SAKLAR SUARA

PETUNJUK METODOLOGI

tentang pelaksanaan kerja praktek laboratorium No.1

menurut disiplin:

Dasar-dasar desain dan teknologi produksi RES

KAZAN 2014

Tujuan pekerjaan: di bagian pertama pekerjaan, saya berkenalan dengan teknik membuat saklar suara dan memilih basis elemen; pada bagian kedua saya berkenalan dengan prosedur pengembangan, pelaksanaan dan aturan penyusunan dokumentasi desain menggunakan perangkat lunak.

ANALISIS RANGKAIAN SWITCH SUARA

Hal ini dilakukan untuk mengetahui kemungkinan desain atau tata letak dengan mempertimbangkan batasan (interferensi termal, listrik, magnet, dan elektromagnetik).

Selama analisis, perlu untuk menentukan:

Jenis unit fungsional, serta prinsip pengoperasiannya;

Parameter yang mempengaruhi tata letak produk radio listrik (ERI), desain rakitan papan sirkuit tercetak, khususnya rentang frekuensi operasi, kecepatan, disipasi daya tinggi, penguatan, sensitivitas tinggi, nilai tegangan dan arus efektif;

Jenis rangkaian listrik;

Jalur perambatan sinyal yang berguna;

ERI sensitif terhadap gangguan eksternal;

Tingkat arus dan tegangan sinyal interferensi yang diizinkan pada input;

Tegangan dan arus catu daya;

Tingkat logika nol dan satu di perangkat digital.

METODOLOGI Mari kita analisa rangkaian saklar suara

Sinyal suara diterima oleh mikrofon, yang dapat berupa kapsul mikrofon kristal apa pun. Suara tepuk tangan biasanya lebih keras dibandingkan suara lain yang mungkin terjadi di ruang tamu, dan suara tersebut biasanya memiliki jangkauan getaran yang lebih luas. Transistor VT1 memperkuat sinyal mikrofon, yang levelnya beberapa milivolt. Kapasitansi kapasitor C1 dan C2 dipilih relatif kecil untuk mencegah amplifikasi pada frekuensi yang lebih rendah. Sebagian besar resistor yang digunakan pada tahap ini memiliki nilai lebih tinggi daripada resistor yang biasanya digunakan untuk rangkaian jenis ini. Hal ini meningkatkan impedansi input perangkat. Hal ini memastikan pencocokan sirkuit input tahap amplifier dengan mikrofon. Pada saat yang sama, resistansi keluaran tahap ini juga meningkat, tetapi ini tidak signifikan, karena chip CMOS, yang dikendalikan oleh sinyal keluaran tahap ini, memiliki resistansi masukan yang lebih tinggi. Sinyal keluaran tahap penguat, yang nilainya berkisar antara 1 hingga 3 V dengan ledakan tajam, diumpankan melalui kapasitor C3 ke input rangkaian mikro CMOS. Selain sinyal ini, tegangan konstan disuplai ke input sirkuit mikro melalui resistor variabel RP1, yang digunakan untuk mengatur sensitivitas rangkaian. Resistor variabel dapat diatur sedemikian rupa sehingga level sinyal pada input rangkaian mikro akan mendekati ambang batas tegangan operasi. Dengan demikian, sinyal input dari rangkaian mikro CMOS terdiri dari komponen konstan dan komponen bolak-balik dari sinyal yang berasal dari kolektor transistor VT1 ditumpangkan di atasnya. Jika amplitudo sinyal positif melebihi tegangan ambang input sirkuit mikro, sakelar diaktifkan.

Arus searah (operasi) dari rangkaian mikro relatif kecil (sekitar 0,3 mA pada tegangan suplai 9 V), dan oleh karena itu rangkaian ini dapat digunakan pada perangkat bertenaga baterai. Namun, untuk membuat sumber listrik AC, rangkaian ini juga menggunakan dua dioda VD1 dan VD2, yang dirancang untuk menyearahkan tegangan AC yang diambil dari output transformator kecil yang disadap tengah. Thyristor, ke elektroda kontrol yang sinyalnya disuplai dari emitor transistor VT2, menghubungkan dan memutus jaringan listrik melalui resistor pembatas.

