יש דברים שהשתיקה יפה להם, למשל צופרי מכוניות – הם הרבה יותר יפים כשהם שותקים. אבל אם נעצור לחשוב על זה הרי שצופר, מעבר לעובדה שהוא מכשיר נהדר ליצירת עצבים, הוא תופעה מופלאה. לצופר יש צליל יחיד. אי אפשר להעלות ולהוריד את הטון, ליצור תווים או קולות שונים, ובכל זאת צפירה היא שפה אקספרסיבית מאוד. כולנו יודעים להבחין בין צפירה עצבנית לצפירת "שים לב" לצפירת "יאללה בית"ר".
כמו ישראלי שמנסה להתבטא באנגלית, לכולנו יכולות להיות בעיות מבטא בשימוש בצופר: אולי המשמעות שרצינו להעביר לא תעבור כי אנחנו לא לוחצים בדיוק בקצב הנכון, אולי לא גדלנו על בית"ר. והנה הטכנולוגיה באה לעזרתנו – "צפירטונים", מערכת המסוגלת לחזור בדיוק על צפירה שהבאנו לכדי שלמות.
העיקרון הוא פשוט: צופר רכב הוא קופסא המסוגלת להפיק צליל יחיד כאשר המעגל החשמלי שהיא חלק ממנו נסגר. מה שסוגר את המעגל מתג שמוסתר בגלגל ההגה או לצידו – אם גם לכם יש אוטו צרפתי מעפן כמו לעורך שלי.
רוצים לבנות מערכת כזאת בעצמכם? הנה איך עושים את זה
בואו נתחיל בהגדרה בהירה של הדרישה: מערכת שמקליטה צפירות – כלומר לחיצות על מתג, ומסוגלת לשחזר סדרת לחיצות קצובה בזמן בלחיצת כפתור. אני חושב על שלוש אפשרויות: בקר מתוכנת, מערכת מכנית ומחשב. הבקר המתוכנת הוא הדרך ה"נכונה" ביותר. במכוניות מודרניות ממילא יש מאות בקרים. בקר כזה מורכב בתוך מעגל אלקטרוני ושולט על הצופר באמצעות תוכנה שנכתבת עבורו על מחשב, ומועתקת או נצרבת עליו. הסיבה שפתרון זה פחות מתאים לנו היא עניין של נגישות: כדי להתחיל לעבוד עם בקרים יש צורך בהרבה רקע טכנולוגי, ברכישה של ציוד יעודי ובסבלנות. (למי שבכל זאת מתעניין קיימת היום מערכת פשוטה יחסית שנקראת ארדוינו).
האפשרות המכנית היא דמוית תיבת נגינה – מעין תוף מסתובב שבליטות על גביו גורמות לסגירת המעגל. יש משהו קסום במנגנונים מכאניים סטימפאנקיים כאלו. אבל גם מערכת כזו דורשת מיומנות, כאן בעיקר של תכנון ויצור מכאני, תחום קסום, שלמרבה הצער פחות ופחות אנשים עוסקים בו. באופן עקרוני אפשר לקנות כזו ולהתאים אותה לצרכינו אולי נעשה זאת בהזדמנות.
נשארנו עם המחשב. יש למעשה כמה יתרונות לחיבור הזה של מחשב ורכב, ואני מקווה שבפרוייקטים הבאים נראה עוד כמה שימושים לעניין זה. כל מה שצריך הוא לפטופ ישן, וכדי להפעיל אותו באוטו צריך ממיר מתח - מכשיר חשמלי שמספק מתח למחשב דרך תקע המצית. לצרכי הפרויקט הזה אפשר לדחוף את הלפטופ מתחת למושב, אם כי בעתיד אולי נמצא לו מקום יותר אטרקטיבי...
