Акустическое реле

Автоматы включения/отключения, переключатели гирлянд, реле времени, таймеры.
Ответить
admin
Администратор
Сообщения: 32
Зарегистрирован: 31 янв 2017, 15:57

Акустическое реле

Сообщение admin » 11 апр 2017, 07:23

Расшифровать назначение подобного устройства нетрудно. Ведь акустика — наука о звуке, а реле — устройство для включения, выключения или переключения электрических цепей с помощью электрического тока. Значит, акустическое реле — устройство, реагирующее на звук и управляющее работой какой-то нагрузки, например осветительной лампой, радиоприемником, магнитофоном.

В качестве примера познакомимся с акустическим реле, которое по громкому хлопку в ладоши способно включить в сеть или выключить любую из перечисленных нагрузок или какую-нибудь другую. Причем по первому хлопку нагрузка будет включена в сеть, а по второму — выключена. Продолжительность времени между хлопками может быть сколь угодно большой, акустическое реле все это время будет держать нагрузку включенной и «ожидать» очередного звукового сигнала.

Схема акустического реле приведена на рис. А-31. По ней и разберем работу автомата. Начнем с того момента, когда раздался звуковой сигнал. Микрофон ВМ1, являющийся акустическим датчиком автомата, преобразовал его в электрический сигнал звуковой частоты. С движка подстроечного резистора R1 (он является регулятором усиления автомата, а значит, регулятором порога срабатывания акустического реле) часть сигнала подается через конденсатор С1 на первый каскад усилителя ЗЧ, выполненный на транзисторе VT1. Нужное для нормальной работы транзистора напряжение смещения на базе образуется благодаря включению между базой и коллектором резистора R2.

Изображение

С нагрузки первого каскада (резистор R3) усиленный сигнал поступает через конденсатор СЗ на следующий каскад, выполненный на транзисторе VT2 по такой же схеме, что и первый. С его коллекторной нагрузки (резистор R6) сигнал подается через конденсатор С4 на каскад, выполненный на транзисторе VT3. Он одновременно является усилителем переменного напряжения и усилителем постоянного тока.

Если сигнала нет, смещение на базе транзистора незначительное — оно зависит от сопротивления резистора R7. Через нагрузку каскада (обмотку электромагнитного реле К1) протекает ток, недостаточный для срабатывания реле.

Как только на базе появляется сигнал звуковой частоты, он усиливается, выделяется на обмотке реле (она представляет для таких сигналов сравнительно большое сопротивление) и поступает через конденсатор С5 на детектор, выполненный на диодах VD1 и VD2. В результате напряжение смещения на базе транзистора возрастает, увеличивается и постоянный ток в цепи коллектора транзистора. Срабатывает реле К1.

В таком положении реле находится недолго — это зависит от продолжительного звукового сигнала. Но и такого времени вполне достаточно, чтобы контакты К1.1, замкнувшись, подали сигнал на устройство с двумя устойчивыми состояниями — триггер, выполненный на реле К2.

Познакомимся подробнее с работой триггера. Сразу же после включения автомата в сеть заряжается до напряжения питания оксидный конденсатор С6 (через резистор R8 и нормально замкнутые контакты группы К2.1). Как только замыкаются контакты К1.1, конденсатор С6 подключается к обмотке реле К2, и оно срабатывает. Замыкающие контакты группы К2.1 подключают к источнику питания обмотку реле К2 (через резистор R9), и оно самоблокируется. Теперь при размыкании контактов К1.1 реле К2 будет удерживаться током, протекающим через его обмотку и резистор R9. А конденсатор С6 при этом разрядится через резисторы R8 и R10.

При следующем появлении звукового сигнала, когда вновь сработает реле К1, контакты К1.1 подключат разряженный конденсатор С6 к обмотке реле К2. Через цепь R9C6 потечет зарядный ток конденсатора, напряжение на обмотке упадет, и реле отпустит. Контакты К2.1 возвратятся в исходное состояние.

Таким образом, от одного звукового сигнала реле К2 срабатывает, от другого отпускает. Соответственно его контакты К2.2 либо подключают нагрузку, питающуюся через разъем XS1, к сети, либо отключают ее.

Для питания акустического реле использован блок, состоящий из понижающего трансформатора Т1 и двухполупериодного выпрямителя, выполненного на диодах VD3—VD6 по мостовой схеме. Выпрямленное напряжение фильтруется оксидным конденсатором С7. Чтобы предупредить возможное самовозбуждение усилителя, питание на первый каскад подается через фильтрующую цепочку R4C2.

Теперь о деталях автомата. Транзисторы первых двух каскадов высокочастотные. Объясняется это вовсе не необходимыми частотными параметрами усилителя, а получением возможно большего усиления автомата при меньшем числе каскадов. А для этого нужны транзисторы с высоким коэффициентом передачи тока. Таким требованиям отвечают транзисторы П416Б. Отберите те из них, у которых коэффициент передачи 100...120. В третьем каскаде можно использовать транзисторы МП25А, МП25Б, МП26Б с коэффициентом передачи 30...40.

