Dimmer acustico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il regolatore proposto consente di accendere e spegnere da remoto, semplicemente battendo le mani, una lampada da terra o un'altra lampada con lampade a incandescenza e selezionare uno dei tre livelli di luminosità. Il cambiamento di luminosità, anche all'accensione, avviene in modo fluido, il che prolunga notevolmente la durata delle lampade.

Il battito delle mani è stato scelto come segnale di controllo perché le sue caratteristiche acustiche sono notevolmente diverse dal parlato o dalla musica. Naturalmente è impossibile escludere che il regolatore venga attivato da altri suoni acuti (esplosioni pirotecniche, clacson o scarichi), quindi non si dovrebbe utilizzare questo dispositivo al di fuori di una stanza ben insonorizzata.

La potenza consumata dal dimmer non supera i 4 VA e dipende principalmente dalla corrente a vuoto dell'avvolgimento primario del trasformatore di potenza. Questo è molte volte inferiore al consumo di un centro musicale con orologio integrato o di un televisore in modalità standby.

Lo schema del regolatore è mostrato in Fig. 1. Il segnale ricevuto dal microfono VM1 viene inviato all'amplificatore - amplificatore operazionale DA1.1. Il partitore di tensione R2R3 imposta il punto di funzionamento dell'amplificatore operazionale. Attraverso il resistore R1, la tensione di alimentazione viene fornita al microfono a elettrete. Il condensatore C1 è un condensatore di separazione. Il guadagno delle semionde negative del segnale è maggiore di uno rispetto al rapporto tra i valori di resistenza dei resistori da R5 a R4. Quelli positivi vengono "interrotti" dal diodo VD1.

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Con un'ampiezza sufficiente (più di 0,9 V), il segnale dall'uscita dell'amplificatore attiva il DA3 one-shot, generando un impulso rettangolare con una durata di circa 0,4 s, a seconda della costante di tempo del circuito R11C6. Fino alla fine dell'impulso non ha alcun effetto alcun rumore sul microfono VM1, il che impedisce cambiamenti imprevedibili nello stato del regolatore.

I resistori R9 e R10 non solo impostano la tensione iniziale sul pin 2 del singolo vibratore DA3, ma, insieme al condensatore C4, formano anche un filtro. Trasmette solo componenti ad alta frequenza, che sono ricchi nello spettro del battito delle mani, e sopprime i componenti a bassa frequenza inerenti ad altri segnali e interferenze.

Due trigger del microcircuito DD1 formano un contatore che conta il numero di battiti delle mani (impulsi del DA3 one-shot). I resistori R19-R21 e i diodi VD6, VD7 sono un ADC, la cui tensione all'uscita (l'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1.2) dipende dallo stato dei trigger, ad es. dal numero di applausi. Il condensatore C11 fornisce una transizione relativamente lenta da un livello di tensione a un altro.

Quando l'alimentazione è accesa, l'impulso positivo generato dal circuito R13C9VD4 imposta il contatore al suo stato iniziale con un livello logico alto sui pin 1 e 13. La tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1.2 è massima, da allora i resistori R19 e R20 sono collegati essenzialmente in parallelo attraverso i diodi aperti VD6 e VD7. Nello stesso stato, il transistor VT4 è aperto, poiché sul suo emettitore c'è un livello logico basso dall'uscita inversa del trigger DD1.2 (pin 12) e la corrente scorre attraverso il resistore R17 nel circuito di base. Lo scopo di questo transistor sarà discusso di seguito.

Dopo il primo battito, entrambi i trigger cambieranno il loro stato e la tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1.2 diventerà zero, poiché i diodi VD6 e VD7 saranno chiusi. Il secondo battito imposterà un livello alto all'uscita del trigger DD1.1, lasciando invariato lo stato del trigger DD1.2. Ora il diodo VD6 è aperto, VD7 è chiuso e la tensione di uscita dell'ADC è formata da un partitore resistivo R19R21. Il terzo battito di mani cambierà lo stato di entrambi i trigger. Il diodo VD6 sarà chiuso e VD7 sarà aperto. La tensione di uscita sarà impostata dal divisore R20R21. E infine, il quarto battito riporterà il dispositivo al suo stato originale. Ulteriori scoppi comporteranno la ripetizione dello stesso ciclo.

I diagrammi temporali dei segnali nei punti caratteristici del dimmer sono mostrati in Fig. 2 Alla base del transistor VT1 viene fornita una tensione pulsante non livellata dall'anodo del diodo VD3 (uscita del raddrizzatore sul ponte a diodi VD2). Alla fine di ogni semiciclo e all'inizio di quello successivo, questo transistor è chiuso per un po 'e VT2 è aperto e scarica il condensatore C10. Dopo che il transistor VT2 è chiuso, il condensatore viene caricato tramite il resistore R14 e la tensione sull'ingresso non invertente (pin 6) dell'amplificatore operazionale DA1.2 cresce quasi linearmente.