מתכננים את המערכת
אבל לחיבור למחשב יש משמעות עמוקה יותר, כמעט פילוסופית. במובן מסויים המחשב כבר לא שלנו: מחשבים היום נעשו מהירים יותר אבל גם סגורים יותר. אם פעם לכל מחשב היה חיבור מקבילי שאפשר היה להפעיל דרכו כל מכשיר שרצינו היום יש רק USB, שהוא מהיר, אמין ומלא יתרונות, אבל האדם הפשוט בבית לא יכול להפעיל איתו שום דבר. זה לא לגמרי מדוייק, כי התנועה המייקרית מוצאת פתרונות, והיום הרבה יותר מקובל לעבוד עם מודולים שקונים ומחברים – כמו לגו של אלקטרוניקה – מלתכנן מעגל מאפס – זה מקל על החיים ומאפשר לנו להתעסק בחלק היצירתי בלי להקבר בחור שחור של באגים אלקטרוניים.
וישנה אלטרנטיבה לא פחות כיפית: מודיפיקציה – ניקח משהו קיים ונתאים אותו לצרכינו. במקרה שלנו, אנחנו רוצים כמה כפתורים שעליהם נתכנת צפירטונים וכדי להכניס צפירה חדשה, ויש לנו רק יציאה אחת – הצופר הדולק ונכבה. זה ממש מתחת לאצבעות שלנו: מקלדת. ניקח את מקלדת ה-USB הכי פשוטה שנמצא (שלנו עלתה קצת יותר משלושים שקל) ונהפוך אותה למעגל שמאחורי תיבת הבקרה של הצפירטונים.
הטוויסט כאן הוא להבין שהמקלדת היא לא רק אמצעי קלט, אלא גם מסוגלת להפעלה של עד שלושה דברים – צריך קוד פשוט מאוד כדי להדליק כל אחת מנורות ה-LOCK, ומעגל פשוט שמייד נראה כדי לגרום להפעלה של כל דבר שהוא. יותר מאדם אחד עשה את זה בעבר, ואחד האתרים המובילים פירסם פרוייקט כזה כדי שכולנו נוכל ללמוד ממנו.
מה זה בעצם כל דבר שהוא? כל דבר שהדלקת מפסק חשמלי תפעיל אותו, ניתן להפוך את המפסק לנשלט על ידי מחשב. גם פעולות יותר מסובכות אפשר לתת למחשב לעשות, כאלו שכוללות גם משוב ובקרה – למשל לחמם מים לטמפרטורה מדוייקת או להאכיל את החתול כשהוא רעב. למעשה אנחנו מוקפים כבר היום במחשבים קטנים שעושים לנו את החיים קלים יותר (ואפשר להתווכח אם טובים יותר).
נחזור לצפירטונים. השרטוט מתאר את דיאגרמת הבלוקים של המערכת כולה. הדיאגרמה מאוד חשובה כי היא מייצגת את המעבר מרעיון פרוע למימוש. לפעמים כבר נדמה לנו שאנחנו יודעים מה הפתרון וכשאנחנו מציירים את הבלוקים אנחנו מגלים שחסר אלמנט קריטי או שאנחנו פשוט לא יודעים איך לעשות אותו. תרשימים כאלו יכולים להיות מפורטים יותר ופחות. הנה התרשימים שלי:
את התוכנה (שכתב מתכנת העל שלנו, ברזיס) אנחנו נותנים לכם כאן בחינם. את האלקטרוניקה אמנם לא נוכל לתת לכם בחינם, כי עולה כסף לייצר אותה, אבל כן נוכל לחלוק איתכם את מבנה המעגל (שגם אותו לא המצאנו) כך שכל שנותר לכם הוא להשיג רכיבים (לקנות, לפרק, לבקש מבן הדוד שלכם), לקחת מלחם ולעבוד.
רשימת ציוד
- מלחם, בדיל, חוטים, רב מודד – בכל מקרה כדאי שיהיה לכם.
- חמישה מפסקי קפיץ (כלומר כאלו שרק כל עוד לוחצים עליהם מעבירים חשמל) – רצוי צבע שונה לאחד מהם (זה שישמש להקלטה).
- מקלדת USB – עדיף משומשת. למה לקנות סתם.
