クリスマスツリーの花輪の音響センサー。スキーム、説明

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クリスマスツリーのガーランド用音響センサー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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多くの電子機器の中でも、単純な音響信号センサーは特別な位置を占めており、その多用途性により、セキュリティシステムから自動スイッチや、ノイズ (音響) によって作動するより複雑な機器のコンポーネントに至るまで、日常生活の中でほぼ無制限に使用できます。）暴露。たとえば、室内の騒音レベルの増加を知らせる信号装置です (現在、そのような装置の関連性はますます高まっています)。特殊なケースとして、音響センサーは手品でも使用できます。たとえば、新年のツリーで「クリスマスツリー、燃えろ！」という言葉から発せられるときです。ライトは自動的に点灯します。

上記のデバイスの基礎は、以下に示す電子アセンブリです。回路内に圧電素子VM1と電流増幅特性の高いトランジスタを組み合わせているため、非常に高い感度が特長です。

（クリックして拡大）

このノードは、大きな静電流伝達係数を持つトランジスタ上のオーディオ周波数増幅器 (AF) です。 BM1 圧電カプセルはセンサーとして機能し、音信号を電気振動に変換します。

トランジスタ VT1 と VT2 のノードは、DC 増幅の原理に基づいて構築されています。鋭いノイズ、揺れ、カプセルの近くでのポップ音、または BM1 カプセルに触れると、VT1 トランジスタのベースの電圧変化が 1 ... 1,2 V だけ即座に反映されます。ノードの感度は、デバイスが次の電圧に応答するようなものです。最大5mの距離で鋭いノイズが発生します。

トランジスタ VT2 の 3 段目は、トランジスタ VT3 を開くレベルまで信号を増幅します。固定抵抗 R4 と R2 は、それぞれコレクタ電流 VT3 とベース電流 VTXNUMX を制限し、これらのトランジスタを故障から保護します。

コンデンサ C1 は、アンプの入力と出力の間に正のフィードバックを提供します。コンデンサ C2 は電源の電圧リップルを平滑化します。

オーディオ信号が BM1 カプセルに加えられると、増幅された電気信号が電流アンプ (VT3 トランジスタ) に供給され、電流アンプが開きます。リレー K1 の巻線に電流が流れ、その結果、負荷回路の接点グループ (3 および 5) K1.1 が 1 ... 2 秒間閉じます。負荷のターンオン時間を延長するために、酸化物コンデンサ C3 がデバイスに導入されます (図の点線で示されています)。 BM1 付近で音響ノイズが発生すると、コンデンサ C3 が充電され、静かな音響環境ではエネルギーを放出します。

接続機能

実際に示されているように、ノード全体の動作の安定性が失われるため、コンデンサ C3 の静電容量を 10 μF を超えて増やすことは効果がありません。リレーのターンオフ遅延の精度は時々変動し、全体の感度は低下します。音響の影響は著しく失われます（C3の充電には時間がかかります）。

リレー K1 (図を参照) と並列に、HL1 LED と制限抵抗 R5 で構成されるインジケーター回路が接続されています。この回路は 1 つの役割を果たします。インジケータ LED のステータスによってリレーの機能を監視するのに便利です (回路には他の電源インジケータがないため)。さらに、この電気回路はリレーを通る逆電流サージを防止します。 K5。不要な場合には、Ｒ５－ＨＬ１の回路を回路から除外する。

注意、これは重要です! この回路は、圧電カプセル BM1 の上部 (回路によると) 出力がコレクタ VT1 に接続され、バイアス抵抗 R1 が残された場合、感度の低いノードに変えることができます。たとえば、VM1 がノード自体から最大 0,6 m の距離にあるフレキシブルワイヤ (MGTF-0,8 または 2 など) 上で実行される場合、このようなオプションは正当化されます。現在、デバイスはまだカプセルの近くで鋭い音でリレーをオンにしており、接続ワイヤーのピックアップはひどくありません。

基本バージョンのデバイス (変更なし) は、負荷切断遅延を備えた高感度センサーとしても使用できます。これを行うには、VM1 カプセルが回路から除外され、センサー接点が VT1 トランジスタのベースに接続されます。誤った異物の混入のない安定した動作のために、接続ワイヤの長さは 50 ～ 70 cm を超えてはなりません。

詳細とインストールについて

このデバイスはエラーなく、保守可能な部品から取り付けられているため、調整する必要がなく、XNUMX 時間確実に動作します。

プリント基板が開発されていなかった。デバイスの要素はブレッドボード上にコンパクトに配置および実装されており、その出力はMGTF-0,6ワイヤーセグメントからのジャンパーによって接続されています。電源および周辺機器のスイッチ回路への接続は、電気端子台または適切なコネクタを使用して簡単に行うことができます。

このデバイスは、9 ～ 12 V の電圧の安定化電源から電力を供給されます。供給電圧が 7,5 V 未満の場合、リレー K1 (TRD-9VDC-FB-CL) は動作しないため、別のタイプのリレーと交換する必要があります。低電流電磁リレー (TRU-5VDC -SB-SL など) を使用するか、電子リレー (K449、KR449 シリーズから適切) を使用します。リレーは、RM85-2011 -35-1012、BV2091 SRUH-SH-112DM、TRU-9VDC-SB-SL などに置き換えることもできます。これらのタイプのリレーはすべて、最大 250 V の電圧、最大 3 A の電流の負荷のスイッチング回路で動作するように設計されています。たとえば、RES10、RES15 などの家庭用リレーも使用できます。ただし、これらは 150 V 以下のスイッチング回路で動作するように設計されており、さらに、外国製のアナログと比較すると (小売店で購入する場合) はるかに高価です。

高感度音響センサーの配線図

デバイスの動作中に、電源電圧の低下に伴ってノード (ceteris paribus) の感度が増加することがわかりました。また、電源電圧が 14 V を超えると、デバイスは自己励起し、一定の間隔でリレーをオンにします。

スタンバイモードでの消費電流は 3 ～ 5 mA で、リレー K1 が作動すると 35 mA に増加します。固定抵抗はすべてMLT-0,25タイプです。コンデンサ C1 - TKE H6 グループの KM-70 タイプなど。酸化物コンデンサ - タイプ K50-29。

タイミングコンデンサ C3 (回路に取り付ける必要がある場合) は、漏れ電流が低いものを選択する必要があります (K53-4、K52-18)。

ピエゾカプセル VM1 - ZP-22 ですが、ZP-1、ZP-18、ZP-Z または別の同様のものに置き換えることができます。シリコントランジスタ VT1、VT2 には、KT3107、KT502、C557 シリーズのいずれかを使用できます。トランジスタ VT3 - KT815B ですが、KT815A と KT815G の両方を使用することもできます。

著者のバージョンでは、ノードはセキュリティアラーム複合体の不可欠な部分として使用されます。ただし、独立した高感度センサーとしても効果的です。他の接続されたデバイスの制御電圧はポイント「A」から削除されます。この場合、トランジスタ VT3 の電流アンプとリレーは除外されます。

著者: A.カシュカロフ

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