音響調光器。スキーム、説明

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音響調光器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提案されたレギュレーターを使用すると、手をたたくだけで、フロアランプやその他の白熱灯を備えたランプを遠隔からオン/オフし、明るさを XNUMX つのレベルから XNUMX つ選択できます。点灯時を含めた明るさの変化がスムーズでランプ寿命が大幅に延長されます。

手拍子は音声や音楽とは音響特性が著しく異なるため、制御信号として選択されました。もちろん、他の鋭い音（花火の爆発、車のクラクション、排気音）によってレギュレーターが作動することを排除することは不可能であるため、このデバイスを十分に防音された部屋の外で使用しないでください。

調光器によって消費される電力は 4 VA を超えず、主に電源変圧器の一次巻線の無負荷電流に依存します。これは、時計内蔵のミュージックセンターやテレビがスタンバイモードで消費する量の数分の XNUMX です。

レギュレーターの図を図に示します。 1. マイク VM1 で受信した信号は、アンプ (オペアンプ DA1.1) に供給されます。分圧器 R2R3 はオペアンプの動作点を設定します。抵抗器 R1 を介して、電源電圧がエレクトレットマイクに供給されます。コンデンサＣ１は分離コンデンサである。信号の負の半波のゲインは、抵抗器 R1 と R5 の抵抗値の比より 4 大きくなります。正のものはダイオード VD1 によって「カットオフ」されます。

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十分な振幅（0,9 V 以上）がある場合、アンプの出力からの信号はワンショット DA3 をトリガーし、R0,4C11 回路の時定数に応じて約 6 秒の持続時間を持つ方形パルスを生成します。パルスが終了するまで、VM1 マイクへのノイズの影響はなく、レギュレーターの状態における予期せぬ変化が防止されます。

抵抗 R9 と R10 は、シングルバイブレータ DA2 のピン 3 の初期電圧を設定するだけでなく、コンデンサ C4 とともにフィルタを形成します。手拍子のスペクトルに富む高周波成分のみを伝送し、他の信号や干渉に固有の低周波成分を抑制します。

DD1 マイクロ回路の 3 つのトリガーは、拍手 (ワンショット DA19 のパルス) の数をカウントするカウンターを形成します。抵抗 R21 ～ R6 とダイオード VD7、VD1.2 は ADC で、その出力 (オペアンプ DA11 の反転入力) の電圧はトリガーの状態、つまり拍手の数に依存します。コンデンサ CXNUMX は、ある電圧レベルから別の電圧レベルへの比較的遅い遷移を提供します。

電源が投入されると、R13C9VD4 回路によって生成される正のパルスにより、カウンタはピン 1 と 13 の論理レベルが High の初期状態に設定されます。オペアンプ DA1.2 の反転入力の電圧は最大になります。抵抗 R19 と R20 は、オープンダイオード VD6 と VD7 を介して基本的に並列に接続されています。同じ状態では、トランジスタ VT4 は、そのエミッタにトリガ DD1.2 (ピン 12) の反転出力からの低論理レベルがあるため開いており、ベース回路の抵抗 R17 を通って電流が流れます。このトランジスタの目的については後述します。

最初の拍手の後、両方のトリガーの状態が変化し、ダイオード VD1.2 と VD6 が閉じられるため、オペアンプ DA7 の反転入力の電圧はゼロになります。トリガー DD1.1 の状態を変更せずに、トリガー DD1.2 の状態をそのままにします。ここで、ダイオード VD6 が開き、VD7 が閉じられ、ADC 出力電圧は抵抗分圧器 R19R21 によって形成されます。 6 回目の拍手で両方のトリガーの状態が変わります。ダイオード VD7 が閉じ、VD20 が開きます。出力電圧は分圧器 R21RXNUMX によって設定されます。そして最後に XNUMX 回目の拍手でデバイスは元の状態に戻ります。さらにポップすると同じサイクルが繰り返されます。

調光器の特徴点における信号のタイミング図を図に示します。 2 トランジスタ VT1 のベースには、ダイオード VD3 (ダイオードブリッジ VD2 の整流器出力) のアノードから平滑化されていない脈動電圧が供給されます。各半サイクルの終わりと次の半サイクルの始まりで、このトランジスタはしばらく閉じられ、VT2 が開いてコンデンサ C10 が放電されます。トランジスタ VT2 が閉じた後、コンデンサは抵抗 R14 を介して充電され、オペアンプ DA6 の非反転入力 (ピン 1.2) の電圧はほぼ直線的に増加します。