- ממסר, או באנגלית RELAY – מתח הפעלה V5. יש כל מיני סוגי ממסרים, ולאפליקציה שלנו זה לא ממש משנה איזה, מספיק שיהיו לו שתי כניסות להפעלה – שאותן נחבר למקלדת, ושתי כניסות של המתג – שאותן לחבר למעגל הצופר.
- קופסה לשים בה הכל – קופסאות אוכל יתאימו יופי.
- טרנזיסטור PNP – אנחנו השתמשנו ב BC307. לקנות בכל חנות אלקטרוניקה.
- נגד 2.2KΩ - בצבעים אדום-אדום-אדום. לקנות גם כן בחנות אלקטרוניקה.
- דיודה. לקנות... כן.
- תוכנה (להוריד כאן).
יאללה, לעבודה
מחברים את המפסקים למקלדת
נפרק את המקלדת ונוציא ממנה את הבקר – כמו שאתם רואים בתמונה, מדובר בפיסת אלקטרוניקה קטנה, שכל מקשי המקלדת יוצאים ממנה. בחלקו התחתון של הכרטיס יש מין מסרק מגעים, שבו נוגעים ה"חוטים" שיוצאים מהמקשים – אלו חוטים שמודפסים על פלסטיק שקוף. אנחנו נרצה לחבר למגעים אלו חוטים שמגיעים למפסקים אמיתיים. בשביל זה צריך להוריד מהם את הציפוי השחור, שאמנם מוליך אבל אי אפשר להלחים עליו. אפשר לגרד עם סכין יפני, לשפשף עם נייר זכוכית, אבל הכי טוב דרמל – בכלל, בחיים, טוב שיש דרמל.
אחרי שחשפנו את הנחושת, נחבר את המקלדת למחשב, נפתח Notepad, ונתחיל לקצר עם חתיכת חוט בין מגעים שונים, עד שנראה אותיות על המסך – כך נזהה איזה צמדים של מגעים כדאי להלחים. נלחים להם חוטים (לכו על חוט רב גידי – כזה שיש בו הרבה קצוות נחושת) שאת צידם השני נלחים למפסקים. בשלב זה כדאי לחשוב על המארז שבו תסגרו את כל העניין – האם צריך קודם לחבר את המפסקים למארז? איך עוברים החוטים?
מוצאים את הלד מכרטיס הבקר
צריך להזהר לא להוריד הלחמות של רכיבים אחרים, ובעיקר לא לחמם בטעות את הבקר עצמו, שרגיש לחום. ככלל עדיף להעזר בשואב בדיל – מתיכים את הבדיל שעל מגע הלד, לחוצים על כפתור השאיבה, ונשאר מגע נקי - שניים כאלו והלד בחוץ בלי מאמץ. אנחנו משתמשים ב-SCROLL LOCK בלבד, אין צורך לשלוף את הלדים האחרים, הם גם ישמשו את התוכנה לאינדיקציה. במקום הלד נלחים חוט, לחור היותר רחוק מהבקר – בחור השני לא נשתמש, אלא נקצר את המעגל שלנו ישירות ל GND של הבקר כולו.
מחברים את הממסר
אם אתם רוצים לדעת יותר על ממסרים, ואתם רוצים, כי ידע הוא כוח וכוח הוא חופש, לכו לקרוא, למשל כאן: http://www.kpsec.freeuk.com/components/relay.htm.
היינו רוצים לחבר את הממסר ישירות לשני החורים שהשאיר הלד, אבל למרבה הצער זה לא עובד ככה. הלד הוא רכיב אלקטרוני שצורך מעט מאוד זרם - מיליאמפרים בודדים, בעוד שהממסר, שהוא סליל, בכל זאת דורש זרם של עשרות מיליאמפרים אם לא יותר, כלומר אנחנו צריכים עוד גמד בדרך, מין ממסר לממסר – בדיאגרמת הבלוקים זה מסומן באות A – Amplifier – מגבר. את זה יעשה בשבילנו טרנזיסטור – שהוא בעצם, אם מקלפים את כל ההסברים, מגבר קטן. לטרנזיסטור יש שלוש רגלים, שהזרם באחת מהן (Collector) פרופורציוני לזרם באחת אחרת (base), עד זרם רוויה מסוים. אנחנו נרווה את הטרנזיסטור, ובכך נהפוך אותו למעין מתג: ניתן זרם קטן ב B, נקבל זרם גדול ב C, גדול מספיק להפעיל את הממסר.