В детекторе могут работать диоды Д9В—Д9Л, а в выпрямителе — любые из серий Д226, Д7. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — СПО-0,5. Оксидный конденсатор С2 — К50-12, С6 и С7 — К50-3, остальные — МБМ.

Реле К1 — РЭС6, паспорт РФО.452.143, с сопротивлением обмотки 550 Ом, током срабатывания 22 мА и током отпускания 10 мА. Реле К2 — РЭС9, паспорт РС4.524.200, с сопротивлением обмотки 500 Ом, током срабатывания 28 мА и током отпускания 7 мА. Подойдут и другие реле, но при их выборе следует помнить, что реле К1 должно срабатывать при токе не более 25 мА и отпускать при токе не менее 8 мА, а К2 срабатывать при токе не более 40 мА и отпускать при токе 6...15 мА.

Под эти детали и разработана печатная плата (рис. А-32) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Соединительные проводники образованы методом прорезания изоляционных канавок в фольге. Для крепления реле К1 в плате вырезано окно прямоугольной формы, под колодки же с контактами реле К2 выпилены фигурные отверстия. Соединения выводов обмоток и контактов обоих реле выполнены со стороны печатных проводников. С этой же стороны смонтированы резисторы R8—R10.

Изображение

При желании можно вообще обойтись без фольгированного материала и смонтировать детали навесным способом на плате таких же размеров из подходящего изоляционного материала. Для подпайки выводов деталей на плате устанавливают монтажные шпильки и соединяют их между собой в соответствии со схемой монтажным проводом в изоляции.

Двумя уголками плату прикрепляют ко дну корпуса, изготовленного из органического стекла. Заготовки стенок и дна корпуса соединены между собой металлическими уголками. Верхняя крышка корпуса съемная, она крепится к уголкам винтами. Снаружи корпус оклеен декоративной пленкой.

В передней стенке корпуса вырезано отверстие диаметром 14 мм и напротив него изнутри приклеен звуковой датчик — капсюль от головных телефонов ТОН-2. Подойдут капсюли от других телефонов, например ТОН-1, ТЭГ-1, а также капсюли ТК-47, ДЭМШ.

В боковой стенке напротив подстроечного резистора просверлено отверстие под отвертку. На задней стенке размещены выключатель питания Q1 (тумблер ТВ2-2), держатель предохранителя с предохранителем FU1 и двухгнездная розетка XS1 для подключения к автомату нагрузки. Через отверстие в задней стенке выведен шнур питания с вилкой ХР1 на конце.

Рядом с платой ко дну корпуса прикреплен трансформатор питания Т1. Он самодельный и выполнен на магнитопроводе Ш16Х32. Обмотка I содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 0,1, обмотка II — 160 витков ПЭВ-1 0,2. Подойдет и готовый трансформатор мощностью не менее 5 Вт и напряжением на вторичной обмотке 13...15 В.

Настало время наладить автомат. Но прежде нужно тщательно проверить монтаж и убедиться в надежности соединений. После этого включают автомат и измеряют сначала выпрямленное напряжение на конденсаторе С7 (примерно 19 В), а затем — напряжение на конденсаторе С2 (около 7,5 В). Далее измеряют ток коллектора транзисторов VT1 (1,2 мА) и VT2 (1,5 мА) и при необходимости устанавливают эти токи точнее подбором резисторов R2 и R5 соответственно.

После этого движок подстроечного резистора R1 устанавливают в верхнее по схеме положение, прикрывают микрофон и измеряют ток коллектора транзистора VT3 (2 мА) — он должен быть хотя бы на 1...2 мА ниже тока отпускания используемого электромагнитного реле К1. Точнее этот ток устанавливают подбором резистора R7.

Открыв микрофон и плавно перемещая движок резистора из нижнего по схеме положения в верхнее, хлопают в ладоши и замечают увеличение тока коллектора транзистора VT3. При определенном положении движка резистора этот ток должен возрастать до тока срабатывания реле К1, но по окончании хлопка падать ниже тока отпускания.

Далее включают в розетку XS1 вилку настольной лампы и проверяют действие триггера. При первом хлопке лампа должна, например,
зажигаться, а при последующем — гаснуть. Если же она при хлопке зажигается, а после него сразу же гаснет, значит, протекающий через резистор R9 и обмотку реле К2 ток ниже тока отпускания. В этом случае достаточно подобрать резистор R9.

Может наблюдаться и такое явление — лампа хорошо управляется хлопками, а, например, после громкого и продолжительного произнесения какого-нибудь слова не гаснет. Это свидетельствует о том, что протекающий через резистор R8 и обмотку реле К2 ток выше тока отпускания, и он удерживает якорь реле. Достаточно подобрать резистор R8 с большим сопротивлением — и дефект будет устранен.

Окончательно движок подстроечного резистора устанавливают в такое положение, при котором настольная лампа зажигается от хлопка в ладоши с расстояния 4...5 м.

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей