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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Interruptor acústico resistente al ruido. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación Se describe un interruptor acústico para una lámpara incandescente. Se muestra un diagrama del circuito eléctrico y la disposición de la placa de circuito impreso del dispositivo. En la versión del autor, se utiliza un emisor piezoeléctrico ZP-3 como micrófono. El circuito no contiene piezas escasas, al desarrollar un interruptor acústico se prestó especial atención a la resistencia a las interferencias en la red eléctrica. La idea de un interruptor acústico no es nueva, por lo que el autor, habiéndose propuesto fabricar un dispositivo de este tipo, intentó encontrar una solución preparada para repetir el diseño sin problemas innecesarios. Sin embargo, después de familiarizarme con los materiales encontrados [1-4], tuve que buscar mi propia solución de circuito. El propietario de una cafetería en una de las ciudades europeas equipó su establecimiento con muebles inusualmente voluminosos. Los visitantes adultos, al entrar a una cafetería, ven mesas y sillas de la misma manera que los niños de 4 a 5 años. Esto se hizo para que los padres sintieran el inconveniente y pensaran en los problemas de sus hijos. Los niños realmente lo pasan mal debido a su pequeña estatura. Por ejemplo, no pueden encender ellos mismos la luz del baño; cada vez tienen que recurrir a un adulto. Un interruptor acústico puede ayudarles. Tenía otra razón para instalar dicho interruptor. En el pasillo del apartamento, los trabajadores de la construcción instalaron una vez un interruptor de 4 posiciones con un cable que funcionaba para una bombilla, que finalmente se rompió. Actualmente, no veo a la venta interruptores de una o varias posiciones.
Decidí utilizar un emisor piezoeléctrico como micrófono de interruptor acústico. El circuito de la versión original del interruptor acústico (Fig.1) contiene un sensor piezoeléctrico tipo ZP-3, un amplificador de voltaje alterno (VPA) en el chip DA1, un multivibrador de respaldo en el chip DD1.1, un DD1.2 disparador y un amplificador de potencia en el transistor VT3. La fuente de alimentación del circuito no tiene transformador. La tensión de red es rectificada por el conjunto de diodos VD1 y suministrada a un estabilizador paramétrico en el diodo zener VD2. El voltaje pulsante del diodo Zener se suministra a un análogo de un diodo de base doble ensamblado en los transistores VT1 y VT2, así como a través del diodo VD3 al condensador C5, que sirve como filtro. Un análogo de un diodo de doble base enciende el tiristor VS1, siempre que el condensador C5 no sea puenteado por el transistor VT3, y esto depende del estado del disparador. VS1 está cargado con una lámpara incandescente de 15-100 W. La UPN está construida según uno de los circuitos estándar para conectar un amplificador operacional desde una única fuente de alimentación [5]. El amplificador contiene una pequeña cantidad de piezas y le permite simplemente ajustar la sensibilidad del interruptor cambiando el valor de la resistencia R4. A medida que aumenta la resistencia de la resistencia R4, aumenta la sensibilidad y, en consecuencia, a medida que disminuye la resistencia de R2, disminuye. Como resultado del aplauso se obtiene un paquete de pulsos en la salida de la UPN. El multivibrador en espera se activa con uno de estos pulsos y genera su propio pulso, cuya duración excede la duración del aplauso. Por lo tanto, el disparador DD1.2 cambia con cada aplauso y no con pulsos de ráfaga individuales. El plan funcionó muy bien de inmediato. Aplauda: la lámpara se enciende, una segunda palmada: la lámpara se apaga. Podríamos habernos detenido ahí si no fuera por un “pero”: la lámpara se enciende no solo bajo presión, sino también debido a una interferencia aleatoria en la fuente de alimentación. Además, el dispositivo tiene otro inconveniente: cuando se aplica voltaje al dispositivo, la lámpara generalmente se enciende. Esto no es deseable, porque si falla la tensión de red y luego se suministra energía, la lámpara debe apagarse a la fuerza. Si no hay nadie en casa, se produce un consumo extra de electricidad. Pero este inconveniente es bastante fácil de eliminar: simplemente fuerce la instalación del disparador D1.2 en la entrada S cuando el dispositivo esté encendido. Las interferencias aleatorias en la red se pueden solucionar durante mucho tiempo y, quizás, sin éxito. El circuito del dispositivo está diseñado para que no requiera configuración. Puede recomendarse como base para el desarrollo de un dispositivo similar alimentado por pilas o acumulador. Después de analizar los circuitos de los dispositivos descritos en la literatura [1-4], decidí tomar prestado un circuito similar a un disparador con una entrada de conteo en un relé electromagnético [2]. ¿Anticuado? Pero es confiable y simple. Después de todo, para encender un relé, es necesario gastar mucha más energía que cambiar un disparador de alta velocidad con una entrada de alta impedancia.
El circuito de activación del relé (Fig. 2) funciona de la siguiente manera. En el estado inicial, el condensador C1 se carga a través de los contactos del relé K2.1, la resistencia R2 se carga a la tensión de alimentación y el devanado del relé K2 se desactiva. Bajo la influencia de una señal acústica, los contactos del relé K1.1 se cierran brevemente. La energía del condensador enciende el relé K2, sus contactos cambian a autoretención. Después de la exposición a una señal acústica, los contactos del grupo de contactos K1.1 se abren y el condensador C1 se descarga a través de las resistencias R2 y R3. Tras la llegada posterior de una señal acústica, los contactos del grupo K1.1 se cierran brevemente. A través de la resistencia R1, se carga el condensador C1, desviando el devanado del relé K2, como resultado de lo cual se desenergiza y el relé K2 se apaga. El multivibrador en espera (Fig. 1) se lanza a través de la cadena diferenciadora C3R7. Las cadenas diferenciadoras no son resistentes al ruido, a diferencia de las cadenas integradoras. La solución se sugiere por sí sola. Como resultado de los experimentos, apareció la versión final del dispositivo (Fig. 3).
