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 ^[1]. 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.

1. 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.

2. 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 ^[2], не забыв при этом про хлорное железо.

3. 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 ^[3]», 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.