Akustiskais slēdzis


Runājot par tehnoloģijām, ir ļoti ērti, ja dažādas darbības var veikt attālināti, tāpēc šoreiz autors izveidojis elektrisko principiālo shēmu, kura veic akustiskā slēdža funkciju, proti, izmantojot plaukstas, lietotājs var ieslēgt kādu citu ierīci vai telpas apgaismojumu, jo akustiskais slēdzis uztver apkārtējās vides skaņu (plaukstu sitienus), izmantojot mikrofonu, kur tālāk uztvertā skaņa tiek izmantota kā vadības signāls. 

Šādas ierīces elektrobarošanai paredzēts izmantot 12 V.

1.1.att. Akustiskā slēdža prototips





1.2.att. Akustiskā slēdža elektriskā principiālā shēma



Lai uztvertu apkārtējās vides skaņu, tiek izmantots elektreta mikrofons (MIC1), kura darbībai ir nepieciešama tā piesaiste pie elektrobarošanas, izmantojot R1 rezistoru.

Tālāk uztvertais skaņas signāls tiek pastiprināts, izmantojot operacionālo pastiprinātāju (U1), kuram ir iespējams pieskaņot pastiprinājuma koeficientu tā, lai akustikas slēdzis reaģētu uz skaņas signālu, bet vienlaicīgi nebūtu pārāk jutīgs.

C1 un C3 kondensatori tiek izmantoti līdzsprieguma atdalīšanai no maiņsprieguma.

Pastiprinājuma koeficients tiek iestatīts, izmantojot R4 rezistoru un RV1 potenciometru.

Lai samazinātu shēmas jutīgumu pie augstām frekvencēm, lai tā mazāk reaģētu uz citām skaņām, kuras nav plaukšķi, shēmā paralēli RV1 potenciometram ieteicams slēgt 68-220 pF keramisko kondensatoru (C11).

Lai uztvertais signāls svārstītos ap vidējo vērtību no elektrobarošanas, tiek izmantoti R2 un R3 rezistori, kuri veido sprieguma dalītāju, kur abu rezistoru vērtības ir vienādas.

C2 kondensators paredzēts trokšņu ietekmes mazināšanai.

Taisngriežu diode D1 kopā ar C4 kondensatoru veido pīķu detektoru, kur to, cik aptuveni ilgi izejā saglabāsies iepriekšējā sprieguma pīķa vērtība, nosaka C4 kondensators kopā ar R5 rezistoru.

D2 taisngriežu diode paredzēta kondensatora izlādei pēc negatīvā pusperioda.

Tālāk pastiprinātais signāls tiek izmantots kā vadības signāls monovibratoram, izmantojot Q1 bipolāro tranzistoru, kurš tiek atvērts, kad C4 kondensators tiek uzlādēts līdz aptuveni 0,7 V. 

R8 rezistors paredzēts Q1 bipolārā tranzistora bāzes strāvas ierobežošanai.

Tālāk monovibrators nodrošina U2 skaitītāja darbību, atslēdzot atiestatīšanu uz noteiktu laiku, izmantojot Q2 bipolāro tranzistoru. Proti, kamēr NE555 sērijas taimera izejā (monovibratora) saglabājas augsts signāla līmenis (aptuveni 2,4 sekundes), tikmēr skaitītājs var skaitīt uz priekšu, kad NE555 sērijas taimera izejā parādās zems signāla līmenis, tad skaitītājs tiek atiestatīts. 

Noteikta laika iestatīšanai tiek izmantots R9 rezistors un C6 kondensators.

R7 rezistors paredzēts augsta signāla līmeņa piesaistei pie NE555 sērijas taimera 2.izvada.

R10 rezistors paredzēts Q2 bipolārā tranzistora bāzes strāvas ierobežošanai.

C10 kondensators paredzēts shēmas darbības stabilitātei, proti, skaitītāja takts signālam.

Lai lietotājs redzētu, kad nepieciešams sasist plaukstas, tiek izmantota D3 gaismas diode, kur strāvas ierobežošanai caur gaismas diodi tiek izmantots R13 rezistors.

Kad lietotājs vienreiz sasit plaukstas, akustiskais slēdzis tiek aktivizēts, tālāk, lai ieslēgtu vai izslēgtu gaismu vai kādu citu ierīci, nepieciešams vēlreiz sasist plaukstas pirms tiek atiestatīts skaitītājs (2,4 sekunžu laikā).

R6 rezistors paredzēts augsta signāla līmeņa piesaistei pie skaitītāja atiestatīšanas ieejas, lai skaitītājs būtu atiestatīts, kad Q2 bipolārais tranzistors ir aizvērtā stāvoklī.

Lai slodze, proti, apgaismojuma vai kāda cita ierīce, kuras ieslēgšanai un izslēgšanai paredzēts izmantot akustisko slēdzi, paliktu noteiktā stāvoklī (ieslēgtā vai izslēgtā), kamēr netiek sasistas plaukstas, tiek izmantots D tipa trigeris (U4), kur trigera vadībai tiek izmantots skaitītājs.

R12 un R14 rezistori paredzēti trigera datu un takts signāla ieejas piesaistei pie zema signāla līmeņa, lai slodze nejauši netiktu pieslēgta pie elektrobarošanas.

Lielākas slodzei nepieciešamās jaudas komutēšanai tiek izmantots relejs, kura vadībai paredzēts Q3 bipolārais tranzistors.

D4 taisngriežu diode paredzēta bipolārā tranzistora aizsardzībai pret releja induktivitātes spoles inducēto EDS (elektrodzinējspēku). 

Releja spolē inducējas EDS, kad caur tranzistoru plūst strāva, kad tas tiek atvērts, tāpēc nepieciešams nodrošināt bipolārā tranzistora aizsardzību, izmantojot pretēji slēgtu Šotkija vai taisngriežu diodi, ar kuras palīdzību tiek noslēgta ķēde, kad izmainās strāvas plūšanas virziens caur spoli, kad tiek aizvērts bipolārais tranzistors. To mēdz dēvēt arī par atpakaļgājiena diodi.

R11 rezistors paredzēts Q3 bipolārā tranzistora bāzes strāvas ierobežošanai.

Shēmas elektrobarošanai paredzēts izmantot 12 V ieejas spriegumu, kurš tālāk tiek stabilizēts uz 5 V, izmantojot lineāro sprieguma stabilizatoru (U5).

Lineārā sprieguma stabilizatora ieejas un izejas sprieguma pulsāciju izlīdzināšanai paredzēti C7, C8 elektrolītiskie kondensatori, bet C5 un C9 keramiskie kondensatori paredzēti parazītiskās induktivitātes ietekmes mazināšanai.

UZ SĀKUMU