Ulaz za korisnike

Akustična sklopka

|
Akustična sklopka
 
Akustična sklopka
Akustična sklopka reagira na zvukove iz okoline, poput pljeska rukama ili glasnijeg povika. Nakon prvog pljeska, sklopka će privući relej i upaliti svjetleću diodu kao signalizaciju da je uključena. Nakon sljedećeg pljeska, sklopka će se isključiti.

Shema akustične sklopke prikazana je na slici 1. Njezino srce je D-bistabil, realiziran s integriranim krugom IC (CMOS logički sklop 4011), odnosno pomoću četiriju u njega ugrađenih logičkih vrata NI1-NI4. Izlaz D-bistabila je izlaz logičkih vrata NI3, tj. točka na koju je spojen otpornik R9. Ulaz D-bistabila su paralelno spojeni ulazi obilježeni kao "D". Sklop je izveden tako da kratkotrajni pozitivni impuls na ulazu "D" mijenja logičko stanje na izlazu.

Ovaj impuls proizvodi tranzistor T1 kada mikrofon registrira zvuk dovoljne glasnoće. Otpornici R2-R4 su tako odabrani da tranzistor T1 jako vodi i napon kolektora je blizu 0 V. Mikrofon prima zvukove iz okoline i pojačava ih (upotrijebljen je electret mikrofon s ugrađenim pojačalom). Kada izlazni napon iz mikrofona postane dovoljno velike amplitude, njegovi negativni vrhovi će kratkotrajno isključivati T1 i na njegovom kolektoru će se kratkotrajno pojaviti veći ili manji pozitivni impulsi. Oni se preko kondenzatora C2 prenose na ulaz D-bistabila i mijenjaju njegovo stanje kako je prije objašnjeno.

Izlaz D-bistabila je spojen na otpornik R9. Kada je izlaz u stanju "0", tranzistori T2 i T3 neće voditi. Kada izlaz prijeđe u stanje "1", provest će oba tranzistora, upalit će se LE dioda i relej će privući kotvu.

Sklop se napaja iz izvora napona 12 V. Napon napajanja za integrirani krug, tranzistor T1 i mikrofon stabiliziran je na oko 4 V zener diodom ZD i kondenzatorom C5. Napon napajanja integriranog kruga dovodi se na izvode 14 (+) i 7 (-), što nije nacrtano na shemi.

Izrada

Tiskana pločica je prikazana na slici 2, a raspored elemenata na slici 3. Pri lemljenju IC podnožja na pločicu obratite pažnju da oznaka na podnožju odgovara crtežu na montažnoj shemi. Kod svih kondenzatora također treba paziti da se oznake "+" i "-" poklapaju s oznakama na pločici. Duži izvod LE diode je anoda i ona je okrenuta prema otporniku R12. Crni prsten zener diode okreće se prema + polu C5. Crni izvod mikrofona lemi se na masu, crveni prema otporniku R1. Tranzistore okrećemo prema oznaci na tiskanoj pločici.

Integrirani krug IC je osjetljiv na statički elektricitet. Stoga ga je prije ugradnje najbolje držati na provodnoj spužvici, koja kratko spaja njegove izvode. Dobro će poslužiti i komadić aluminijske folije u koju ga čitavog umotamo. U podnožje ga postavljamo tek kada su polemljene sve komponente, pazeći pritom da se utor na kućištu "poklopi" s utorom na podnožju (i oznakom na montažnoj shemi).

Upotrijebljeni relej ima kontakte za 3A i može prekopčavati i mrežni napon (220 V). Međutim, namjeravamo li ga koristiti za rad s naponima većim od 40 V, pločicu je iz sigurnosnih razloga nužno ugraditi u odgovarajuću plastičnu kutiju. Budite oprezni u radu, jer je mrežni napon SMRTNO OPASAN! Tijekom provjere rada i podešavanja, uređaj ne smije biti spojen na mrežni napon!

Način upotrebe

Za napajanje koristimo mrežni adapter stabiliziranog napona 12 V. Moguće je koristiti i akumulator dovoljnog kapaciteta (npr. automobilski akumulator). Pri spajanju pazimo na oznake "+" i "-" na pločici!

