Громкостной модулятор вращения двигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Что только не придумывают, чтобы привлечь покупателей в магазин: мигающие гирлянды на окнах, двигающиеся игрушки на витринах, непрерывно ездящие модели поездов или кланяющийся заяц-зазывало, фанерный ковбой, вежливо снимающий и одевающий шляпу, и мн. др. Рассматривая все это, так и хочется крикнуть, чтобы ковбой побыстрее снимал шляпу, заяц чаще кланялся, а поезд побыстрее ездил. Может на свист сильнее засветятся синие лампочки гирлянды, а на низкие звуки - красные. Если бы происходило такое управление звуками окружающей среды, то витрина оживала бы, когда рядом по дороге проезжал автомобиль или остановились двое поговорить между собой.

Такой забавный аттракцион служил бы дополнительным привлекающим фактором. Хорошим украшением площади был бы фонтан, работающий под звуки окружающей среды, которые изменяют не только его цветовое освещение, но и высоту струи воды путем изменения скорости вращения двигателя насоса.

Схема, модулирующая вращение микродвигателя громкостью звуков окружающей среды, показана на рис.1. Можно применить эту схему для запитки микроэлектродвигателя вращающего через редуктор зеркальный шар с установленной на нем новогодней елкой.

Схема содержит высокочувствительный усилитель на микросхеме D1 и транзисторах VT4, VT6. Применен микрофон от слухового аппарата (тот что в металлическом прямоугольном корпусе размерами 25х15х7 мм с отверстием диаметром 3 мм). Улавливаются даже слабые голоса, произнесенные у дальней от микрофона стены комнаты. С выхода усилителя (с резистора R19) сигнал подается на любую покупную или самодельную цветомузыкальную установку. Несмотря на высокую чувствительность, усилитель устойчив к самовозбуждению и устойчив к фону сети. Для этого применены фильтры R4, VD1; R9, C3, VD3; R13, C6; R14. Одинаковое напряжение на противофазных входах микросхемы D1 задается резисторами R3, R5.

Двигатель - слишком инерционное устройство и в противоположность громкоговорителю не успевает реагировать на колебания электрического тока звуковой частоты. Он может успеть реагировать на громкостную составляющую звука, которую необходимо еще выделить. Если подключить двигатель к выходу усилителя мощности, то частота вращения его вала не будет изменяться при изменении амплитуды выходных колебаний звуковой частоты, потому что их действующее значение (постоянная составляющая) не изменяется. Чтобы двигатель реагировал на звук, нужно выделить самую низкочастотную составляющую звука - колебания громкости.

Детектирование громкостной составляющей звука осуществляется путем ограничения сигнала снизу транзистором VT4 и сглаживания полученных импульсов фильтром на диоде VD2 и конденсаторе С1. Транзистор VT4 ограничивает благодаря выбору его рабочей точки возле области насыщения. Поэтому транзистор VT4 в исходном состоянии максимально открыт и работает только на закрытие. Чем больше громкость (амплитуда) сигнала, тем он сильнее закрывается, а сильнее открыться не может от противоположной полярности полупериода колебаний, так как не может открыться сильнее насыщения. В насыщении транзистора VT4 не происходит короткое замыкание выхода микросхемы на общий провод благодаря наличию резистора R15.

Таким образом, транзистор VT4 работает с нелинейными искажениями как ограничитель и усиливает только одну половину сигнала (один полупериод колебаний), действующее значение которой изменяется в зависимости от амплитуды колебаний, а постоянная составляющая напряжения сигнала сведена к нулю.

На работу цветомузыкальной приставки, подключаемой параллельно резистору R19, эти нелинейные искажения влияния не оказывают. На потенциометре R2 выделяется громкостная составляющая сигнала, которая через разделительный конденсатор С2 проходит на усилитель тока, выполненный на эмиттерных повторителях на транзисторах VT3, VT5. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 и потенциометр R7 задают уровень нуля выхода, т.е. исходное напряжение на двигателе, а следовательно, и исходную частоту его вращения. Относительно уровня нуля происходит увеличение напряжения и частоты вращения при появлении звука. Конденсатор С2 дифференцирует проходящие через него колебания, поэтому при неизменной громкости звука, частота вращения вала двигателя приближается к исходному состоянию. Ее прирост будет происходить при увеличении громкости.

Эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 улучшает перезаряд конденсатора С2, предотвращая этим сглаживание выделенной громкостной составляющей звука. Потенциометром R2 регулируется ослабление сигнала, т.е. он задает величину прироста частоты вращения при увеличении громкости. Транзистор VT2 работает как компрессор, сжимая динамическую характеристику, и уменьшает дрейф нуля, который происходит со временем в сторону увеличения частоты вращения. Когда на двигателе М1 повышается напряжение, транзистор VT2 сильнее открывается и уменьшает напряжение на резисторе R8, а следовательно, и нулевой уровень выходного напряжения.

Конденсатор С7 частично сглаживает шумы от двигателя, проникающие на вход усилителя постоянного тока через транзистор VT2, уменьшая по ним обратную связь.

Микрофонный усилитель запитывают от источника питания цветомузыкальной установки. Он работает при напряжении питания от 9 до 30 В. При другом напряжении питания, чем указано на схеме, необходимо подобрать номинал резистора R11, чтобы рабочая точка транзистора VT4 находилась возле области насыщения. При этом двигатель максимально реагирует на увеличение громкости звука.

Микрофонный усилитель следует разместить в отдельном корпусе вместе с микрофоном ВМ1 и соединить с цветомузыкальной установкой тремя переплетенными (соединенными в жгут) проводами. В корпусе цветомузыкальной установки его размещать нельзя, так как он реагирует на гул трансформатора, даже неслышимый ухом, а тиристоры наводят электромагнитные помехи. Даже чувствует гул силового трансформатора через стол, если они оба лежат на столе.

Блок усилителя постоянного тока (остальная схема, после микрофонного усилителя) можно разместить в корпусе цветомузыкальной установки, если есть место, или в отдельном корпусе. Рукоятки потенциометров необходимо вывести наружу корпуса для регулировки. Этот блок запитывается от отдельного трансформатора или от специальной обмотки, намотанной на силовом трансформаторе цветомузыкальной установки проводом диаметром больше 0,35 мм.

Двигатель М1 размещают в отдалении от микрофона, соединив его длинными проводами с усилителем постоянного тока через разъем любого типа. Чем шумнее двигатель и редуктор, тем дальше от них нужно размещать микрофон, чтобы исключить обратную связь. Желательно двигатель и редуктор закрывать внутри объекта, приводимого в движение, для большего поглощения шумов. Двигатель можно заменить на МДП-1 или другой аналогичный. При использовании микродвигателя с более высоким рабочим напряжением необходимо соответственно повысить напряжение питания блока усилителя постоянного тока. При использовании более мощного двигателя указанный на схеме ток будет превышен и появится необходимость установки транзистора VT5 на радиатор и замены его на любой более мощный этой же проводимости, например КТ805Б. Микрофонный усилитель работоспособен и без блока усилителя постоянного тока.

Настройка сводится к подбору номинала резистора R11 по максимальному реагированию двигателя на увеличение громкости звука и номинала резистора R17, чтобы транзистор VT2 начал приоткрываться (начало уменьшаться напряжение на резисторе R8) при наиболее часто устанавливаемом потенциометром R7 уровне нуля. Т.е. начальная частота вращения двигателя, которая наиболее нравится пользователю, должна обусловливать начало приоткрывания транзистора VT2. Тогда при увеличении частоты вращения двигателя транзистор VT2 открывается сильнее и сильнее уменьшает напряжение на резисторе R8.

Чтобы собрать схему быстро и с малыми трудовыми затратами, можно отказаться от печатных плат и применить навесной монтаж в отдельных пластмассовых корпусах. На рис.2 показан пример такой конструкции.

Микрофонный усилитель собран в прямоугольной пластмассовой коробке 1, в которой продавались наручные часы. Микрофон ВМ1 и конденсатор С5 приклеены к боковым стенкам коробки 1.

Комок остальных деталей, спаянных вместе согласно схеме, свободно лежит в коробке. Если он там немного болтается и тарахтит при тряске, то это никакого вреда для него не оказывает, лишь бы выводы радиоэлементов не замыкались, а они для этого достаточно жесткие и сами по себе от ударов никогда не замкнутся, если их не замкнуть во время монтажа.

На те, которые гибкие и мягкие, например выводы от микрофона, нужно надеть изоляционную трубку. Перемещаться по коробке и замкнуться с металлическим корпусом микрофона монтажу препятствует пайка с приклеенным конденсатором С5 и тремя выходными проводами 2, прикрепленными к корпусу 1. Чтобы выполнить это крепление прорезают щель в стенке корпуса такой ширины, чтобы в нее туго входили провода с надетой на них изоляционной трубкой. Если провода сплетены косой, то можно сделать петлю 3 одним любым проводом возле внутренней стороны стенки корпуса 1, препятствующую вытягиванию проводов из корпуса. Место соприкосновения выходных проводов с боковой стенкой корпуса покрывают клеем. В корпусе надо просверлить отверстие 4, совпадающее с отверстием микрофона ВМ1.

Аналогичным образом на расстоянии 1 м от корпуса микрофонного усилителя на его выходных проводах 2 закрепляют круглую пластмассовую коробку 5 из-под крема или любую другую. В ней собран также навесным монтажом блок усилителя постоянного тока. На крышке или дне коробки с наружной стороны закрепляют два потенциометра R2, R7 типа СП3-1а-0,25 путем вдавливания в пластмассу их выводов горячим паяльником. Прошедшие насквозь выводы загибают внутри коробки, и вместе с выводами приклеенных внутри коробки крупных деталей они служат опорными контактами, на которых выполняют навесной монтаж.

