Ёлочка, гори!
Среди множества электронных устройств особенное место занимают простые звуковые сигнализаторы-датчики, каковые благодаря собственной универсальности возможно применять в быту фактически неограниченно: от совокупностей охраны до автоматических включателей либо составных частей более сложных устройств, активируемых шумовым (звуковым) действием. К примеру, сигнализатор повышенного уровня шума в помещении (на данный момент такие устройства становятся всё актуальнее).
Как частный случай, звуковые датчики возможно применять кроме того в фокусах, к примеру, на новогодней ёлке, в то время, когда от слов «Ёлочка, гори!» машинально включатся световые гирлянды.
Базой для перечисленных выше устройств помогает представленный ниже электронный узел. Его особенность — в большой чувствительности, которая обусловлена сочетанием в схеме пьезоэлемента ВМ1 и транзисторов с высокими чертями усиления тока.
Узел является усилителемзвуковой частоты (ЗЧ) на транзисторах с громадным статическим коэффициентом передачи тока. Датчиком помогает пьезокапсюль ВМ1 — это он преобразует звуковой сигнал в электрические колебания.
Узел на транзисторах VT1 и VT2 выстроен по принципу усиления постоянного тока.
Резкий шум, тряска, хлопок неподалеку от капсюля либо касание капсюля ВМ1 срочно отразится трансформацией напряжения в базе транзистора VT1 на 1 …1,2 В. Чувствительность узла такова, что устройство реагирует на резкий шум на расстоянии до пяти метров.
Второй каскад на транзисторе VT2 усиливает сигнал до отметки 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 снабжает хорошую обратную связь между выходом усилителя и входом. Конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения источника питания.
При действии звукового сигнала на капсюль ВМ1 усиленный электрический сигнал поступает на усилитель тока (транзистор VT3) и открывает его.
Через обмотку реле К1 протекает ток, благодаря чего замыкается несколько контактов (3 и 5) К1.1 в цепи нагрузки на 1…2 с. Чтобы продолжить время включения нагрузки, в устройство вводят оксидный конденсатор С3 (на рисунке продемонстрирован пунктиром). В момент звукового шума вблизи ВМ1 конденсатор С3 заряжается, а на протяжении спокойного звукового фона — отдаёт энергию.
Особенности подключения
Как продемонстрировала практика, повышение ёмкости конденсатора С3 более чем 10 Мк неэффективно, поскольку теряется стабильность работы всего узла — раз от раза колеблется точность задержки выключения реле, заметно теряется неспециализированная чувствительность к звуковым действиям (требуется время на за-рядку С3).
Параллельно реле К1 (см. схему) включена индикаторная цепь, складывающаяся из светодиода HL1 и ограничительного резистора R5.
Эта цепь делает неоднозначную роль — по состоянию индикаторного светодиода комфортно смотреть за функцией реле (так как никаких вторых индикаторов питания в схеме нет), а помимо этого, эта электрическая цепь мешает броскам обратного тока через реле К1. При ненадобности цепь R5 — HL1 из схемы исключают.
Внимание, это принципиально важно! Данную схему возможно перевоплотить в менее чувствительный узел, в случае если верхний (по схеме) вывод пьезокапсюля ВМ1 подключить к коллектору VT1, покинув резистор смещения R1.
Таковой вариант включения будет оправдан, в случае если, к примеру, ВМ1 выносится на эластичных проводах (типа МГТФ-0,6 либо 0,8) на расстояние до двух метров от самого узла. Сейчас устройство так же, как и прежде включает реле при резком звуке вблизи капсюля, а наводки в соединительных проводах не страшны.
Устройство в базисном варианте (без переделок) возможно 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 фальшивых включений протяженность соединительного провода не должна быть больше 50 — 70 см.
О монтаже и деталях
Устройство, смонтированное без неточностей и из исправных подробностей, в налаживании не испытывает недостаток и надёжно трудится 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 комфортно выполнить посредством электромонтажного клеммника либо любого подходящего разъёма.
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 нужно будет заменить вторым типом слаботочного электромагнитного реле (к примеру, TRU-5VDC-SB-SL) либо применить электронное реле (подойдут из серий К449, КР449). Реле кроме этого возможно заменить на RM85-2011 -35-1012, BV2091 SRUH-SH-112DM, TRU-9VDC-SB-SL и подобные.
Все указанные типы реле вычислены на работу в цепи коммутации нагрузки напряжением до 250 В и током — до 3 А. Возможно применить и отечественные реле, к примеру РЭС10, РЭС15 и подобные, но они вычислены на работу в цепях коммутации не более 150 В, а помимо этого, если сравнивать с зарубежными аналогами, стоят (при покупке в розницу) значительно дороже.
Электрическая схема чувствительного звукового датчика
При эксплуатации устройства увидено, что чувствительность узла (при других равных условиях) возрастает с уменьшением напряжения питания. А при повышении напряжения питания более чем 14 В устройство самовозбуждается, включая реле с равными промежутками времени.
Ток, потребляемый в режиме ожидания — 3…5 мА, а при срабатывании реле К1 возрастает до 35 мА. Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,25. Конденсатор С1 — типа КМ-6 группы ТКЕ Н70 либо подобный.
Оксидные конденсаторы — типа К50-29.
Времязадающий конденсатор С3 (в случае если имеется необходимость его установки в схему) нужно выбрать с малым током утечки (К53-4, К52-18).
Пьезокапсюль ВМ1 — ЗП-22, но возможно заменить на ЗП-1, ЗП-18, ЗП-З либо второй подобный. Кремниевые транзисторы VT1, VT2 смогут быть любыми из серии КТ3107, КТ502, С557. Транзистор VT3 — КТ815Б, но возможно применять и КТ815А, и КТ815Г.
В авторском варианте узел употребляется в качестве составной части охранного сигнализационного комплекса.
Но он действен и как отдельный чувствительный датчик. Управляющее напряжение для других сопряжённых устройств снимают с точки «А». В этом случае усилитель тока на транзисторе VT3 и реле исключают.
А. КАШКАРОВ, г. Петербург