Gambar 1. Rangkaian saklar suara

PEMILIHAN DASAR ELEMEN

Saat menganalisis basis elemen, mereka mempelajari:

Kompatibilitas sirkuit terpadu (IC), elemen elektroradio (ERE) dan komponen yang dipasang di permukaan (SMC) dalam hal parameter listrik, struktural, elektromagnetik, termal dan lainnya, serta kondisi pengoperasian;

Kompatibilitas ERI dan PMK dalam hal keandalan;

Kesesuaian ERI dan PMK dengan kondisi pengoperasian, penyimpanan, dan pengangkutan yang ditentukan dalam data desain awal

Rangkaian sakelar audio (Gambar 1) mencakup komponen-komponen berikut:

Tabel 1. Daftar komponen listrik dan radio

Tabel 2. Daftar komponen listrik dan radio

Menurut desainnya, semua ERI dibedakan:

Tipe kasus dengan sadapan planar yang terletak pada bidang dasar badan, dengan sadapan aksial dan pin tegak lurus terhadap alas;

Berbasis kasus tanpa kabel, dengan kabel planar pendek yang memanjang di bawah bodi, dalam bentuk matriks kabel bola solder, dll.

ERE dan IS tanpa bingkai.

Berdasarkan karakteristik desain dan teknologi, semua casing dibagi menjadi logam-kaca, keramik, plastik, dan logam-polimer.

Kami memilih elemen berdasarkan tujuan fungsionalnya, parameter yang ditentukan, dan kondisi pengoperasian rakitan sirkuit tercetak.

Data awal untuk pemilihan basis elemen adalah kisaran suhu di mana perangkat akan beroperasi, dimensi terkecil, berat dan aksesibilitas.

Chip D1 CD 4011V (K564LA7)

K564LA7 – empat elemen logis 2I-NOT. Parameter listrik dasar pada suhu (25 ± 5)°С:

Tegangan keluaran tingkat rendah – tidak lebih dari 0,01V;

Tegangan keluaran tingkat tinggi – tidak kurang dari 9.99V;

Masukkan arus level rendah dan level tinggi - tidak lebih dari 0,05 μA;

Arus keluaran tingkat rendah pada: Uо=0.5 V – tidak kurang dari 0.45 mA;

Arus keluaran tingkat tinggi pada: Uо=9.5 V – tidak lebih dari 20.55 mA;

Arus konsumsi tegangan keluaran tingkat rendah dan tingkat tinggi - tidak lebih dari 0,10 μA;

Waktu tunda propagasi sinyal saat menghidupkan dan mematikan pada: CL = 50 pF – tidak lebih dari 80 ns;

Mode pengukuran yang tersisa adalah pada: Ucc = 10 V; UIH = 10V; UIL = 0.

Resistor Rp1

Resistor R1

Resistor R2

Resistor R4,R5,R8,R9

Resistor R6

Resistor R7

Kapasitor C1, C2, C3

Metode standar Windows untuk beralih antar perangkat audio aktif tidak nyaman. Kenyamanan tidak bertambah dari versi ke versi. Anda perlu membuka “Perangkat pemutaran”, pilih perangkat audio dari daftar dan membuatnya berfungsi secara default. Anda juga dapat mengganti perangkat di jendela pengaduk volume. Solusi semacam itu kontroversial dalam hal kenyamanan dan estetika.

Memasang dan mengonfigurasi Pengalih Audio

Audio Switcher adalah pengalih perangkat audio gratis yang berfokus pada kecepatan penggunaan. Saat membuatnya, pengembang tidak mengurus pengemasan: program ini tidak bersinar dengan keindahan, tetapi Anda akan segera melupakannya, karena Anda tidak perlu melihat antarmukanya.

Unduh Audio Switcher dari situs resminya. Setelah pengunduhan selesai, buka arsip dalam format .ZIP dan salin satu file AudioSwitcher.exe ke lokasi yang nyaman. Instalasi selesai! Jalankan file tersebut, ikon program akan muncul di system tray. Klik kanan pada ikon, pilih Open Preferences dan buat pengaturan awal.

Kami menyarankan untuk mencentang kotak Mulai saat Windows dimulai. Fitur ini memungkinkan program untuk memulai secara otomatis ketika Anda masuk ke Windows. Kami menyarankan untuk mencentang kotak Tampilkan ikon Perangkat Pemutaran Default di baki. Ikon perangkat aktif akan muncul di baki. Centang Mulai diminimalkan agar program tidak mengingatkan Anda tentang dirinya sendiri saat memulai.

Setelah menyelesaikan pengaturan awal, buka tab Pemutaran dan pilih perangkat mana yang akan berfungsi secara default. Kini Anda dapat beralih antara headphone dan speaker hanya dalam dua klik:

• klik kanan pada ikon Audio Switcher di area notifikasi;
• pilih perangkat yang diinginkan dari daftar pop-up.