Prvu provjeru obavit ćemo bez spajanja tereta na kontakte releja. Kada sve pospajamo, postavimo trimer P1 u srednji položaj i uključimo napon napajanja. Rad uređaja ćemo provjeriti ako snažno pljesnemo rukama u blizini mikrofona. Prvi pljesak bi trebao uključiti relej i svjetleću diodu, drugi pljesak ih isključuje. Trimer potenciometrom P1 podešavamo osjetljivost i pouzdanost rada. Teret, npr. žarulju, spajamo u seriju s kontaktima A i B releja.

Ako nešto ne radi dobro

Ako uređaj ne reagira na glasne zvukove (relej je trajno uključen ili isključen), najprije pokušajte podesiti klizač potenciometra P1. U pravilu, kada je klizač bliže spoju s otpornikom R6, sklop je manje osjetljiv i obratno. Ako je osjetljivost prevelika, sklop može raditi nekontrolirano. Može se dogoditi da se sklop uključi kod spajanja napona napajanja i isključi tek kod prvog pljeska. To je posljedica jednostavnosti sklopa i nije greška u radu. Ako sklop uopće ne radi, provjerite napon napajanja i kako su zalemljeni elementi na pločici.

Za one koji žele znati više

Integrirani krug 4011 sadrži četiri logička NI vrata, obilježena kao NI1-NI4. Svaka od ovih logičkih vrata imaju dva ulaza i jedan izlaz. Logičkim stanjima na ulazima određujemo logičko stanje izlaza prema tablici:

Ulaz 1Ulaz 2Izlaz
001
011
101
110

Najlakše ćemo se snaći ako uočimo kako "0" na bilo kojem ulazu uzrokuje "1" na izlazu; samo kad su oba ulaza u stanju "1", na izlazu će biti "0". Spojena prema slici 1, ova logička vrata tvore sklop pod nazivom D-bistabil.

Na samom početku, kondenzatori C3 i C4 su prazni, napon na njima je 0 V i na njih spojeni ulazi vrata NI1 i NI2 "vide" logičku "0". Zbog toga će na izlazima NI1 i NI2, jednako kao na njih spojenim ulazima NI3 i NI4, biti logički "1". Preostalim ulazima NI3 i NI4 su povezani u prsten: ulaz NI3 je spojen na izlaz NI4 i obratno. Sada su moguća dva slučaja:

  • ako je na izlazu NI3 "0", na izlazu NI4 će biti "1" (jer mu je jedan ulaz na "0"); tako su oba ulaza NI3 u stanju "1" što održava "0" na izlazu stabilnom
  • ako je na izlazu NI3 "1", oba ulaza NI4 će biti "1" pa će na njegovom izlazu biti "0"; ista "0" je na ulazu NI3 što održava "1" na njegovom izlazu stabilnim.

    Sklop s ovako u prsten spojenim logičkim vratima može poprimiti dva stabilna stanja, "0" i "1", koja promatramo na izlazu NI3. Logičko stanje na izlazu NI4 je uvijek komplementarno (obrnuto). Stanje se može promijeniti negativnim impulsom na ulazu R (reset, NI3 prelazi u stanje "0") i negativnim impulsom na ulazu "S" (set, NI3 prelazi u stanje "1"). Negativni impuls se ne smije istodobno pojaviti na oba ulaza, za što se brinu logička vrata NI1 i NI2. Evo kako: kada je njihov zajednički "D" ulaz u stanju "0", oba izlaza su na "1". Drugi ulazi, spojeni na C3 i C4, uvijek su u različitim stanjima, jer se C3 i C4 preko R7 i R8 nabiju na stanja s izlaza NI4 i NI3 a; kako je iz prijašnjeg objašnjenja vidljivo, ona su uvijek komplementarna. Stoga će se, kada se pojavi pozitivan impuls na "D" ulazu, negativni impuls pojaviti samo na izlazu onih vrata čiji je kondenzator nabijen. To će naizmjenično biti NI1 i NI2, pa će sklop kod svakog impulsa na "D" ulazu promijeniti stanje. Ovakav sklop naziva se D-bistabil. Vremenska konstanta R7-C3 i R8-C4 je oko 1 s, tj. toliko je vremena potrebno da se stanje s izlaza "preslika" na ulaz. Ova zadrška je potrebna da sklop kod pozitivnog impulsa na "D" ulazu ne prooscilira i počne nekontrolirano mijenjati stanje.

    Postoje integrirani krugovi s već "gotovim" D-bistabilima, npr. CMOS 4013. Oni su izvedeni s većim brojem logičkih vrata, rade pouzdanije i nisu im potrebni kondenzatori.

    Izvor: www.masmedia.hr

  • Materijali