Controle de voz do equipamento. Esquema, descrição

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Ao usar eletrodomésticos (por exemplo, uma lâmpada elétrica), surge um incômodo: você quer adormecer tranquilo, mas tem que se levantar, ir até a tomada e tirar o plugue dela. O dispositivo eletrônico proposto permite controlar (ligar ou desligar) vários eletrodomésticos à distância simplesmente por meio de sons falados. Basta dizer uma determinada palavra e por favor: o rádio ou a televisão liga (ou para); uma lâmpada elétrica ou uma guirlanda de árvore de Natal acendeu (ou apagou).

O dispositivo consiste em um controle remoto e três interruptores. Três palavras de comando são utilizadas para controle: “luz” para acender a lâmpada, “cor” para acender a guirlanda da árvore de Natal e “som” para ligar o rádio.

O diagrama do controle remoto, contendo um bloco de filtros no qual é analisada a frequência e a amplitude do sinal sonoro (a palavra falada), é mostrado na Figura 1.

Arroz. 1. Diagrama esquemático do controle remoto de eletrodomésticos por voz (clique para ampliar)

Os resultados da análise são transferidos para o circuito de memória para comparação com palavras de comando. Se corresponderem, sinais de controle são emitidos do circuito de memória para ligar ou desligar uma lâmpada, uma guirlanda de árvore de Natal ou um rádio.

O sinal de fala do microfone VM1 é fornecido às bases dos transistores VT1, VT11, VT22 e VT25 do bloco de filtros. Nos transistores VT2, VT3, VT4 é montado um filtro passa-alta, que extrai os sons sibilantes “s, ts, z” do sinal de fala, que são filtrados por um filtro de alta frequência, passando pelo circuito C1 - VT2 - VT3 - R6 - VT4. Além disso, o sinal dos sons “s, ts, z” é filtrado por um circuito utilizando transistores VT5 e VT6, capacitor C2 e resistores R8 - R11. A tensão contínua resultante, de nível igual ao sinal sonoro "c", passa pelo circuito R12 - C3 - R13. O sinal dos sons “s, ts, z” com seu nível de tensão passa pelo circuito R32 - C5 - R34. O mesmo sinal sonoro “s, ts, z” através do resistor R33 abre o transistor VT15. O sinal de fala do som “c” recebido através do diodo VD2 até a base do transistor VT7 abre-o e o transistor VT8 fecha. A tensão gerada no coletor VT8 carrega o capacitor C4. O capacitor carregado mantém o transistor VT7 aberto, enquanto o transistor VT8 permanece fechado. O sinal sonoro “c” recebido na base do transistor VT7 é armazenado por um elemento lógico montado nos transistores VT7 e VT8, nos resistores R14 - R17 e no capacitor C4 do circuito de memória. O sinal de alto nível do coletor do transistor \/T8 passa por uma linha de atraso duplo montada nos transistores \/T9 e VT 10, resistores R18 - R22, capacitor C6, diodo VD1 e transistores VT19 e VT21, resistores R23, R67, R69, R70, R72, capacitor C12, diodo VD9 e através do diodo VD4 vai até a base do transistor VT8, abrindo-o. Neste caso, o transistor VT7 fecha. A tensão em seu coletor será zero. Não haverá sinal para lembrar o som “s”.

Quando um sinal sonoro “ts” ou “z” chega através do diodo VD3 à base VT16, o transistor abre e o VT17 fecha. Este elemento lógico do circuito de memória (transistores VT16, VT17) lembra o sinal sonoro “ts” ou “z” durante a passagem de uma tensão de alto nível do coletor do transistor VT17 através da linha de atraso nos transistores VT18 e VT20, resistores R39 - R43, capacitor C7, diodo VD5 . Através do diodo VD6, uma tensão de alto nível, entrando na base do transistor VT17, o abre. Neste caso, o transistor VT 16 fechará. A tensão no coletor do transistor VT17 será zero. Não haverá sinal para lembrar o som “ts” ou “z”.

No momento em que a tensão no coletor do transistor VT8 está em nível alto, há um sinal sonoro “c”, que, passando pelo resistor R97 até a base do transistor VT46, o abrirá. Em seguida, uma tensão de alto nível do coletor do transistor VT17 através do resistor R105 abre o transistor VT51, que, por sua vez, bloqueia a abertura do transistor VT49, evitando que a tensão de alto nível do coletor do transistor VT101 flua através do resistor R33. Ao mesmo tempo, uma tensão de alto nível do coletor do transistor VT17 através dos resistores R81 e R109 é aplicada às bases dos transistores VT39 e VT53, abrindo-os. Os coletores VT39 e VT53 são conectados aos emissores dos transistores VT38 e VT52, o que, por sua vez, possibilita a abertura desses transistores quando uma tensão de alto nível chega em suas bases.

As funções do primeiro filtro passa-baixa são executadas pelos transistores VT12 - VT14, resistores R25 - R31, capacitores C8 e C9. Os sinais de áudio passam por este filtro. Um transistor VT15 aberto impede a passagem de sons sibilantes no sinal de fala do coletor do transistor VT14, de onde o sinal de baixa frequência entra pelo resistor R76 até a base do transistor VT36, abrindo-o. Neste caso, o transistor VT37 fechará. A alta tensão resultante do coletor do transistor VT37 através do capacitor C20 (suavizando as ondulações de alta tensão), o resistor R85 é fornecido à base do transistor VT40, abrindo-o. A tensão através do divisor de tensão, composto pelos resistores R84 e R89, se tornará zero através do diodo VD10 e do transistor aberto VT40.

Depois de passar pelo primeiro filtro, o sinal de fala da palavra “som” chega na forma de som “som” através do resistor R107 ao capacitor C25, cuja tensão liberada, passando pelo resistor R108 e diodo VD14, abre o transistor VT52 do circuito de memória. O transistor VT53, localizado no circuito emissor do transistor VT52, também é aberto, pois em sua base existe uma tensão do sinal de armazenamento sonoro “z”, vindo do coletor do transistor VT17 através do resistor R109. Neste caso, o transistor VT54 fecha e a tensão de alto nível de seu coletor através do resistor R115 abre o transistor VT56. Quando ocorre uma pausa (a palavra é falada), o transistor VT55 abre, pois o transistor VT84 no circuito divisor de tensão dos resistores R89, R40 fecha e a tensão de alto nível através do resistor R114 abre o transistor VT55. Então o transistor VT57 fechará e o nível de alta tensão resultante em seu coletor passará pelo resistor R123 até a base do transistor VT61, abrindo-o. O transistor VT62 também está aberto. O transistor VT63 fechará e o nível de alta tensão resultante em seu coletor irá para a saída 12 do painel de controle.

O segundo filtro de baixa frequência contém transistores VT25, VT27, VT29, resistores R50, R52, R54, R55, capacitor C15.

Os componentes de maior frequência do sinal de áudio passam pelo filtro ao longo do circuito C13 - VT23 - R47 - C14 - VT24 - H49 - VT26 - R5Z, chegando na base do transistor VT28, abrindo-o e evitando os sons sibilantes da fala sinal de passar do coletor do transistor VT25.

como resultado disso, o sinal de fala do coletor do transistor VT25 passa ainda mais ao longo do circuito C15 - VT27 - R54 - VT29 - R56 - C16 - VT30 - R58 - VT31, onde a tensão resultante é fornecida ao coletor do transistor VT31 através do resistor R77 ao capacitor C24, cujo nível de tensão corresponde ao sinal sonoro “vet” na palavra “light” ou “color”. A tensão liberada no capacitor C24 através do resistor R80 e do diodo VD12 abre o transistor VT38 do circuito de memória. O transistor VT39 localizado em seu circuito emissor também é aberto, pois sua base recebe uma tensão de alto nível do sinal para armazenar o som “ts” ou “s” do coletor do transistor VT17 através do resistor R81. Neste caso, o transistor VT41 fechará. O nível de alta tensão formado em seu coletor abrirá o transistor VT90 através do resistor R43. O transistor VT42 localizado em seu circuito coletor também estará aberto durante uma pausa quando a palavra for falada. Ao mesmo tempo, o transistor VT44 fechará. Um alto nível de tensão de seu coletor através do resistor R95 abrirá o transistor VT58, em cujo circuito emissor existe um transistor VT59, que é aberto por um alto nível de tensão em sua base a partir do divisor de tensão nos resistores R120 e R121. Assim, o transistor VT60 será fechado e o nível de alta tensão resultante em seu coletor irá para a saída 9 do painel de controle. Assim, o sinal de comando de controle da palavra “cor” aparecerá na saída 9 do painel de controle.

Se a palavra “luz” for pronunciada, então o sinal sonoro “c” do coletor do transistor VT8 através do resistor R97 abrirá o transistor VT46 com seu alto nível de tensão, então a tensão no divisor dos resistores R120, R121 se tornará zero. Como resultado disso, o transistor VT59 fechará e o transistor VT60 abrirá. Um nível de baixa tensão aparecerá em seu coletor. Não haverá sinal de controle na saída 9 do controle remoto. O coletor do transistor aberto VT46, conectado através do diodo VD13 ao emissor do transistor VT45, garante que o sinal do resistor R95 passe por ele através da transição “base, emissor e sua abertura”. Neste caso, o transistor VT47 irá fechar, um nível de alta tensão aparecerá em seu coletor, fornecido à saída 6 do painel de controle, que corresponde ao comando de controle da palavra “luz”.