שוב אנחנו מקצרים, ויש הרבה מה לדעת, ואפשר למצוא המון ברשת – למשל באותו אתר שציינתי למעלה. נסתפק כאן בלומר שיש שני סוגים של טרנזיסטורים, שבהקשר של ממסרים משמשים לשני סוגי מיתוג (כלומר להפוך למתג), ושאנחנו למעשה נשתמש במיתוג שהופך – מפעיל את הממסר כשהבקר לא נותן זרם, אלא משמש כפתח לזרם לזלוג דרכו. במקרה שלנו, כיוון שאנחנו לא בונים מעגל שלם מהתחלה, נאלץ להתאים את עצמנו לבקר. הנה המעגל הסכמטי של החיבור שלנו.
עקרונית, צריך לחשב את ערכי הנגדים ולבחור את הטרנזיסטור בהתאם לצריכת הזרם של הממסר, אבל חסכנו לכם את זה במקרה זה. אם בחרתם ממסר אחר תצטרכו לבצע את החישובים בעצמכם, זה ממש לא עניין גדול. (אם לא, דלגו לפסקה הבאה). שימו לב – נגד הוא נגד הוא נגד, הולכים לחנות, אומרים שצריך נגד 4.7KΩ וזה מה שמקבלים – הכי הרבה המוכר ישאל אותכם איזה הספק, ואם לא אמרנו אחרת, לרוב המעגלים מספיק 1/4W שזה הדבר הקטן עם הפסים הצבעוניים שאתם מכירים. לעומת זאת טרנזיסטורים, כמו כל הדברים שעשויים מסיליקון (כן, גם ציצים כנראה) באים מכל מיני משפחות, והרבה דומים זה לזה ויכול להיות שלחנות לא יהיה את הדגם שאתם מחפשים, ואז, אם הגעתם לחנות טובה (ותרשו לי להמליץ על אלקטרוניק סטוק בהר ציון 91 ת"א) אז המוכר ידע לתת לכם טרנזיסטור אחר תואם, אחרת יש סיכוי שהוא פשוט יחמיץ פנים ויגלגל אתכם מהמדרגות. עוד אזהרה: לא רק שיש כל מיני טרנזיסטורים, גם אין סדר קבוע לרגלים, אז לפני שמחברים, צריך לזהות איזו רגל היא B, איזו C ואיזו E – ואת זה עושים על ידי חיפוש Datasheet לאותו טרנזיסטור, פשוט הקלידו את שמו עם המילה Datasheet.
משהו על המעגל
הרבה פרוייקטים באלקטרוניקה מתחילים במעגל מודפס, שעליו מלחימים את הרכיבים. יש מקומות שמיצרים מעגלים כאלו עבורכם, ואם היינו בארה"ב כל מה שהייתם צריכים זה לשלוח להם במייל את התכנית ולקבל בדואר חמישה עותקים של המעגל. אבל אנחנו לא, ובארץ הסיפור קצת יותר מסובך כי החברות לא רוצות להתעסק עם עותקים בודדים.
אבל המעגל שלנו די פשוט. אנחנו נשתמש ב-Prototype Board, לוח עם שורות שורות של חורים, כל אחד מוקף בעיגול נחושת. קל להלחים למעגל הזה רכיבים, כמו ללוח מודפס רגיל, אבל כשרוצים לחבר אותם זה לזה מלחימים בניהם חוטים אמיתיים, או משתמשים באורך של הרגליים שלהם (בנגדים למשל).
חיבור לרכב
זה החלק הכייפי ביותר, והקצת מפחיד, כי עד עכשיו לא פירקנו שום דבר שבאמת עובד. אנחנו מזכירים שאין לנו אחריות על נזקים שתעשו כשתפתחו את הרכב, וכמובן ממליצים שלא תעשו את זה על רכב שאינו שלכם, ולמעשה היועצת המשפטית שלנו מזכירה שאנחנו לא ממליצים בכלל לעשות את מה שאתם עומדים לעשות.
