Книга: Сам себе сисадмин. Победа над «домашним» компьютером

3.10. Имитатор пользователя или автоматическое управление для клавиатуры

Сегодня заменить клавиатуру проще «пареной репы»; постоянно меняющийся и обновляемый рынок индустрии комплектующих для ПК сделал возможным приобретать «набор клавиш» за символическую цену. Кроме того, у многих людей остаются в запасниках и невостребованными старые модели клавиатур, подчас неисправные (с западающими клавишами), которые пылятся дома без дела.

Учитывая доступность и относительно невысокую стоимость keyboard s, радиолюбителям и всем пользователям ПК, знакомым с основами электротехники, представляется новая возможность сделать из нее почти бесплатное автоматическое устройство-дополнение, своего рода секретаря, который будет управлять компьютером (в относительно простом алгоритме) не программно, а с помощью замыкания контактов клавиш, имитируя реального пользователя. Задачи, которые удаленно владелец решил выполнить с помощью электронного автомата и старой клавиатуры, могут быть различны: управление программой, требующее обязательного присутствие оператора, кодированный доступ к персональному компьютеру и многие другие, ограничивающиеся только вашей фантазией.

Рис. 3.7. Устройство-адаптер для клавиатуры ПК

Теперь отдельные (выбранные) кнопки клавиатуры ПК, соединенные по рекомендуемому ниже способу с электронным устройством, автоматически «нажимаются» и приводят в действие программы ПК.

Вся дополнительная работа, касающаяся стандартной компьютерной клавиатуры, сводится к трем шагам.

Аккуратно вскрыть верхнюю панель корпуса (плоская клавиатура) и миниатюрным паяльником с мощностью до 25 Вт (напряжением 6.. 12 В) припаять два проводника тонкого монтажного провода типа МГТФ-0,4 (МГТФ-0,8) к контактам клавиши (к примеру, кнопки Enter). Кнопка может использоваться и другая, равно как и несколько кнопок в различных, отличных друг от друга ситуациях.

Проводники (МГТФ) должны иметь минимальную длину (не более 1 м) и на другом конце соединяться с миниатюрным разъемом, например, РШ-2Н. Еще лучше, если проводники будут помещены в экран, который соединяется с массой («минусом» питания). Это позволит избежать электрических наводок напряжения и минимизирует ложные срабатывания управляющего устройства.

Собрать и подключить согласно электрической схеме (представленной на рис. 3.7.) простое устройство-адаптер, которое получает сигнал от датчиков, установленных где угодно, к примеру, на охраняемом объекте.

Эти шаги способен сделать сегодня каждый школьник.

Устройство собрано на популярной микросхеме-коммутаторе К561КТ3. В точку U_вх приложено управляющее напряжение от любого из датчиков, к примеру, геркона, установленного на открывание входной двери. Принцип подключения геркона иллюстрирует включатель S1, подключаемый в виде примера к источнику питания пунктирной линией. Датчики могут быть различными, в том числе выдающие (генерирующие) пачки импульсов.

Рис. 3.8. Общая схема и цоколевка некоторых популярных микросхем коммутаторов серий К561, К564, К176

Входной сигнал проходит через ограничительный резистор R1 и поступает на оксидный конденсатор С1 (не пропускающий постоянную составляющую напряжения). Таким образом, даже при длительном воздействии (при замыкании контактов S1) на управляющий вход коммутатора поступит только одиночный импульс. Стабилитрон VD1 защищает управляющий вход канала от скачка напряжения, а резистор R2 шунтирует вход (вывод 13), купируя возможные электрические помехи, приводящие к ложным срабатываниям микросхемы – на входе каждого канала присутствуют полевые транзисторы, обеспечивающие высокую чувствительность всего электронного узла.

Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25, MF-25 и аналогичные. Оксидный конденсатор С1 типа К50-29 или аналогичный. Стабилитрон может быть заменен КС156А, BZX55 или аналогичными.

Источник питания – стабилизированный, с защитой по выходу.

Роль кнопки выполняет электронный ключ на микросхеме – бесшумно и визуально неприметно. Для справочной информации, а также для тех пользователей, кто захочет использовать контроль нескольких датчиков, на рис. 3.8 представлена общая схема подключений и цоколевка микросхем-коммутаторов К561КТ3, К564КТ3, К1561КТ3, К176КТ1 (все они взаимозаменяемы, однако особенность микросхемы К176КТ1– напряжение питания 9 В).

Микросхемы К561КТ3 (и аналоги) представляют собой четырехканальные коммутаторы с одинаковой схемой и цоколевкой.

Эквивалентная схема коммутатора (электронного ключа) однополюсная, это значит, что он работает только на замыкание электронного контакта на выходе (например, выводы 1 и 2, 3 и 4 – и так далее) при управляющем сигнале на входе. На вход воздействует управляющий сигнал (импульс) постоянного тока напряжением 2–5 В (что соответствует напряжению +5 В, поступающему на стандартную клавиатуру через разъем USB 2.0 от ПК). Таким образом, для замыкания выходов активный уровень на входе должен быть высоким логическим уровнем, принятым для КМОП микросхем.

Сопротивление канала в открытом состоянии 80 Ом (и около 500 Ом для К176КТ1). По закону Ома, зная приложенное напряжение, можно вычислить коммутирующий ток. Каналы коммутатора (управление кнопками клавиатуры ПК) независимы. Каждый канал может коммутировать цифровые уровни до напряжения U_п или аналоговые уровни (еще одна приятная особенность данного типа микросхем) – от пика до пика U_п/2.

При нагрузке 10 кОм на частоте 10 кГц отношение сигналов на выходе канала в замкнутом и разомкнутом состояниях не хуже 65 дБ. Степень изоляции управляющей цепи от канала соответствует сопротивлению 10¹² Ом. Прохождение сигнала с частотой 900 кГц на нагрузку 1 кОм из канала в канал оценивается на -50 дБ. Время задержки распространения сигнала в канале 10…25 нс.

Коммутаторы данного типа можно применять во многих случаях, именно поэтому они универсальны и весьма популярны в следующих узлах: переключатели-мультиплексоры, ключи выборки сигнала, прерыватели-модуляторы для операционных усилителей, коммутационные ключи, модуляторы-демодуляторы. Можно делать коммутаторы для нестандартных ЦАП и АЦП, а также узлы цифрового управления частотой, фазой, коэффициентом усиления сигнала. Удобно делать «врезки» и микшировать одни сигналы с другими.

Именно по своему прямому назначению микросхема К561КТ3 применяется для коммутации клавиатуры ПК, схемотехническое строение которых друг от друга практически не отличается.

Рассмотрим принцип работы устройства.

Оглавление книги