Ao pronunciar uma palavra cuja terminação soa como a palavra “luz” ou qualquer discurso combinado com as palavras “luz”, “cor” e “som”, aparece um nível de alta tensão no coletor do transistor VT101, que passa pelo resistor R49 para a base do transistor VT17, abrindo-o, o que, por sua vez, evita o aparecimento de alto nível de tensão no coletor do transistor VT6 do circuito de memória e, consequentemente, a ausência de alto nível de tensão nas saídas 9, 12, 17, que corresponderiam aos comandos de controle das palavras “luz”, “cor”, “som”. Aqui, o primeiro a aparecer é um nível de alta tensão no coletor do transistor VT 105, que através do resistor R51 abre o transistor VT49, cujo coletor está conectado ao coletor do transistor VTZZ, evitando assim o aparecimento de um nível de alta tensão no seu coletor e a abertura do transistor VT41. O nível de alta tensão gerado no coletor do transistor VT128 quando as palavras “luz” ou “cor” são recebidas através do resistor R64 abre o transistor VT129, e o nível de baixa tensão gerado em seu coletor através do resistor R62 fecha o transistor VT61, cujo coletor está conectado ao emissor do transistor VT63. Como resultado disso, o transistor VT12 abrirá e um nível de baixa tensão estará presente em seu coletor. Isto não permite que as palavras de comando “luz” ou “cor” apareçam na saída XNUMX do painel de controle. Todos os três comandos falados em sequência são enviados, cada um, para sua própria saída.

O controle remoto usa um microfone "Shorokh-5". Um desenho da placa de circuito impresso do painel de controle com dimensões de 180x155 mm é mostrado na Figura 2.

Arroz. 2. Topologia da placa de circuito impresso do painel de controle (designação da base, coletor e emissor dos transistores - em letras latinas B, C e E, respectivamente) (clique para ampliar)

Os sinais de controle das saídas 6, 9, 12 do controle remoto são fornecidos às entradas dos interruptores. Todos os interruptores do dispositivo são iguais, basta considerar o funcionamento de um deles.

A chave (Fig. 3) permite ligar ou desligar vários dispositivos quando um sinal de controle é aplicado à sua entrada.

Arroz. 3. Diagrama de circuito e topologia da placa de circuito impresso do switch (designação da base, coletor e emissor dos transistores - em letras latinas B, C e E, respectivamente) (clique para ampliar)

O dispositivo funciona da seguinte maneira. A tensão de alimentação de +12V é fornecida à entrada 4 do painel de controle, ao primeiro interruptor - da saída 5, ao segundo interruptor - da saída 8, ao terceiro interruptor - da saída 11. A entrada negativa 6 está conectada no a primeira chave para a saída 7 do controle remoto, e a saída 10 do controle remoto - com o menos da segunda chave e a saída 13 - com o menos da terceira chave. A entrada 5 recebe um sinal de controle (tensão de alto nível), que passa pelo resistor R1 e resistor R2, diodo VD1 até a base do transistor VT1, abrindo-o, enquanto o transistor VT2 fecha. A tensão gerada em seu coletor carrega o capacitor C1, que, através do resistor R9, mantém o transistor VT1 no estado aberto e, como resultado, o transistor VT2 permanece no estado fechado.

O sinal de controle recebido na entrada 5 para os transistores VT1 e VT2 é lembrado. Agora a tensão de alto nível do coletor do transistor VT2 fluirá através do resistor R7 até a base do transistor VT3, abrindo-o, o transistor VT4 também abrirá, o que ligará o relé K1. Seus contatos serão fechados e o atuador será ligado. Ao mesmo tempo, uma tensão de alto nível do coletor do transistor VT2 fluirá através do resistor R10, capacitor C2, resistor R14 com atraso até a base do transistor VT5, abrindo-o, e o transistor VT6 fechará. O próximo sinal de controle recebido na entrada 5 passa pelo resistor R2, diodo VD2 até o coletor do transistor aberto VT5, e esse sinal também passa pelos resistores R1 e R5 até a base do transistor VT2, abrindo-o. Através do transistor aberto VT2, o capacitor C1 será descarregado. Os transistores VT3 e VT4 fecharão. O relé K1 e o atuador serão desligados.

Na próxima vez que chegar um sinal de controle, o relé K1 funcionará, seus contatos 3, 2 fecharão e o atuador será ligado. O sinal de controle subsequente através do relé K1 desligará o atuador, etc.

O dispositivo utiliza relé K1 tipo FRS10C-03. Relé 12V: 3A/125V. Os capacitores C1, C2 são eletrolíticos. Resistores - tipo MLT de 0,125 W. A topologia de uma placa de circuito impresso medindo 75x30 mm é mostrada na Figura 3.

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