干渉に強い音響スイッチ。スキーム、説明

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ノイズに強い音響スイッチ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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白熱灯用の音響スイッチについて説明します。デバイスの電気回路図とプリント基板のレイアウトが示されています。著者のバージョンでは、ZP-3 ピエゾエミッターがマイクとして使用されます。回路には希少部品が含まれておらず、音響スイッチの開発時には、電源ネットワークでの干渉に対する耐性に特別な注意が払われました。

音響スイッチのアイデアは新しいものではないため、そのようなデバイスを自分で作成しようとした著者は、不必要な手間をかけずに設計を繰り返すために既製のソリューションを見つけようとしました。しかし、[1-4] で見つかった資料に慣れた後は、独自の回路ソリューションを探す必要がありました。

ヨーロッパのある都市にあるカフェのオーナーは、自分の店に異常にかさばる家具を備え付けました。大人の訪問者がカフェに入ると、4〜5歳の子供と同じテーブルと椅子が見えます。これは、親が不便を感じ、子供の問題について考えてもらうために行われました。子供たちは身長が小さいので本当に苦労します。たとえば、トイレの電気を自分でつけることはできず、毎回大人に頼らなければなりません。音響スイッチがそれらを助けることができます。

このようなスイッチを設置したのには別の理由がありました。かつて建設作業員がアパートの廊下に、4 つの電球に対応するコードが付いた XNUMX 段階スイッチを設置しましたが、最終的には電球が壊れました。現在、そのような単一または複数ポジションのスイッチは販売されていません。

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圧電エミッターを音響スイッチマイクとして使用することにしました。音響スイッチのオリジナルバージョンの回路 (図 1) には、ZP-3 タイプの圧電センサー、DA1 チップ上の交流電圧アンプ (VPA)、DD1.1 チップ上のスタンバイマルチバイブレーター、DD1.2 チップが含まれています。トリガー、および VT3 トランジスタ上のパワーアンプ。回路の電源はトランスレスです。主電源電圧はダイオードアセンブリ VD1 によって整流され、ツェナーダイオード VD2 のパラメトリックスタビライザーに供給されます。ツェナーダイオードからの脈動電圧は、トランジスタ VT1 と VT2 に組み込まれたダブルベースダイオードのアナログに供給されるだけでなく、ダイオード VD3 を介してフィルタとして機能するコンデンサ C5 にも供給されます。コンデンサ C1 がトランジスタ VT5 によってバイパスされない限り、ダブルベースダイオードの類似物がサイリスタ VS3 をオンにし、これはトリガの状態によって異なります。 VS1 には 15 ～ 100 W の白熱灯が搭載されています。

UPN は、単一電源からオペアンプを接続するための標準回路の 5 つに従って構築されています [4]。アンプには少数の部品が含まれており、抵抗 R4 の値を変更することでスイッチの感度を簡単に調整できます。抵抗器 R2 の抵抗値が増加すると感度が増加し、それに応じて RXNUMX の抵抗値が減少すると感度も低下します。

クラップの結果として、パルスのパケットが UPN の出力で取得されます。待機中のマルチバイブレーターは、これらのパルスの 1.2 つによってトリガーされ、拍手の持続時間を超える独自のパルスを生成します。したがって、DDXNUMX トリガーは個々のバーストパルスではなく、拍手ごとに切り替わります。

この計画はすぐにうまくいきました。手をたたくとランプが点灯し、もう一度手をたたくとランプが消えます。 XNUMX つの「しかし」がなければ、そこで停止できたかもしれません。ランプは強要された場合だけでなく、電源へのランダムな干渉によっても点灯します。

さらに、このデバイスには別の欠点があります。デバイスに電圧が印加されると、通常ランプが点灯します。これは望ましくない。なぜなら、主電源電圧に障害が発生し、電力が供給されると、ランプを強制的に消灯しなければならないからである。家に人がいないと余計に電気を消費してしまいます。ただし、この欠点は非常に簡単に解消できます。デバイスの電源が入っているときに、D1.2 トリガーを S 入力に強制的に取り付けるだけです。ネットワーク内のランダムな干渉には長期間対処できますが、おそらく無駄です。

デバイス回路は設定を必要としないように設計されています。これは、バッテリーまたは蓄電池を使用する同様のデバイスの開発の基礎として推奨できます。

文献 [1-4] に記載されているデバイスの回路を分析した後、電磁リレー [2] のカウント入力を備えたトリガーに似た回路を借用することにしました。古風な？しかし、それは信頼性が高く、シンプルです。結局のところ、リレーをオンにするには、高インピーダンス入力で高速トリガーを切り替えるよりもはるかに多くのエネルギーを費やす必要があります。

干渉に強い音響スイッチ

リレートリガー回路 (図 2) は次のように動作します。初期状態では、コンデンサ C1 はリレー K2.1 の接点を介して充電され、抵抗 R2 は電源電圧まで充電され、リレー巻線 K2 は非通電になります。音響信号の影響により、リレー K1.1 の接点が短時間閉じます。

コンデンサのエネルギーによりリレー K2 がオンになり、接点が自己保持に切り替わります。音響信号にさらされると、接点グループ K1.1 の接点が開き、コンデンサ C1 が抵抗 R2 および R3 を介して放電されます。続いて音響信号が到着すると、グループ K1.1 の接点が一時的に閉じます。抵抗器 R1 を介してコンデンサ C1 が充電され、リレー K2 の巻線が分路され、その結果、リレー K2 の電源が切られ、リレー KXNUMX がオフになります。

