Акустический датчик для елочной гирлянды. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Среди множества электронных устройств особое место занимают простые акустические сигнализаторы-датчики, которые благодаря своей универсальности можно использовать в быту практически неограниченно: от систем охраны до автоматических включателей или составных частей более сложных устройств, активируемых шумовым (акустическим) воздействием. Например, сигнализатор повышенного уровня шума в помещении (сейчас такие устройства становятся все актуальнее). Как частный случай, акустические датчики можно использовать даже в фокусах, например, на новогодней елке, когда от слов "Ёлочка, гори!" автоматически включатся световые гирлянды.

Основой для вышеперечисленных устройств служит представленный ниже электронный узел. Его особенность - в очень большой чувствительности, которая обусловлена сочетанием в схеме пьезоэлемента ВМ1 и транзисторов с высокими характеристиками усиления тока.

(нажмите для увеличения)

Узел представляет собой усилитель звуковой частоты (ЗЧ) на транзисторах с большим статическим коэффициентом передачи тока. Датчиком служит пьезокапсюль ВМ1 - это он преобразует звуковой сигнал в электрические колебания.

Узел на транзисторах VT1 и VT2 построен по принципу усиления постоянного тока. Резкий шум, тряска, хлопок недалеко от капсюля или касание капсюля ВМ1 немедленно отразится изменением напряжения в базе транзистора VT1 на 1...1,2 В. Чувствительность узла такова, что устройство реагирует на резкий шум на расстоянии до 5 м.

Второй каскад на транзисторе VT2 усиливает сигнал до уровня открывания транзистора VT3. Постоянные резисторы R3 и R4 ограничивают соответственно коллекторный ток VT2 и ток базы VT3, предохраняя эти транзисторы от выхода из строя.

Конденсатор С1 обеспечивает положительную обратную связь между входом и выходом усилителя. Конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения источника питания.

При воздействии звукового сигнала на капсюль ВМ1 усиленный электрический сигнал поступает на усилитель тока (транзистор VT3) и открывает его. Через обмотку реле К1 протекает ток, вследствие чего замыкается группа контактов (3 и 5) К1.1 в цепи нагрузки на 1...2 с. Для того чтобы продлить время включения нагрузки, в устройство вводят оксидный конденсатор С3 (на рисунке показан пунктиром). В момент акустического шума вблизи ВМ1 конденсатор С3 заряжается, а во время спокойного акустического фона - отдает энергию.

Особенности подключения

Как показала практика, увеличение емкости конденсатора С3 свыше 10 мкФ неэффективно, так как теряется стабильность работы всего узла - раз от раза колеблется точность задержки выключения реле, заметно теряется общая чувствительность к акустическим воздействиям (требуется время на зарядку С3).

Параллельно реле К1 (см. схему) включена индикаторная цепь, состоящая из светодиода HL1 и ограничительного резистора R5. Эта цепь выполняет двоякую роль - по состоянию индикаторного светодиода удобно следить за функцией реле (так как никаких других индикаторов питания в схеме нет), а кроме того, данная электрическая цепь препятствует броскам обратного тока через реле К1. При ненадобности цепь R5 - HL1 из схемы исключают.

Внимание, это важно! Данную схему можно превратить в менее чувствительный узел, если верхний (по схеме) вывод пьезокапсюля ВМ1 подключить к коллектору VT1, оставив резистор смещения R1. Такой вариант включения будет оправдан, если, например, ВМ1 выносится на гибких проводах (типа МГТФ-0,6 или 0,8) на расстояние до 2 м от самого узла. Теперь устройство по-прежнему включает реле при резком звуке вблизи капсюля, а наводки в соединительных проводах не страшны.

Устройство в базовом варианте (без переделок) можно применить и как чувствительный сенсор с задержкой отключения нагрузки. Для этого из схемы исключают капсюль ВМ1, а сенсорный контакт подводят к базе транзистора VT1. Для устойчивой работы без ложных включений длина соединительного провода не должна превышать 50 - 70 см.

О деталях и монтаже

Устройство, смонтированное без ошибок и из исправных деталей, в налаживании не нуждается и надежно работает в круглосуточном режиме.

Печатная плата не разрабатывалась. Элементы устройства компактно размещаются и крепятся на макетной плате, их выводы соединяются перемычками из отрезков провода МГТФ-0,6. Подключения к источнику питания и к коммутируемым цепям устройств периферии удобно выполнить с помощью электромонтажного клеммника или любого подходящего разъема.

Устройство питается от стабилизированного источника при его напряжении 9-12 В. При напряжении питания ниже 7,5 В реле K1 (TRD-9VDC-FB-CL) не будет срабатывать и его придется заменить другим типом слаботочного электромагнитного реле (например, TRU-5VDC-SB-SL) или применить электронное реле (подойдут из серий К449, КР449). Реле также можно заменить на RM85-2011 -35-1012, BV2091 SRUH-SH-112DM, TRU-9VDC-SB-SL и аналогичные. Все указанные типы реле рассчитаны на работу в цепи коммутации нагрузки напряжением до 250 В и током - до 3 А. Можно применить и отечественные реле, например РЭС10, РЭС15 и аналогичные, однако они рассчитаны на работу в цепях коммутации не более 150 В, а кроме того, по сравнению с зарубежными аналогами, стоят (при покупке в розницу) гораздо дороже.