מה שלא תעשו עכשיו יהיה לפתוח כמה ברגים באזור ההגה ולחפש את החוטים שיוצאים מהצופר. בין סבך החוטים שנמצאים שם יש שניים שיחד מהווים מתג. אתם יכולים להשתמש ברב מודד ואולי בחתיכת חוט כדי למצוא את צמד החוטים האלו, כשאתם משתמשים לפני כן בהגיון בריא כדי לצמצם אפשרויות. אחרי שזיהיתם את שני המגעים האלו, אתם צריכים לחשוב על דרך לחבר אליהם חוטים, שאותם תמשכו עד המעגל שלכם, באופן שלא יפגע בתפקוד שלהם עם הצופר הרגיל של הרכב (שאותו אתם חייבים תמיד).
התוכנה
לא צריך לכתוב בעצמכם, תורידו חינם את הקובץ שלנו. אם כן בא לכם להתעסק בקוד, הנה קוד המקור. תרגישו חופשי לשנות ולהוסיף.
לתוכנה שכתב בשבילנו ברזיס יש ממשק גרפי, דרכו אפשר לראות איך התכנה עובדת, וגם ליצור לה קונפיגורציה ראשונית. התוכנה יודעת לעבוד מול מקלדת רגילה, יש בה אפשרות לבחור איזה מקש יפעיל איזה מהמקשים ואיזה ישמש בתור כפתור הקלטה. שמנו בתור ברירת מחדל את המקשים שלנו, אבל אתם יכולים לשים את המקשים שהלחמתם אתם.
כשנלחץ על מקש ההקלטה התכנה תעבור למצב הקלטה ותדליק את ה-NUMLOCK, לחיצות חוזרות על מקש ההקלטה ירשמו לקובץ וידליקו את ה-SCROLLLOCK - שכזכור מחובר עכשיו לממסר, שמחובר לצופר, ולכן אמור עכשיו לצפור. ברגע שתלחצו על מקש אחר כלשהו ההקלטה תשמר עבור אותו המקש. השקט שלפני ואחרי הצפירה הראשונה והאחרונה מקוצץ אוטומטית.
התכנה מאפשרת גם שמירה של קבצים וטעינתם, ככה שאם יצא לכם קובץ צפירה ממש טוב אתם מוזמנים לשלוח לנו ולחברים שלכם, ונוכל להחליט יחד על המנון צפירטוני.
האריזה
אתם לא רוצים אוסף של חוטים ורכיבים משתלשל לכם באמצע האוטו, אז תשקיעו קצת יצירתיות. אפשר להשתמש בכלי פלסטיק לאוכל עם מכסה, לחתוך בו חורים (שוב הדרמל מוכיח את עצמו), להעביר דרכו חוטים לצופר ולמחשב, לחבר אותו עם אזיקונים או דבק דו"צ בלי שהחיבור יראה, ולצבוע כך שישתלב בעיצוב הכללי, אתם הרי רוצים להרשים, לא? את המחשב עצמו נסתיר מתחת למושב, אחרי שדאגנו לו לאספקת מתח.
סיכום
יש ריגוש גדול בדברים שיוצאים מהראש והופכים למציאות. אם עקבתם אחרי הווידיאו והחלטתם לעשות כזה בעצמכם, ואם צלחתם את ההסברים מלאי החורים שלי והגעתם למשהו עובד, אז כה לחי, טפחו לעצמכם על השכם, אתם בדרך למקום טוב. אבל אם חשבתם על דרך יותר טובה (או סתם שונה) לבנות מעגל כזה, אם נתקלתם בבעיות והתגברתם עליהן, אז אני מוריד בפניכם את הכובע. אני אשמח גם שתשתפו את כולנו, כי להיות מייקר זה להיות יוצר, וגם להיות חלק מקהילה יוצרת, משתפת, צומחת.