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オペアンプ DA1.2 (この場合はコンパレータとして機能) は、出力 (ピン 10) で一連の正のパルスを生成します。その持続時間が長くなり、オペアンプの反転入力 (ピン 7) の電圧が低くなります。オペアンプ。これがゼロに等しい場合、オペアンプの出力は正の定電圧であり、ピン 6 のノコギリ波の振幅を超える場合、オペアンプの出力電圧はゼロに近くなりますが、等しくありません。これはオペアンプの設計の特徴によるもので、オペアンプ DA1.2 の出力の低電圧レベルでトランジスタ VT3 が確実に閉じられるように、過剰な電圧を「カットオフ」するツェナーダイオード VD5 が設けられています。。

抵抗R19〜R21の値の特定の組み合わせにより、レギュレータの初期状態におけるオペアンプDA1.2の反転入力の電圧が「のこぎり」の振幅よりも小さくなる可能性があります。その結果、ランプEL1は完全には消灯しません。この状況を解消するために、上で説明したトランジスタ VT4 が提供されます。オープンの場合、ノコギリ波電圧は非常に低いレベルに制限されます。ダイオード VD8 は、トリガー DD4 のピン 13 が高論理レベルに設定されている場合に、発電機の動作に対するトランジスタ VT1.2 の影響を排除します。

フォトカプラ U3 の発光ダイオードは、トランジスタ VT1 のコレクタ回路に含まれています。トランジスタが開いている場合、フォトカプラのフォトディニスタも開き、ダイオードブリッジ VD9 と抵抗 R22 を介してトライアック VS1 の制御回路が閉じます。トライアックが開いている各半サイクルの継続時間の割合に応じて、ランプ EL1 に供給される電圧の実効値とそのグローの明るさが変化します。トライアックは正負の半周期で開くため、低輝度でもランプのちらつきが目立ちません。

調光器のセットアップは、必要な音響感度を設定することから始まります。抵抗器 R5 の値が増加すると、感度が増加するだけでなく、外来音による誤警報の可能性も増加することに注意してください。中間輝度ステップのレベルは、抵抗R19とR20の値を選択することで任意に変更できます。コンデンサ C11 の静電容量を増やすと、次の拍手後の明るさの増加または減少が遅くなります。

調光器のプリント基板とその上の素子の配置を図に示します。 3. コンデンサ C6 および C10 は、K73-9 または K73-17 シリーズのフィルムコンデンサである必要があります。セラミックコンデンサ (K10-17 または輸入品) は、TKE が大きいため、ここでは望ましくありません。ただし、C1、C2、C4、C8 として使用できます。酸化物コンデンサ - サイズと動作電圧が適切であれば任意。抵抗 R18 と R22 の電力は、図に示されている電力より小さくてはなりません。

音響調光器

KS133G ツェナーダイオードは、電圧が同じかわずかに低く、場合によっては最小安定化電流が低い別の (輸入品など) と置き換えることができます。 VD3 ダイオードとしては、許容順電流が少なくとも 0,3 A の整流器が適していますが、その他のダイオードの代わりに、KD510、KD521、KD522 シリーズのダイオードが適しています。トランジスタ VT1 ～ VT4 - 許容コレクタ電流が少なくとも 100 mA で、h21E 係数が 50 を超える任意の p-pn 構造。K140UD20 マイクロ回路は、KR140UD20A、K561TM2 を K1561TM2、および統合スタビライザー KR142EN8B の代わりに置き換えることができます。 KR1157EN12 (任意の文字インデックス付き)、KR1170EN12、または 12 V の安定化電圧と少なくとも 50 mA の許容負荷電流を備えた輸入品を使用してください。

エレクトレットマイク VM1 は動電型マイクに置き換えることもできますが、この場合は抵抗 R1 は不要です。 TS112-10 トライアックは KU208V または KU208G に置き換えることができます。ランプの合計電力が100Wを超える場合は、ヒートシンクにトライアックを取り付ける必要があります。ヒューズリンク FU1 は、ランプの定格電流の 1,5 ～ 2 倍を超える動作電流で選択されます。

変圧器 T1 - 少なくとも 12 mA の電流で 16 次巻線に 50...XNUMX V の電圧を供給するもの。可能であれば、一次巻線の無負荷電流が最小値の変圧器を優先する必要があります。

説明した音響調光器は、タッチ式調光器に簡単に変換できます。マイク VM1 と抵抗 R1 を、コンデンサ C1 の (図によると) 左側の端子に接続された金属板に置き換えるだけで十分です。プレートに手で触れるとレギュレーターが作動します。

著者：S。ベリャーエフ、タンボフ

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