Удобные и красивые рукоятки для переменных резисторов получаются от пробок (крышек), закрывающих тюбики зубных паст. Их можно приклеить к резисторам эпоксидной смолой. Верхнюю часть переменного резистора покрывают тонким слоем пластилина кроме поворотной головки со шлицом под отвертку, которую погружают в ямку пробки с резьбой, куда налита эпоксидная смола. После затвердевания эпоксидная смола надежно приклеивает пробку к головке переменного резистора.

Другие его неподвижные части не приклеиваются благодаря нанесенному пластилину, который после закрепления рукояток легко счистить.

В одну прорезь в коробке 5 входят провода 2 от микрофонного усилителя, а с диаметрально противоположной прорези в стенке коробки 5 выходят уже 5 проводов. Добавились два провода, подключаемые к дополнительной обмотке, выполненной на силовом трансформаторе цветомузыкальной установки. Жгут переплетенных проводов заканчивается пятиконтактным разъемом любого типа, предназначенным для подключения к цветомузыкальной установке.

Указанные на чертеже длины проводов не обязательны к выполнению, а лишь пример. Их можно увеличивать в несколько раз, пока не произойдет самовозбуждение микрофонного усилителя, которое устраняется увеличением емкостей конденсаторов С3, С6, С8.

На схеме номиналы конденсаторов указаны с запасом. К боковой стенке коробки 5 приклеена транзисторная панелька 9. Она служит разъемом для проводов микродвигателя. Ее выводы вставлены в просверленные в коробке отверстия и загнуты внутри ее. Чтобы крышки коробок самопроизвольно не открывались, на их внутреннюю поверхность боковых стенок (где контактирует крышка с остальной частью коробки) приклеивают кусочки полихлорвинила или резины. Так как транзистор VT5 нагревается, то для вентиляции на боковой стенке коробки 5 нужно просверлить хотя бы два отверстия диаметром 4 мм в диаметрально противоположных точках круглой боковой поверхности.

Микроэлектродвигатель от детских игрушек, управляемый описанной схемой, легко справляется с вращением зеркального шара, изготовленного на основе ученического глобуса, с установленной на нем искусственной елкой с блестящей хвоей и длиной ствола 0,8 м.

Автор: В.Ю.Солонин

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Дешевый светящийся дозиметр 16.05.2012 С ростом опасности ядерного терроризма и контрабанды радиоактивных материалов особенно актуальными становятся вопросы создания дешевых и простых способов выявления радиационного излучения. Исследователи из Научно-исследовательского института Джорджии разработали уникальное вещество на основе наночастиц редкоземельных элементов, галогенидов и оксидов, которое светятся в присутствии радиоактивных материалов. В настоящее время широко используются два типа детекторов радиации: сцинтилляционные и твердотельные. Первые обычно сделаны на основе монокристалла йодида натрия или подобного материала, а второй - на основе полупроводниковых материалов, таких, как германий. Обе технологии могут надежно обнаружить гамма-лучи и субатомные частицы, испускаемые радиоактивными веществами. Например, когда гамма-лучи попадают на кристалл сцинтилляционного детектора, возникают световые вспышки, которые преобразуются в электрические импульсы. В твердотельных детекторах гамма-лучи преобразуются непосредственно в электрические импульсы. При всех своих достоинствах обе технологии имеют существенные недостатки. Так, сцинтилляционные детекторы требует больших, дорогих и сложных в изготовлении кристаллов, которые, к тому же, хрупки и очень боятся влаги. Твердотельные детекторы более чувствительны, но высокочистые монокристаллы германия изготовить еще сложнее, к тому же, такие детекторы могут обнаруживать радиацию лишь с небольшого расстояния. Кроме того, температура германия должна быть очень низкой -200 градусов по Цельсию, что затрудняет использование твердотельных детекторов. Новый композитный материал представляет собой нанопорошок, состоящий из 20-нм наночастиц гадолиния и бромида церия с добавлением кремния и оксида алюминия. Изготовить нанопорошок намного легче, чем большой высокочистый монокристалл. Гадолиний эффективно поглощает гамма-излучение и направляет его энергию на атомы церия, которые начинают излучать свет. Таким образом нанопорошок выступает в качестве эффективного сцинтиллятора и может заменить дорогие и сложные в эксплуатации современные детекторы радиации.

Другие интересные новости:

▪ Планшет со встроенным DLP-проектором

▪ Процессоры MD Elite A-серии Richland

▪ Лазерная линза для электронов

▪ GPS и тесто для борьбы с выбоинами

▪ В крови антарктической рыбы нашли антифриз

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Танталовы муки. Крылатое выражение

▪ статья Как Тихий океан получил свое название? Подробный ответ

▪ статья RS-триггер. Радио - начинающим

▪ статья Защита мощных светодиодов от чрезмерного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Число 15. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026