Interruptor Activado por Sonido [Proyecto 1]

 Funcionamiento.

En este proyecto se va a construir un dispositivo que nos ayudara a realizar algunas tareas de una manera sencilla. Se trata de un interruptor activado por sonido, el cual permite conectar o desconectar cargas de baja potencia como lámparas, televisores, radios, equipos de sonido, motores etc. Mediante los ruidos producidos por las palmadas, voces, golpes y otras fuentes sonoras. Las cargas a manejar deben trabajar con 110 o 220 v AC y no deben exceder de 500w. 

  

El umbral de sensibilidad es ajustable dentro de un amplio rango, facilitando su adaptación a sonidos de cierta intensidad; por ejemplo una palmada fuerte o un grito, la carga se conecta y se desconecta automáticamente cada vez que el nivel del sonido producido excede el umbral previamente establecido. El sistema ofrece su máxima sensibilidad para sonidos con frecuencias entre 360Hz y 480Hz pero estos límites pueden ser fácilmente alterados por el usuario para adecuar el interruptor a sus necesidades particulares, el circuito de control opera con una batería alcalina de 9  VDC. Aclaro que en la presentación del circuito en proteus se trabaja con una alimentación de 5vc.

 

 Sistemas de Utilización.

El sistema utiliza como sensor de sonido un micrófono electret y consta básicamente de un filtro activo pasabanda, un comparador de voltaje, un circuito monoestable, un flip-flop  y una interface de potencia, la conexión y desconexión de la carga la realiza un relé electromecánico. 

El micrófono convierte las ondas sonoras incidentes, originadas por golpes palmadas etc. En señales eléctricas  equivalentes que se aplican a la entrada de un filtro activo pasabanda. Este ultimo esta desarrollado alrededor del amplificador operacional   LM 358 (IC1a) y cumple la función básica de proporcionar una alta ganancia para señales con frecuencias entre 360Hz y 480Hz mientras atenúa  o debilita las  señales por fuera de este intervalo. 

Los límites inferior y superior de las frecuencias aceptadas los establecen  respectivamente  las redes RC de entrada (R1, R2, C1) y  de realimentación (R3, C2). La corriente  de polarización del micrófono electret la proporciona R1. El condensador C1 elimina el nivel DC de la señal entregada por el micrófono.  En la figura que se muestra a continuación veremos cada uno de los componentes antes mencionados.

El monoestable produce un pulso  de unos pocos segundos de duración. Activo en nivel alto, a partir del momento en el que el comparador detecta el cambio  en la señal de audio. Este pulso se aplica a la entrada del flip-flop (IC2a) obligándolo a cambiar el estado o nivel lógico de su salida, la salida del  último flip-flop  (pin 1 del IC2) maneja, por intermedio del transistor Q1, un relé que conecta y desconecta la carga. Cualquier cambio producido en la señal  de salida del filtro activo durante el ciclo de temporización del monoestable es ignorado por el resto del circuito. Así se evita se evita el disparo reiterado del flip-flop mientras se extingue el sonido de activación. Sin esta acción de enmascaramiento introducida por el temporizador. El estado final de la carga (conectada o desconectada) seria incierto. En este sentido el monoestable realiza una  función similar a las de los eliminadores de rebote, utilizados para conectar interruptores electromecánicos con circuitos lógicos.

Esta etapa la veremos a continuación. 

 

Tiempo de Enmascaramiento.

El tiempo de enmascaramiento del sonido de activación se fija mediante el reóstato P2 y depende también del valor del condensador C5. Una vez finalizada la temporización, C5 se descarga rápidamente a través  de D2 y el circuito queda a la espera del próximo pulso de disparo. La carga conectada al circuito se energiza cuando  la salida del flip-flop IC2b (pin 1) es de nivel alto y se desenergiza cuando esta salida es de nivel bajo.