Audio Switcher mendukung penggunaan tombol pintas. Setiap perangkat dapat diberi kombinasinya sendiri atau memilih kombinasi umum untuk beralih di antara keduanya.

Dalam waktu dekat, pengembang akan merilis Audio Switcher 2.0. Versi baru ini akan memberi pengguna antarmuka yang ditingkatkan, terjemahan ke berbagai bahasa di dunia, dukungan untuk skrip berbasis JavaScript, kemampuan untuk mengonfigurasi pengoperasian program secara otomatis (misalnya, menyalakan speaker saat menonton film, dan nyalakan headphone saat memulai musik) dan tema warna. Program ini diperbarui secara otomatis, sehingga sulit untuk melewatkan rilis versi 2.0.

Diagram pemilih input sederhana buatan sendiri untuk menghubungkan beberapa sumber sinyal ke TV. Saat ini televisi digital berkembang dengan sekuat tenaga di tanah air. Seperti yang Anda ketahui, untuk menerimanya Anda memerlukan TV khusus dengan saluran radio digital, atau Anda perlu membeli dekoder digital dan menghubungkannya melalui input LF ke TV mana pun. Namun banyak TV murah hanya memiliki satu input frekuensi rendah.

Atau dua. Lebih sering terjadi bahwa ada dua input frekuensi rendah (“scart” dan “asia”), namun kenyataannya keduanya hanya saling menduplikasi. Secara umum, input frekuensi rendah menjadi sangat kurang. Pada prinsipnya, toko harus memiliki semacam “splitter” atau saklar untuk kasus seperti itu, tetapi tidak ada.

Bagaimanapun, saya belum pernah melihat perangkat sederhana dan murah di toko kami. Ada sakelar yang sangat mahal untuk sistem pengawasan video dan splitter murah, yang keluaran sumber sinyalnya sebenarnya dihubungkan secara paralel satu sama lain, melalui resistor 75 Ot. Jika sinyal audio mentolerir hal ini, tetapi video, sayangnya, sumber yang dimatikan mengganggu sumber yang berfungsi, sehingga mengurangi level sinyal video. Sinkronisasi terganggu.

Cara termudah untuk keluar dari situasi ini adalah dengan melakukan peralihan sederhana, misalnya, sesuai dengan diagram yang ditunjukkan pada Gambar 1. Anda memerlukan sembilan soket "Asia", masing-masing, tiga putih, tiga merah, dan tiga kuning (untuk mencocokkan warna dengan tujuannya, seperti yang diterima dalam peralatan), sakelar tipe P2K lainnya untuk empat arah (satu akan tetap kosong), yah, wadah sabun mana pun juga bisa digunakan. Dapat dilakukan dalam satu jam. Hubungkan kabel dari input TV ke konektor X7, X8, X9.

Dua kabel lagi - ke pemutar DVD dan dekoder digital, masing-masing, konektor X1, X2, X3 dan X4, X5, X6. Ketika tombol S1 ditekan, pemutar DVD menyala, dan ketika ditekan, dekoder digital menyala.

Beralih diagram sirkuit

Peralihan sesuai dengan diagram pada Gambar 1 berguna jika Anda tidak perlu terlalu sering berpindah - semuanya lebih baik daripada mencolokkan steker, tetapi sederhana. Hal lain adalah jika Anda perlu sering berpindah.

Gambar.1. Diagram skema sakelar input audio-video.

Mungkin ada dua opsi di sini - untuk mengatur kendali jarak jauh dari sakelar input menggunakan kendali jarak jauh TV, tetapi ini memerlukan pembuatan dekoder pada mikrokontroler dan pemilihan tombol kendali jarak jauh untuk mengendalikan sakelar yang tidak digunakan untuk mengendalikan TV, yang mana juga tidak selalu memungkinkan.

Mengontrol keberadaan sinyal video pada input

Opsi kedua, yang lebih sederhana dan praktis, adalah mengontrol sakelar berdasarkan keberadaan sinyal video di salah satu sumber sinyal yang diaktifkan. Misalnya, jika tidak ada sinyal video pada output pemutar DVD (dan saat saklar dimatikan), dekoder digital dihubungkan ke TV.

Dan jika ada sinyal video pada output pemutar DVD (pemutar DVD dihidupkan) dan ada daya dari sakelar, maka pemutar DVD terhubung ke TV. Sakelar yang beroperasi dengan cara ini dapat dibuat sesuai dengan diagram pada Gambar. 2.

