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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sensor acústico para guirlanda de árvore de Natal. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante Entre os muitos dispositivos eletrônicos, um lugar especial é ocupado por sensores de sinalização acústica simples, que, devido à sua versatilidade, podem ser usados na vida cotidiana quase ilimitadamente: desde sistemas de segurança até interruptores automáticos ou componentes de dispositivos mais complexos ativados por ruído (acústicos ) exposição. Por exemplo, um dispositivo de sinalização para aumentar os níveis de ruído em uma sala (agora esses dispositivos estão se tornando cada vez mais relevantes). Como um caso especial, os sensores acústicos podem ser usados até mesmo em truques de mágica, por exemplo, em uma árvore de Ano Novo, quando das palavras "Árvore de Natal, queime!" as luzes se acenderão automaticamente. A base para os dispositivos acima é a montagem eletrônica apresentada a seguir. Sua característica é uma sensibilidade muito alta, devido à combinação do elemento piezoelétrico BM1 e transistores com altas características de amplificação de corrente no circuito.
O nó é um amplificador de frequência de áudio (AF) baseado em transistores com um grande coeficiente de transferência de corrente estática. A cápsula piezoelétrica BM1 serve como sensor - é ele quem converte o sinal sonoro em vibrações elétricas. O nó nos transistores VT1 e VT2 é construído com base no princípio da amplificação DC. Ruído agudo, tremor, estalo perto da cápsula ou toque na cápsula BM1 será imediatamente refletido por uma mudança de tensão na base do transistor VT1 em 1 ... 1,2 V. A sensibilidade do nó é tal que o dispositivo responde a um ruído agudo a uma distância de até 5 m. O segundo estágio no transistor VT2 amplifica o sinal até o nível de abertura do transistor VT3. Os resistores fixos R3 e R4 limitam a corrente de coletor VT2 e a corrente de base VT3, respectivamente, protegendo esses transistores contra falhas. O capacitor C1 fornece feedback positivo entre a entrada e a saída do amplificador. O capacitor C2 suaviza a ondulação de tensão da fonte de alimentação. Quando um sinal de áudio é aplicado à cápsula BM1, um sinal elétrico amplificado é alimentado ao amplificador de corrente (transistor VT3) e o abre. Uma corrente flui através do enrolamento do relé K1, como resultado do fechamento do grupo de contatos (3 e 5) K1.1 no circuito de carga por 1 ... 2 s. Para prolongar o tempo de ativação da carga, um capacitor de óxido C3 é introduzido no dispositivo (mostrado em linhas pontilhadas na figura). No momento do ruído acústico próximo ao BM1, o capacitor C3 é carregado e, durante um ambiente acústico silencioso, libera energia. Recursos de conexão Como a prática tem mostrado, aumentar a capacitância do capacitor C3 acima de 10 μF é ineficaz, pois a estabilidade da operação de todo o nó é perdida - a precisão do atraso de desligamento do relé varia de tempos em tempos, a sensibilidade geral para influências acústicas é visivelmente perdida (leva tempo para carregar C3). Em paralelo com o relé K1 (ver diagrama), é conectado um circuito indicador, composto por um LED HL1 e um resistor limitador R5. Este circuito desempenha um papel duplo - é conveniente monitorar a função do relé pelo status do LED indicador (já que não há outros indicadores de energia no circuito) e, além disso, este circuito elétrico evita surtos de corrente reversa através do relé K1. Se desnecessário, o circuito R5 - HL1 é excluído do circuito. Atenção, isso é importante! Este circuito pode ser transformado em um nó menos sensível se a saída superior (de acordo com o circuito) da cápsula piezoelétrica BM1 for conectada ao coletor VT1, deixando o resistor de polarização R1. Tal opção será justificada se, por exemplo, a VM1 for realizada em fios flexíveis (como MGTF-0,6 ou 0,8) a uma distância de até 2 m do próprio nó. Agora o dispositivo ainda liga o relé com um som agudo perto da cápsula, e os captadores nos fios de conexão não são terríveis. O dispositivo na versão básica (sem alterações) também pode ser utilizado como sensor sensitivo com retardo de desconexão de carga. Para fazer isso, a cápsula VM1 é excluída do circuito e o contato do sensor é conectado à base do transistor VT1. Para operação estável sem inclusões falsas, o comprimento do fio de conexão não deve exceder 50 - 70 cm. Sobre detalhes e instalação O dispositivo, montado sem erros e com peças que podem ser reparadas, não precisa ser ajustado e funciona de forma confiável XNUMX horas por dia. A placa de circuito impresso não foi desenvolvida. Os elementos do dispositivo são colocados de forma compacta e montados em uma placa de ensaio, suas saídas são conectadas por jumpers de segmentos de fio MGTF-0,6. As conexões à fonte de alimentação e aos circuitos comutados de dispositivos periféricos são convenientemente feitas usando um bloco de terminais elétrico ou qualquer conector adequado. O dispositivo é alimentado por uma fonte estabilizada em sua tensão de 9-12 V. Se a tensão de alimentação for inferior a 7,5 V, o relé K1 (TRD-9VDC-FB-CL) não funcionará e deverá ser substituído por outro tipo de relé eletromagnético de baixa corrente (por exemplo, TRU-5VDC -SB-SL) ou use um relé eletrônico (adequado da série K449, KR449). O relé também pode ser substituído por RM85-2011 -35-1012, BV2091 SRUH-SH-112DM, TRU-9VDC-SB-SL e similares. Todos esses tipos de relés são projetados para operar em um circuito de comutação de uma carga com tensão de até 250 V e corrente de até 3 A. Relés domésticos também podem ser usados, por exemplo, RES10, RES15 e similares, no entanto, eles são projetados para operar em circuitos de comutação de não mais de 150 V e, além disso, em comparação com análogos estrangeiros, eles são (ao comprar no varejo) muito mais caros. Diagrama de fiação do sensor acústico sensível Durante a operação do dispositivo, percebeu-se que a sensibilidade do nó (ceteris paribus) aumenta com a diminuição da tensão de alimentação. E com o aumento da tensão de alimentação acima de 14 V, o aparelho se auto-excita, ligando o relé em intervalos regulares. A corrente consumida no modo de espera é de 3 ... 5 mA, e quando o relé K1 é ativado, aumenta para 35 mA. Todos os resistores fixos são do tipo MLT-0,25. Capacitor C1 - tipo KM-6 do grupo TKE H70 ou similar. Capacitores de óxido - tipo K50-29. O capacitor de temporização C3 (se houver necessidade de instalá-lo no circuito) deve ser selecionado com baixa corrente de fuga (K53-4, K52-18). Cápsula Piezo VM1 - ZP-22, mas pode ser substituída por ZP-1, ZP-18, ZP-Z ou outra similar. Os transistores de silício VT1, VT2 podem ser qualquer uma das séries KT3107, KT502, C557. Transistor VT3 - KT815B, mas você pode usar KT815A e KT815G. Na versão do autor, o nó é utilizado como parte integrante do complexo de alarme de segurança. No entanto, também é eficaz como um sensor sensível separado. A tensão de controle para outros dispositivos acoplados é removida do ponto "A". Nesse caso, o amplificador de corrente no transistor VT3 e o relé são excluídos. Autor: A.Kashkarov
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