El dispositivo contiene el mismo UPN, un detector de amplitud de diodo clásico (VD1, VD2 y C5), un amplificador de CC en un transistor compuesto (VT1 y VT2) y un disparador de relés electromagnéticos descritos en detalle anteriormente. En el circuito insonorizado del interruptor acústico, un detector de amplitud detecta los impulsos de la salida del UPN. Durante el aplauso, aparece un voltaje constante en el condensador C5, que se suministra a la base de un transistor compuesto cargado en el devanado del relé K1. Cuando se utilizan los elementos radioeléctricos indicados en el diagrama, el interruptor acústico no necesita ajuste y tiene buena repetibilidad. El relé K1 tipo RES49 tiene los siguientes datos de pasaporte: resistencia del devanado Rob 1900 ohmios, corriente de funcionamiento I no más de 8 mA, es decir. Según el pasaporte de este relé, la tensión de funcionamiento es U=RobI= 15,2 V. Los datos del pasaporte del relé K2 tipo RES47 son los siguientes: resistencia del devanado 650 ohmios, corriente de funcionamiento no más de 21,5 mA. De manera similar, según los datos del pasaporte para RES47, el voltaje de funcionamiento es de 14 V. Al reemplazar un relé, se debe verificar que el voltaje de alimentación del dispositivo sea varios voltios mayor que el voltaje de funcionamiento de los relés utilizados. Para alimentar el circuito se utiliza un transformador de potencia con una tensión de salida de 2x15 V. La tensión CC rectificada es de aproximadamente 17 V. El consumo de corriente CC del dispositivo no supera los 30 mA. Si los parámetros del relé difieren mucho de los utilizados, si se reemplazan, puede ser necesario cambiar los valores nominales de los elementos restantes del disparador. El interruptor acústico también puede funcionar con otras fuentes de señales sonoras. Se probó el funcionamiento del dispositivo con el micrófono dinámico MD-201. Debido a que la UPN estaba excitada, posiblemente debido al cable del micrófono, tuve que agregar un capacitor de 0,1 µF en paralelo con la entrada del micrófono para este caso. Este condensador no se muestra en el diagrama, pero en el diseño de la placa de circuito impreso queda un lugar para él, denominado C`. Se puede incorporar un dispositivo para encender una lámpara incandescente en dos etapas en un interruptor acústico para aumentar su durabilidad [6]. Una versión de dicho dispositivo se muestra en la Fig. 4 y la segunda en la Fig. 5.
La placa de circuito impreso del interruptor acústico con dimensiones de 85x120 mm se muestra en la Fig. 6, la ubicación de los elementos en la placa de circuito impreso se muestra en la Fig. 7.
La placa de circuito impreso está diseñada teniendo en cuenta la conexión de un dispositivo para el encendido en dos etapas de una lámpara incandescente según el diagrama de la Fig. 5. Cableado impreso por una cara mediante puentes de cable aislado. En el dispositivo, sin cambiar el diseño de la placa de circuito impreso, en lugar del microcircuito K140UD6A, puede utilizar K140UD7, K140UD8, K544UD1, K544UD2. Condensadores cerámicos C2S5 tipo KM3, KM4, KM5, KM6 o K10-17, K10-47. Condensadores electrolíticos C1, C6-C8 tipo K50-16, K50-35. Transformador T1: cualquier de baja potencia con un voltaje secundario de 15-20 V. Si el transformador tiene un devanado, entonces se debe usar un puente de diodos para el rectificador. Después de ensamblar la placa, debe asegurarse de que las piezas estén instaladas correctamente y luego proceder a verificar el funcionamiento del dispositivo. ¡Atención! A la placa de circuito impreso se le suministra una tensión potencialmente mortal de 220 V CA, por lo que se debe tener mucho cuidado y seguir las siguientes recomendaciones. En primer lugar, compruebe el funcionamiento del interruptor acústico sin un dispositivo de conmutación de lámparas incandescentes de dos etapas. Usando un óhmetro, mida la resistencia de carga del rectificador para detectar un cortocircuito. Luego, sin conectarlos al cuadro, suministrar 220 V a los terminales de red del transformador de potencia, habiendo aislado previamente los puntos de conexión con cinta aislante o tubo de PVC. Compruebe el funcionamiento del relé K2 de las palmas a una distancia suficiente del sensor de sonido. Si todo está en orden, aplique voltaje de 220 V al tablero, conecte una lámpara incandescente y verifique el complejo. En la última etapa, suelde los cables de red del transformador a la placa y móntelo junto con el sensor de sonido en una carcasa adecuada. Después de esta operación, si es necesario, puede seleccionar la resistencia R4 para configurar la sensibilidad requerida del dispositivo. Al utilizar el dispositivo hay que tener en cuenta que no es adecuado para lugares ruidosos, por ejemplo, una forja. No debe instalarlo cerca de una llamada telefónica ruidosa. El funcionamiento del interruptor acústico durante unos seis meses demostró que sólo se activa mediante señales sonoras. Literatura:
Autor: V. Samelyuk
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