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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sensore acustico per ghirlanda di alberi di Natale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante Tra i tanti dispositivi elettronici, un posto speciale è occupato dai semplici sensori di segnalazione acustica, che, per la loro versatilità, possono essere utilizzati nella vita di tutti i giorni pressoché illimitatamente: dai sistemi di sicurezza agli interruttori automatici o componenti di dispositivi più complessi attivati dal rumore (acustica ) esposizione. Ad esempio, un dispositivo di segnalazione per un aumento dei livelli di rumore in una stanza (ora tali dispositivi stanno diventando sempre più rilevanti). Come caso speciale, i sensori acustici possono essere utilizzati anche in trucchi magici, ad esempio su un albero di Capodanno, quando dalle parole "Albero di Natale, brucia!" le luci si accenderanno automaticamente. La base per i dispositivi di cui sopra è l'assemblaggio elettronico presentato di seguito. La sua caratteristica è una sensibilità molto elevata, dovuta alla combinazione dell'elemento piezoelettrico VM1 e dei transistor con elevate caratteristiche di amplificazione di corrente nel circuito.
Il nodo è un amplificatore di frequenza audio (AF) basato su transistor con un elevato coefficiente di trasferimento di corrente statica. La capsula piezoelettrica BM1 funge da sensore: è lui che converte il segnale sonoro in vibrazioni elettriche. Il nodo sui transistor VT1 e VT2 è costruito sul principio dell'amplificazione DC. Rumore acuto, tremolio, scoppiettio vicino alla capsula o contatto con la capsula BM1 saranno immediatamente riflessi da una variazione di tensione nella base del transistor VT1 di 1 ... 1,2 V. La sensibilità del nodo è tale che il dispositivo risponde a un rumore acuto a una distanza fino a 5 m. Il secondo stadio sul transistor VT2 amplifica il segnale al livello di apertura del transistor VT3. I resistori fissi R3 e R4 limitano rispettivamente la corrente di collettore VT2 e la corrente di base VT3, proteggendo questi transistor dal guasto. Il condensatore C1 fornisce un feedback positivo tra l'ingresso e l'uscita dell'amplificatore. Il condensatore C2 attenua l'ondulazione di tensione dell'alimentatore. Quando un segnale audio viene applicato alla capsula BM1, un segnale elettrico amplificato viene inviato all'amplificatore di corrente (transistor VT3) e lo apre. Una corrente scorre attraverso l'avvolgimento del relè K1, a seguito della quale il gruppo di contatti (3 e 5) K1.1 si chiude nel circuito di carico per 1 ... 2 s. Per prolungare il tempo di accensione del carico, nel dispositivo viene introdotto un condensatore all'ossido C3 (mostrato in figura con linee tratteggiate). Al momento del rumore acustico vicino a BM1, il condensatore C3 è carico e, durante uno sfondo acustico silenzioso, emette energia. Funzionalità di connessione Come ha dimostrato la pratica, l'aumento della capacità del condensatore C3 oltre 10 μF è inefficace, poiché si perde la stabilità del funzionamento dell'intero nodo: l'accuratezza del ritardo di spegnimento del relè oscilla di volta in volta, la sensibilità complessiva a le influenze acustiche sono notevolmente perse (ci vuole tempo per caricare C3). Parallelamente al relè K1 (vedi diagramma), è collegato un circuito indicatore, costituito da un LED HL1 e un resistore limitatore R5. Questo circuito svolge un duplice ruolo: è conveniente monitorare la funzione del relè in base allo stato dell'indicatore LED (poiché non ci sono altri indicatori di alimentazione nel circuito) e, inoltre, questo circuito elettrico impedisce picchi di corrente inversa attraverso il relè K1. Se non necessario, il circuito R5 - HL1 è escluso dal circuito. Attenzione, questo è importante! Questo circuito può essere trasformato in un nodo meno sensibile se l'uscita superiore (secondo il circuito) della capsula piezoelettrica BM1 è collegata al collettore VT1, lasciando il resistore di polarizzazione R1. Tale opzione sarà giustificata se, ad esempio, VM1 viene eseguita su fili flessibili (come MGTF-0,6 o 0,8) a una distanza massima di 2 m dal nodo stesso. Ora il dispositivo accende ancora il relè con un suono acuto vicino alla capsula e i pickup nei cavi di collegamento non sono terribili. Il dispositivo nella versione base (senza modifiche) può essere utilizzato anche come sensore sensibile con ritardo allo stacco del carico. Per fare ciò, la capsula VM1 viene esclusa dal circuito e il contatto del sensore è collegato alla base del transistor VT1. Per un funzionamento stabile senza false inclusioni, la lunghezza del cavo di collegamento non deve superare i 50 - 70 cm. Informazioni sui dettagli e sull'installazione Il dispositivo, montato senza errori e con parti riparabili, non ha bisogno di essere regolato e funziona in modo affidabile XNUMX ore su XNUMX. Il circuito stampato non è stato sviluppato. Gli elementi del dispositivo sono posizionati in modo compatto e montati su una breadboard, le loro uscite sono collegate da ponticelli da segmenti di filo MGTF-0,6. I collegamenti all'alimentazione e ai circuiti commutati delle periferiche vengono convenientemente realizzati mediante una morsettiera elettrica o un qualsiasi connettore idoneo. Il dispositivo è alimentato da una sorgente stabilizzata alla sua tensione di 9-12 V. Se la tensione di alimentazione è inferiore a 7,5 V, il relè K1 (TRD-9VDC-FB-CL) non funzionerà e dovrà essere sostituito da un altro tipo di relè elettromagnetico a bassa corrente (ad esempio, TRU-5VDC -SB-SL) o utilizzare un relè elettronico (adatto dalla serie K449, KR449). Il relè può anche essere sostituito con RM85-2011 -35-1012, BV2091 SRUH-SH-112DM, TRU-9VDC-SB-SL e simili. Tutti questi tipi di relè sono progettati per funzionare in un circuito di commutazione di un carico con una tensione fino a 250 V e una corrente fino a 3 A. Possono essere utilizzati anche relè domestici, ad esempio RES10, RES15 e simili, tuttavia, sono progettati per funzionare in circuiti di commutazione non superiori a 150 V e inoltre, rispetto agli analoghi stranieri, sono (al momento dell'acquisto al dettaglio) molto più costosi. Schema elettrico sensore acustico sensibile Durante il funzionamento del dispositivo si è notato che la sensibilità del nodo (ceteris paribus) aumenta al diminuire della tensione di alimentazione. E con un aumento della tensione di alimentazione superiore a 14 V, il dispositivo si autoeccita, attivando il relè a intervalli regolari. La corrente consumata in modalità standby è 3 ... 5 mA e quando il relè K1 è attivato, aumenta a 35 mA. Tutte le resistenze fisse sono del tipo MLT-0,25. Condensatore C1 - tipo KM-6 del gruppo TKE H70 o simile. Condensatori di ossido - tipo K50-29. Il condensatore di temporizzazione C3 (se è necessario installarlo nel circuito) deve essere selezionato con una bassa corrente di dispersione (K53-4, K52-18). Capsula piezoelettrica VM1 - ZP-22, ma può essere sostituita con ZP-1, ZP-18, ZP-Z o un'altra simile. I transistor al silicio VT1, VT2 possono essere una qualsiasi delle serie KT3107, KT502, C557. Transistor VT3 - KT815B, ma puoi utilizzare sia KT815A che KT815G. Nella versione dell'autore, il nodo viene utilizzato come parte integrante del complesso di allarme di sicurezza. Tuttavia, è efficace anche come sensore sensibile separato. La tensione di controllo per altri dispositivi accoppiati viene rimossa dal punto "A". In questo caso sono esclusi l'amplificatore di corrente sul transistor VT3 e il relè. Autore: A. Kashkarov
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