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L'amplificatore operazionale DA1.2 (che serve in questo caso come comparatore) genera in uscita (pin 10) una sequenza di impulsi positivi, la cui durata è maggiore, minore è la tensione all'ingresso invertente (pin 7) del amplificatore operazionale. Se è uguale a zero, l'uscita dell'amplificatore operazionale è una tensione costante positiva e se supera l'ampiezza del dente di sega sul pin 6, la tensione di uscita dell'amplificatore operazionale è vicina a zero, ma non uguale a questo è dovuto alle caratteristiche del design dell'amplificatore operazionale.In modo che a un livello di bassa tensione all'uscita dell'amplificatore operazionale DA1.2, il transistor VT3 fosse chiuso in modo sicuro, è stato fornito un diodo zener VD5, che "interrompe" la tensione in eccesso .

Con una certa combinazione di valori dei resistori R19-R21, la tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1.2 nello stato iniziale del regolatore potrebbe essere inferiore all'ampiezza della "sega", di conseguenza, la lampada EL1 non si spegnerà completamente. Per eliminare questa situazione, viene fornito il transistor VT4, discusso sopra. Quando è aperto, la tensione a dente di sega è limitata a un livello molto basso. Il diodo VD8 elimina l'influenza del transistor VT4 sul funzionamento del generatore quando il pin 13 del trigger DD1.2 è impostato su un livello logico alto.

Il diodo emettitore dell'accoppiatore ottico U3 è incluso nel circuito del collettore del transistor VT1. Se il transistor è aperto, anche il fotodinistore dell'accoppiatore ottico è aperto, chiudendo il circuito di controllo del triac VS9 attraverso il ponte a diodi VD22 e il resistore R1. A seconda della frazione della durata di ciascun semiciclo durante il quale il triac è aperto, il valore effettivo della tensione fornita alla lampada EL1 e la luminosità del suo bagliore cambiano. Poiché il triac si apre sia in semicicli positivi che negativi, lo sfarfallio della lampada è impercettibile anche a bassa luminosità.

La configurazione del dimmer inizia con l'impostazione della sensibilità acustica richiesta. Si prega di notare che all'aumentare del valore del resistore R5, non solo aumenta la sensibilità, ma anche la probabilità di falsi allarmi dovuti a suoni estranei. I livelli dei gradini di luminosità intermedi possono essere modificati a propria discrezione selezionando i valori dei resistori R19 e R20. L'aumento della capacità del condensatore C11 porta ad un aumento o diminuzione più lenta della luminosità dopo il successivo applauso.

Il circuito stampato del dimmer e la disposizione degli elementi su di esso sono mostrati in Fig. 3. I condensatori C6 e C10 devono essere condensatori a film della serie K73-9 o K73-17. I condensatori ceramici (K10-17 o importati) in questo caso non sono desiderabili a causa del loro grande TKE. Tuttavia, possono essere utilizzati come C1, C2, C4 e C8. Condensatori all'ossido: qualsiasi adatto per dimensioni e tensione operativa. La potenza dei resistori R18 e R22 non deve essere inferiore a quella indicata nello schema.

Il diodo zener KS133G può essere sostituito con un altro (ad esempio importato) con tensione uguale o leggermente inferiore ed eventualmente con corrente minima di stabilizzazione inferiore. Come diodo VD3 è adatto qualsiasi raddrizzatore con una corrente diretta consentita di almeno 0,3 A; al posto degli altri sono adatti i diodi delle serie KD510, KD521, KD522. Transistor VT1-VT4 - qualsiasi struttura p-pn con una corrente di collettore consentita di almeno 100 mA e un coefficiente h21E superiore a 50. Il microcircuito K140UD20 può essere sostituito con KR140UD20A, K561TM2 con K1561TM2 e invece dello stabilizzatore integrato KR142EN8B, utilizzare KR1157EN12 (con qualsiasi indice di lettere), KR1170EN12 o importato con una tensione di stabilizzazione di 12 V e una corrente di carico consentita di almeno 50 mA.

Il microfono elettrete VM1 può essere sostituito con uno elettrodinamico; in questo caso non deve essere installata la resistenza R1. Il triac TS112-10 può essere sostituito con KU208V o KU208G. Quando la potenza totale delle lampade è superiore a 100 W, il triac deve essere installato sul dissipatore di calore. Il fusibile FU1 è selezionato con una corrente operativa superiore a 1,5...2 volte la corrente nominale della lampada.

Trasformatore T1 - qualsiasi trasformatore che fornisce una tensione sull'avvolgimento secondario di 12...16 V con una corrente di almeno 50 mA. Se possibile, si dovrebbe dare la preferenza ad un trasformatore con un valore minimo della corrente a vuoto dell'avvolgimento primario.

Il dimmer acustico descritto può essere facilmente convertito in uno touch. È sufficiente sostituire il microfono VM1 e la resistenza R1 con una piastra metallica collegata al terminale sinistro (secondo lo schema) del condensatore C1. Il regolatore si attiverà quando toccherai la piastra con la mano.

Autore: S. Belyaev, Tambov

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