным винтовым отверстиям к основной плате. На основной плате выполнены вскрытия в маске по контуру экрана на полигоне GND для обеспечения стекания наведенных токов. На основной плате расположены 2 MMCX ВЧ разъема, они обеспечивают подключение к переходной плате антенны и разъема d4мм с задней панели.
- Переходная плата для крепления телескопической антенны. 2-слойная, мин. зазор между проводниками 0.3мм, мин. переходное отв. 0.5мм. На плате разъем MMCX и гнездо SMA-F, которое и держит антенну (она съемная) с штыревым разъемом SMA-M. Устанавливается плата на 4 потайных винта М2.5, отверстия для крепления сочетаются с шагом заводской имитации перфорации на задней крышке в данной области корпуса. Требуется только досверлить глухие отверстия до сквозных.
Для сверления отверстий под антенну и светодиоды индикации прилагаются шаблоны, изготавливаемые по аддитивной технологии (3D печать).

Распределение авторства
Схема на основе TEA5710 и УНЧ на германиевых транзисторах - 58masterofpuppets (пользователь сайта cxemi ru);
Инструкция по настройке и доработки по схеме приемника- radiomanns (fiforeks@rambler.ru);
Трассировка, внедрение Bluetooth модуля, контроллера подсветки, разработка и адаптация под заводской корпус диодов индикации, переходной платы для телескопической антенны, схемы зарядки 4S NiMH аккумуляторов и ЭМИ экрана контура приемника.