Berbeda dengan rangkaian pada Gambar 1, inputnya dialihkan menggunakan relai elektromagnetik tipe TRY-12VDC-P-4C. Mirip sekali dengan relay RES-22, hanya bodinya yang plastik, namun RES-22 dengan lilitan 12V juga bisa berfungsi dengan baik.

Relai dikendalikan oleh sensor keberadaan sinyal video, menggunakan transistor VT1-VTZ. Ia memonitor input video untuk pemutar DVD, dan segera setelah ada sinyal video di sana, ia mengalihkan input TV dari dekoder digital ke pemutar DVD.

Beras. 2. Diagram sakelar input AV dengan deteksi otomatis keberadaan sinyal video.

Jika tidak ada sinyal video pada output pemutar DVD (konektor X3) atau daya dimatikan, kontak relai K1 berada pada posisi seperti yang ditunjukkan pada diagram. Dalam hal ini, sinyal dari output dekoder digital diterima di input TV.

Jika saklar dihidupkan dan pemutar DVD dihidupkan, konektor X3 menerima sinyal video darinya. Ini disuplai melalui sirkuit R1-C1 ke tahap penguat pada transistor VT1, yang memperkuat amplitudonya. Setelah itu sinyal yang diperkuat dikirim ke detektor menggunakan dua dioda VD1, VD2 dan kapasitor C3.

Tegangan pada C3 meningkat, yang menyebabkan pembukaan transistor VT2, dan setelah itu VT3 terbuka, melalui mana arus mengalir ke belitan relai K1. Relai mengalihkan kontaknya ke posisi berlawanan yang ditunjukkan pada diagram, dan input TV beralih ke output pemutar DVD.

Selama pemutar DVD dihidupkan, outputnya akan disambungkan ke TV. Saat Anda mematikan pemutar DVD, sinyal video pada outputnya menghilang, dan sakelar beralih kembali ke dekoder digital. Alih-alih relai TRY-12VDC-P-4C, Anda dapat menggunakan RES-22 dengan belitan 12V atau relai lain dengan belitan 12V dan setidaknya tiga grup kontak switching.

Snegirev I.RK-02-2016.

Fitur utama dari saklar suara adalah mereka merespons suara. Misalnya, pilihan paling sederhana adalah kapas. Artinya, seseorang hanya perlu memperdengarkan perintah suara untuk mengontrol cahaya di sebuah ruangan atau bahkan di seluruh apartemen. Sakelar suara, atau biasa disebut sakelar tepuk, praktis dan selalu dapat mengejutkan tamu Anda.

Saklar kapas untuk hampir semua amatir radio akan sulit dibuat secara mandiri, karena desainnya agak rumit.
Untuk memutuskan apakah akan memasang perangkat switching berteknologi tinggi di apartemen Anda sendiri atau tidak, Anda harus terlebih dahulu memahami jenis sakelar itu, jenis dan fitur apa yang dimilikinya.

Kisaran perangkat switching saat ini cukup luas. Ini tidak hanya berlaku untuk tipe, tetapi juga untuk kategori harga dan beberapa fitur dari masing-masing opsi. Selain itu, bahkan ada model desainer yang dirancang untuk interior rumah “pintar” yang sama.
Namun, secara umum, semua sakelar modern dibagi menjadi beberapa tipe berikut:

• Kapas;
• Akustik;
• Dengan sensor gerak dan suara.

Sakelar tepuk, sebagaimana telah disebutkan, dipicu dengan mendeteksi suara tepukan dalam jumlah tertentu.

Omong-omong, tidak semua sirkuit model khusus ini sulit untuk direproduksi dengan tangan Anda sendiri, sehingga setiap amatir radio dapat mencoba membuat perangkat ini. Sakelar akustik merespons suara atau perintah apa pun.

Frasa kode bisa menjadi standar: "nyalakan", "matikan", tetapi beberapa pemilik model suara lebih suka mengatur opsi mereka sendiri, yang pasti tidak akan Anda teriakkan secara tidak sengaja. Benar, perangkat yang mendukung fungsi pemilihan kata kode agak lebih mahal. Opsi terakhir dari kisaran umum adalah yang paling berteknologi maju. Miliknya desainnya dirancang sedemikian rupa untuk merespon gerakan manusia dan suaranya secara bersamaan

. Mereka ada untuk menghindari kegagalan umum, yang akan dibahas nanti.

