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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Жизнь зарождается одновременно с планетой 11.09.2012 Жизнь построена из набора сложных органических молекул, в том числе сахаров. Группа астрономов во главе с исследователями из института Нильса Бора обнаружили в газе, окружающем молодую звезду, молекулы сахара. Это удивительное открытие, возможно, говорит о том, что еще во время формирования планет элементы жизни уже существовали. Результаты наблюдений были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters. Новую звезду и вращающийся вокруг нее диск из пыли и газа - будущие планеты - наблюдали с помощью современного большого международного телесклопа ALMA, расположенного в северной части Чили. Среди прочего, астрономы хотели еще исследовать газ на наличие паров воды и понять химический состав сложных молекул. В протопланетном облаке из газе и пыли ученые нашли гликольальдегид - простейшую форму сахара. Это один из кирпичиков, из которых строится РНК. Изначально температура газопылевого облака очень холодная - всего на десять градусов выше абсолютного нуля. Поэтому простые газы, такие как метан и окись углерода, оседают на частицах пыли и затвердевают как лед. Здесь они ведут себя иначе, чем в свободном состоянии - могут связываться друг с другом и образовывать более сложные молекулы. Когда в центре газопылевого облака образуется звезда, она излучает тепло и нагревает частицы вращающегося вокруг нее облака примерно до комнатной температуры. Химически сложные молекулы испаряются с твердых частиц, подобно газу. Излучение этого газа и наблюдают астрономы. Наблюдаемая звезда находится на расстоянии всего в 400 световых лет от нас - является в астрономическом масштабе, практически, нашей соседкой. Мощности современных телескопов уже достаточно для того, чтобы ученые могли детально изучить газ, и увидеть в нем, помимо молекул сахара, признаки других сложных органических соединений, в том числе, этиленгликоль, метилформиат, этанол. Астрофизик Йес Йоргенсон, доцент института Нильса Бора и центра по формированию звезд и планет Копенгагенского Университета, утверждает, что открытие пролило свет на вопрос о зарождении жизни на планетах. Потенциально новые данные, по его словам, означают, что предвестники жизни могли возникнуть в звездах задолго до образования планет.

Другие интересные новости:

▪ Часы на кремнии, но не электронные

▪ Новый способ беспроводной передачи данных

▪ Виртуальный мобильный оператор Google Project Fi

▪ Микробы определят токсины

▪ Гарнитура Logitech G Pro X

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья "Целое" и "часть". Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Какой фильм подвергся атаке воспетых им героев? Подробный ответ

▪ статья Администратор CTO. Должностная инструкция

▪ статья Какой металлоискатель лучше? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ читать в Бесплатной технической библиотекестатья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Допускаемые значения tgδ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026