待機中のマルチバイブレーター (図 1) は、微分チェーン C3R7 を通じて起動されます。微分チェーンは統合チェーンとは異なり、耐ノイズ性がありません。解決策はそれ自体で示唆されます。実験の結果、デバイスの最終バージョンが登場しました（図3）。

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このデバイスには、同じ UPN、古典的なダイオード振幅検出器 (VD1、VD2、および C5)、複合トランジスタの DC アンプ (VT1 および VT2)、および上で詳細に説明した電磁リレーのトリガーが含まれています。音響スイッチの耐ノイズ回路では、UPN の出力からのパルスが振幅検出器によって検出されます。クラップ中、定電圧がコンデンサ C5 に発生し、リレー K1 の巻線に負荷された複合トランジスタのベースに供給されます。

図に示されている無線素子を使用すると、音響スイッチは調整の必要がなく、再現性が良好です。リレー K1 タイプ RES49 のパスポートデータは次のとおりです: 巻線抵抗 Rob 1900 オーム、動作電流 I は 8 mA 以下、つまりこのリレーのパスポートによると、動作電圧は U=RobI= 15,2 V です。リレー K2 タイプ RES47 のパスポートデータは次のとおりです: 巻線抵抗 650 オーム、動作電流 21,5 mA 以下。

同様に、RES47 のパスポートデータによると、動作電圧は 14 V です。リレーを交換するときは、デバイスの電源電圧が使用されているリレーの動作電圧よりも数ボルト高いことを確認する必要があります。回路に電力を供給するには、出力電圧 2x15 V の電源トランスが使用され、整流された DC 電圧は約 17 V になります。デバイスの DC 電流消費は 30 mA を超えません。リレーパラメータが使用されているパラメータと大きく異なる場合、それらを交換する場合、トリガーの残りの要素の公称値を変更する必要がある場合があります。

音響スイッチは、他の音声信号ソースでも機能します。ダイナミックマイクMD-201を使用して動作確認を行いました。おそらくマイクコードが原因で UPN が励起されたため、この場合はマイク入力と並列に 0,1 µF のコンデンサを追加する必要がありました。このコンデンサは図には示されていませんが、プリント回路基板の設計には、C` と呼ばれるこのコンデンサ用の場所が残されています。

白熱灯の 6 段階スイッチング用のデバイスは、耐久性を高めるために音響スイッチに組み込むことができます [4]。このようなデバイスの 5 つのバージョンを図 XNUMX に示し、XNUMX つ目のバージョンを図 XNUMX に示します。

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寸法 85x120 mm の音響スイッチのプリント基板を図 6 に示し、プリント基板上の要素の位置を図 7 に示します。

干渉に強い音響スイッチ

プリント回路基板は、図の図に従って白熱灯を 5 段階でスイッチオンするためのデバイスの接続を考慮して設計されています。 140. 絶縁ワイヤ製のジャンパーを使用した片面プリント配線。デバイスでは、プリント基板の設計を変更せずに、K6UD140A マイクロ回路の代わりに、K7UD140、K8UD544、K1UD544、K2UD2 を使用できます。セラミックコンデンサ C5S3 タイプ KM4、KM5、KM6、KM10 または K17-10、K47-1。電解コンデンサ C6、C8-C50 タイプ K16-50、K35-1。変圧器 T15 - 二次電圧が 20 ～ XNUMX V の低電力変圧器。変圧器に XNUMX つの巻線がある場合は、整流器にダイオードブリッジを使用する必要があります。ボードを組み立てたら、部品が正しく取り付けられていることを確認し、デバイスの機能をチェックする必要があります。

注意！生命を脅かす AC 220 V の電圧がプリント基板に供給されるため、細心の注意を払い、次の推奨事項に従う必要があります。まず、220 段階の白熱灯スイッチングデバイスを使用せずに音響スイッチの機能を確認します。抵抗計を使用して、短絡時の整流器の負荷抵抗を測定します。次に、それらをボードに接続せずに、事前に電気テープまたはPVCパイプで接続点を絶縁した上で、電源変圧器のネットワーク端子に2 Vを供給します。音センサーから十分な距離を置いて手をたたいてリレーK220の動作を確認してください。すべてが正常な場合は、ボードにXNUMX Vの電圧を印加し、白熱灯を接続して複合体をチェックします。

最後の段階で、トランスのネットワークリードをボードにはんだ付けし、トランスとサウンドセンサーを適切なハウジングに取り付けます。この操作の後、必要に応じて、抵抗 R4 を選択してデバイスの必要な感度を設定できます。

デバイスを使用するときは、鍛冶場などの騒がしい場所には適していないことを考慮する必要があります。大きな電話が聞こえる場所の近くに設置しないでください。約XNUMXか月間音響スイッチを操作したところ、音響スイッチは音声信号によってのみトリガーされることがわかりました。

文学：

Ferenczi O. 我が家のエレクトロニクス / Per. ハングから。 -M.: Energoatomizdat、1988 年。
セルゲイフB.アコースティックスイッチ//ラジオ.-1985.-№2.-S.49、50。
Drobnitsya A.M. お尻の自動アタッチメント.-K.: Tekhnika.- 1978.
Kuzev G. サウンドスイッチ//ラジオ、テレビ、電子機器。-1988.-No. 12.-P.28。
Nesterenko B.K. オペアンプ内蔵。アプリケーションのリファレンスマニュアル。-M.: Energoatomizdat.1982。
コフパック A.A. 白熱灯の 1994 段階スイッチング装置//Radioamator.-8.-No. 23.-P.XNUMX。

著者：V。Samelyuk

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