Pro dan kontra
Semua keuntungan dari saklar tersebut menjadi jelas secara intuitif dari namanya saja. Sepanjang keberadaannya, model suara dan kapas telah menjadi bagian integral dari setiap rumah pintar, dan merupakan tambahan yang bagus untuk apartemen biasa.
Kerugian utama mereka bagi amatir radio adalah sirkuit yang sulit direproduksi. Namun, desain perangkat semacam itu jauh lebih rumit, yang berarti membuatnya sendiri tidaklah mudah. Jika Anda menemukan dan menggunakan skema sederhana, maka kelemahan ini secara bertahap memudar ke latar belakang.
Selain itu, tombol tepuk, seperti tombol suara, memiliki sejumlah kelemahan kecil yang akan terlihat oleh semua orang:

1. Mereka dapat bereaksi terhadap suara serupa, terutama versi vokalnya. Tentu saja, jika Anda mengucapkan frasa kode dalam konteks, misalnya, percakapan normal, cahaya di dalam ruangan akan bereaksi terhadapnya.
2. Cacat kecil dapat menyebabkan reaksi “lambat” pada perangkat ini. Hal ini sering terjadi ketika saklar akustik, yang desainnya agak lebih rumit, dibuat dengan tangan. Jadi, Anda harus memberikan perhatian khusus pada faktor ini sebelum Anda mulai mereproduksi sirkuit apa pun.
3. Jika sinyal - tepuk atau perintah - tidak cukup keras, kemungkinan besar perangkat tidak akan merespons. Sensitivitas yang rendah dari saklar-saklar tersebut diperlukan agar seseorang cenderung tidak mengalami masalah pertama dalam daftar ini.

Pada prinsipnya, kerugian ini dapat diatasi, tetapi bahkan seorang profesional pun tidak mungkin dapat menghilangkannya sepenuhnya - karena jika, misalnya, Anda meningkatkan sensitivitas, sakelar akustik akan mulai lebih merespons perintah "salah". sering.

Apakah mungkin untuk melakukan peralihan dengan tangan Anda sendiri?

Hanya seseorang yang sudah memiliki setidaknya beberapa pengalaman dalam bekerja dengan peralatan radio yang dapat membuat perangkat pengalih audio dengan tangannya sendiri. Untuk pemula dalam bisnis ini, sebaiknya gunakan rangkaian yang paling sederhana, yang juga tidak mudah ditemukan.
Berdasarkan data teknis, saklar kapas dan akustik standar beroperasi dengan parameter berikut:

• Tegangan listrik harus 220 (V) - yaitu, lampu pijar biasa bisa digunakan;
• Daya beban tidak boleh melebihi 300 (W);
• Suhu ruangan tidak lebih rendah dari -20 derajat, dan tidak lebih tinggi dari +45;
• Suara dapat disesuaikan dari 30 hingga 150 desibel;
• Perlindungan perumahan IP-30.

Ini adalah deskripsi karakteristik model populer "Ekosvet-X-300-L"; penekanan utama dapat diberikan pada mereka, karena opsi ini ideal untuk apartemen biasa.
Untuk membuat saklar akustik dengan tangan Anda sendiri, Anda juga perlu melihat diagram yang sesuai. Bagian dalam perangkat harus direproduksi pada chip terpisah. Jika Anda melakukannya tanpa banyak investasi waktu, maka yang terbaik adalah membeli seluruh bagian, yang darinya, dengan bantuan diagram, Anda dapat membuat struktur kerja.

Sakelar suara atau suara untuk rumah biasa tidak akan memiliki fitur apa pun selain mikrofon internal dan implementasi yang sedikit berbeda. Bagi mereka yang telah membuat sendiri peralatan komunikasi atau kendali radio, penerapan skema tersebut tidak akan memakan banyak waktu sama sekali.

Di mana saklar dipasang?

Sakelar kapas atau akustik yang dibuat menggunakan sirkuit mikro paling baik dipasang di dinding - di sana. Opsi do-it-yourself kemungkinan besar akan memiliki sensitivitas yang sangat rendah, kecuali, tentu saja, Anda melakukan penerapan sirkuit yang rumit.

Sakelar suara yang dibeli di toko khusus dapat dipasang di mana saja - bahkan di langit-langit. Sebelum ini, Anda perlu membiasakan diri dengan karakteristik teknisnya, dan, sekali lagi, memberikan perhatian khusus pada sensitivitas. Dalam hal ini, aturan yang paling sering berlaku adalah semakin mahal dan berteknologi maju suatu model, semakin besar fungsinya.

Penting untuk mempertimbangkan bahwa tombol suara atau tepuk yang dibeli di situs web China seharga dua sen kemungkinan besar tidak akan berfungsi dengan baik.
Jadi, untuk menghemat pembelian ini, lebih baik membuatnya sendiri menggunakan suku cadang yang diperlukan.