Электрическая схема чувствительного акустического датчика

При эксплуатации устройства замечено, что чувствительность узла (при прочих равных условиях) увеличивается с уменьшением напряжения питания. А при увеличении напряжения питания свыше 14 В устройство самовозбуждается, включая реле с равными промежутками времени.

Ток, потребляемый в режиме ожидания - 3...5 мА, а при срабатывании реле К1 увеличивается до 35 мА. Все постоянные резисторы - типа МЛТ-0,25. Конденсатор С1 - типа КМ-6 группы ТКЕ Н70 или аналогичный. Оксидные конденсаторы - типа К50-29.

Времязадающий конденсатор С3 (если есть необходимость его установки в схему) надо выбрать с малым током утечки (К53-4, К52-18).

Пьезокапсюль ВМ1 - ЗП-22, но можно заменить на ЗП-1, ЗП-18, ЗП-З или другой аналогичный. Кремниевые транзисторы VT1, VT2 могут быть любыми из серии КТ3107, КТ502, С557. Транзистор VT3 - КТ815Б, но можно использовать и КТ815А, и КТ815Г.

В авторском варианте узел используется в качестве составной части охранного сигнализационного комплекса. Однако он эффективен и как отдельный чувствительный датчик. Управляющее напряжение для других сопряженных устройств снимают с точки "А". В этом случае усилитель тока на транзисторе VT3 и реле исключают.

Автор: А.Кашкаров

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Разрабатываются телевизоры тоньше iPad 12.03.2012 Южнокорейские компании Samsung Electronics и LG Electronics, два крупнейших игрока телевизионного рынка, разрабатывают телевизоры, которые будут "тоньше, чем iPad", сообщает агентство Bloomberg. Телевизоры будут оснащены OLED-панелями с диагональю 55 дюймов. При этом их толщина, как ожидается, составит 4 мм, а четкость изображения будет в 200 раз превысит четкость современных ЖК-телевизоров. В начале года Samsung и LG уже продемонстрировали прототипы сверхтонких OLED-телевизоров. В Samsung сообщить толщину в то время отказались, а в LG назвали цифру в те самые 4 мм. Создать ТВ такими тонкими позволила панель, не предусматривающая наличие подсветки. Вендоры рассчитывают, что телевизоры со светодиодными панелями смогут реанимировать мировой рынок ТВ, который идет на спад. По этой причине, например, от самостоятельного выпуска телевизоров решила отказаться Philips - крупнейший в Европе производитель бытовой электроники. В настоящее время ее телевизионное подразделение находится в процессе передачи гонконгской TPV Technology. Соглашение подразумевает, что последняя продолжит выпускать устройства под голландским брендом. Sony, в свою очередь, уже 8 лет подряд терпит убытки в своем телевизионном бизнесе. В октябре прошлого года стало известно, что компания рассматривает возможность его реструктуризации. А в декабре корпорация объявила о продаже доли в совместном с Samsung предприятии по выпуску ЖК-панелей за $940 млн своему партнеру. "OLED-телевизоры могут изменить правила игры", - считает аналитик корейской Tong Yang Securities Хен Парк (Hyun Park). Причем, по его мнению, данная технология может еще больше укрепить рыночные позиции корейских производителей, так как они являются пионерами в этой сфере. Приступить к коммерческим продажам первых 55-дюймовых OLED-телевизоров Samsung и LG намерены уже в этом году. Ранее сообщалось, что устройство Samsung появится в продаже во второй половине года, а LG - в III квартале (у телевизора LG определена уже даже маркировка - 55EM9600). По прогнозу IHS iSuppli, вместе вендоры в 2012 г. смогут поставить на мировой рынок всего лишь около 34 тыс. OLED-ТВ, однако к 2015 г. объем поставок возрастет до 2,1 млн штук. Предполагается, что устройства будут поддерживать 3D и прямое подключение к интернету - эти функции были заложены в прототипы, показанные на выставке CES в январе. Также сообщается, что компании собираются использовать разные панели в своих устройствах, хотя в их основе и будет лежать одна и та же технология. Samsung планирует внедрить красные, зеленые и синие органические светодиоды, которые вместе будут формировать индивидуальные пиксели. В свою очередь, LG планирует применить белые светодиоды и цветовой фильтр. Конструкция Samsung, как считает старший вице-президент консалтинговой компании DisplaySearch Пол Семенза (Paul Semenza), выглядит более эффективной с точки зрения потребления энергии. Однако Samsung будет сложнее производить такие панели, так как они требуют более высокой точности. И та, и другая конструкции предлагают более качественную цветопередачу по сравнению с ЖК-телевизорами и невооруженным глазом не отличаются друг от друга в этом плане, добавляют аналитики, получившие возможность познакомиться с обоими образцами.

Другие интересные новости:

▪ Слоны в зеркале

▪ Использование воды для переработки аккумуляторов

▪ Робот на подножном корме

▪ Технология на кончике золотого волоска

▪ Понимать лектора будет проще

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбителю-конструктору. Подборка статей

▪ статья Электробезопасность. Справочник

▪ статья За что А. В. Суворов получил титул графа Рымникского? Подробный ответ

▪ статья Электромонтер энергоснабжения. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Сабвуфер Thunder V-150. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Карточный вольт (семь способов). Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026