Бабушка, вызывай консьержа
GSM кнопка — устройство, необходимое для людей с ограниченными возможностями, предназначено для звонка на предустановленный номер. Человеку с плохим зрением трудно тактильно набрать номер телефона, поэтому размер кнопок желательно увеличить, а их количество наоборот, уменьшить. Совместив два данных требования, получим представленное решение. Общение осуществляется через громкую связь.
Острая потребность в таком устройстве возникла после операции у бабушки на зрение. Попытка подобрать телефон с большими кнопками не увенчалась успехом. Не решил проблему и телефон с кнопкой быстрого набора. Уж извините, но в 80 лет к философскому взгляду на жизнь добавляется пренебрежение смарт девайсам.
Прототипом для корпуса устройства стал звонок вызова консьержа. Корпус напечатан на 3D принтере, покрашен акриловой матовой краской. Переключатель LA38–11M/60 куплен на Aliexpress, предназначен для промышленного оборудования. Он имеет две группы контактов, способен коммутировать напряжение 220 В, изоляция выдерживает импульсное напряжение 3 кВ. Всё это нам не нужно, но важен размер, диаметр крышки составляет 60 мм.
Задумка
Внутри устройства спрятан GSM модуль SIM800L, управляющий контроллер STM32F030, аудио усилитель и USB-UART преобразователь CH340G. Последний необходим для записи с компьютера номера телефона, на который будет осуществляться вызов. Для того чтобы устройство было видно ночью, по периметру расположены три адресных светодиода. Питание осуществляется от сетевого адаптера. В основании устройства расположены два ультратонких динамика, SMD микрофон закреплен «в передней части» печатной платы. Так выглядит внутренняя компоновка устройства:
За терминалом для компьютера я обратился к своему другу Сане. Минимализм, это наше все.
Программа автоматически находит порт с подключенным устройством. При вводе десяти нулей терминал переходит в расширенный режим, где можно задать дополнительные настройки: режим постоянной подсветки (устройство будет видно ночью), яркость светодиодов и цвет; громкость динамика и чувствительность микрофона.
GSM-кнопка умеет не только звонить, но и принимать входящие вызовы. При помощи терминала можно задать до 4-х разрешенных номеров. В текущих реалиях периодически приходится общаться с «сотрудниками» банков, интернет провайдерами, страховыми агентами, зубными поликлиниками и т. п. Короче говоря, если вы где-нибудь не дай бог «засветились», регулярное внимание вам обеспечено. Пожилому человеку, все это ни к чему. Чужие номера блокируются.
Реализация
Путь к готовому решению тернист и извилист. Чтобы не портить репутацию, не стану приводить «внутренности» рабочего образца. Достаточно сказать, что обрезанных дорожек, допаянных проводов и термоклея там достаточно. Закончилось дело тем, что аудио усилитель и микрофон были вообще удалены с печатной платы, фильтры и ферриты добавлены. Переключатель тоже пришлось разобрать и использовать только крышку. Проблемы такие.
Громкости двух динамиков по 1 Вт оказалось мало. Установка одного ультратонкого динамика с мощностью 3 Вт также не спасла положения. Проблема в акустике, а точнее её отсутствии. Переключатель «съел» практически весь объем устройства, динамик под печатной платой дает достаточный уровень громкости, но качество звука неудовлетворительно.
Закладывая в схемотехнику SMD микрофон, я не ждал, что он справится с задачей, но надеялся. Надежды не оправдались. Подобрать подходящий микрофон оказалось не просто. Удовлетворительные результаты показал HMO1003A-65, но остановился я на отечественном продукте МКЭ-3. Данный микрофон сразу привлек внимание хорошими характеристиками, однако со схемой его включения есть сложности. Спасибо коллеге по цеху, который объяснил, каким образом микрофон можно доработать, не забыв при этом про хлорное железо.
Наводки на динамик и микрофон при работе GSM модуля — это одна из главных проблем. Ферритовые бусинки, экранированные проводники, дополнительные экраны из фольги, дополнительные фильтры, чего я только не перепробовал. Даже расположение (поляризация) внешний антенны GSM модуля влияет на уровень наводок. А когда я добился достойного результата, то все испортил переключатель (его я установил в последнюю очередь), внутри находятся металлические контактные пластины и пружины, вносящие свою лепту в распределение электромагнитных полей.
В ущерб эстетики пришлось добавить внешнюю колонку, микрофон и динамик подключить напрямую к модулю (мощности внутреннего усилителя оказалось более чем достаточно), доработать переключатель с использованием концевика. Так работает устройство в окончательном варианте.
Осталось немного сказать о себестоимости. Учет всей комплектации я осуществляю через систему «Мой склад», итого: 2 587,73. Ручная сборка, сопутствующие материалы, транспортные расходы и труд разработчиков условно бесплатны. Аналогичные устройства можно купить на Aliexpress по сопоставимой стоимости (поисковые запросы: мобильный телефон GSM для пожилых людей, система аварийной сигнализации, водонепроницаемая кнопка тревоги GSM для пожилых, аварийная сигнализация V28 для пожилых людей).
В заключение скажу, что хотя устройство работает хорошо и справляется с поставленной задачей, оно требует доводки до ума. Прежде всего это касается наводок на микрофон и эхо. Необходимо переработать топологию печатной платы, установить дополнительные фильтры, поэкспериментировать с экранами и антенной. Открытым остается вопрос конструктива. В данном случае достаточно сигнального контакта и можно не расходовать внутреннее пространство, улучшить акустические свойства, отказаться от внешней колонки.
