Control de sonido (Vox) (ART1017S)

Este circuito, sensible al sonido, dispara un relé por un tiempo, que puede ajustarse en una amplia gama de valores, al menor ruido como por ejemplo el golpe de palmas, un grito o silbido o la caída de un objeto. Acoplado al obturador automático de una cámara fotográfica, permite realizar fotos muy rápidas como el desbordamiento de un globo o la instantánea de un plato que rompe contra el suelo. Otra aplicación es en una alarma de sonido de gran sensibilidad que dispara una alarma con el menor ruido de un intruso. Entre las aplicaciones industriales podemos citar automatismos disparados por el sonido.

     Las llaves de audio, relés de sonido, controles por sonido o simplemente "vox" son circuitos electrónicos de gran utilidad en muchas aplicaciones prácticas.

     Básicamente ellos consisten en un micrófono acoplado a un sensible amplificador que dispara un relé cuando el micrófono capta cualquier sonido.

     Nuestro circuito tiene algunas características importantes que lo hacen, útil en una gama muy amplia de aplicaciones. Entre ellas destacamos el control del punto de disparo y sensibilidad que permite su utilización incluso con sonidos muy débiles y, además, el control de temporización. Este control de temporización varía tiempos de algunos segundos hasta varios minutos y hasta puede ser modificado con el cambio de pocos componentes.

     La carga controlada depende del relé usado y si tiene contactos reversibles podemos incluso usarlo de modo inverso: apagando algo al menor ruido.

     El circuito se alimenta con una fuente de 12 volts y su consumo con el relé abierto (desarmado) es muy bajo, lo que significa que puede permanecer todo el tiempo conectado sin el peligro de un aumento perceptible en la cuenta de energía. En realidad, la potencia requerida en la condición de espera es inferior a 1 watts.

     El montaje no ofrece dificultades porque no hay puntos críticos y el micrófono puede alejarse del circuito si se utiliza un cable blindado. La distancia máxima recomendada para el micrófono es de 10 metros. Para mayor distancia, se recomienda que el aparato quede lejos de la carga controlada y no del micrófono.

 

   Características:

• Tensión de alimentación: 12 volts (fuente o batería)

• Temporización: 5 segundos a 8 minutos

• Carga máxima: depende del relé

• Corriente de reposo: 5 mA (tip)

 

        COMO FUNCIONA

     El sonido captado por un micrófono de electreto se convierte en una señal eléctrica que, a través de C1, se aplica a la base de un transistor amplificador en la configuración de emisor común. En el colector de este transistor, de donde la señal es retirada, existe un trimpot que permite ajustar el punto de amplificación ideal del paso siguiente que cuenta con un amplificador operacional con transistores de efecto de campo MOS de entrada del tipo CA3140. Los equivalentes se pueden experimentar como los de la serie TLC o TL.

    La ganancia del amplificador operacional, que es el paso siguiente de amplificación de la señal, es controlado por el potenciómetro P2. Este ajuste determina la sensibilidad del circuito.

    La señal amplificada aparece en la salida (pines 6) del amplificador operacional y se aplica al terminal de disparo de un monoestable 555.

    El monoestable posee en la red de temporización el capacitor C3 que determina rango de tiempos, y además el potenciómetro P3 que permite el ajuste del tiempo en que su salida va a permanecer en el nivel alto después del disparo.

     Tiempos mayores que 8 minutos pueden obtenerse con el aumento de C3 a 1 000 uF y de P3 a valores hasta 2,2 M ohms. Los valores mayores no se recomiendan porque las fugas que existen normalmente en los capacitores electrolíticos pueden instabilizar el funcionamiento. En estos casos, el capacitor debe ser de excelente calidad (sin fugas).

     Con un sonido captado por el micrófono la salida del CI-1 (CA3140) va momentáneamente al nivel bajo disparando el monoestable 555. En estas condiciones, con su salida yendo al nivel alto por un cierto tiempo el transistor Q2 es saturado y el relé cierra sus contactos .

     La carga conectada al relé es entonces accionada por el tiempo deseado. Al final de la temporización el relé desarma y el circuito está listo para un nuevo disparo con la captación de nuevos sonidos.

     

MONTAJE

     En la figura 1 tenemos el diagrama completo del Control por Sonido o Llave de Audio.

  


 

 

 

   En la figura 2 tenemos la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso.

 

 


 

 

 

     Para mayor seguridad y facilidad de montaje sugerimos el uso de sockets para los circuitos integrados e incluso para el relé, dependiendo de su tipo. En realidad, será interesante tener antes en manos el relé para luego dibujar la placa, pues dependiendo de su base pueden ser necesarios cambios en su diseño.

     Cualquier relé de 12 volts con corriente de bobina de hasta 50 mA puede ser usado.

Los demás componentes comunes y sus especificaciones se pueden encontrar en la lista de materiales.

     Para el micrófono hay dos posibilidades: acoplar un jack de entrada y utilizar un micrófono con un cable o embellecer el propio micrófono en la caja que aloja el conjunto teniendo un pequeño orificio para entrada del sonido.

     Una fuente de alimentación de 12 volts para este circuito se muestra en la figura 3.

 


 

 

 

   El transformador debe tener bobinado primario de acuerdo con la red de energía y secundaria de 12 + 12 V con corriente de al menos 300 mA. El circuito integrado 7812 de esta fuente no necesita ser dotado de radiador de calor, ya que el consumo del aparato alimentado es pequeño.

 

PRUEBA Y USO

     Conecte a la salida del circuito algún tipo de aparato cuyo funcionamiento pueda ser monitoreado como, por ejemplo, una lámpara.

     Conecte el aparato y coloque P3 en la posición de temporización mínima. Ajuste entonces P1 hasta que el relé se desarme.

     Golpeando las palmas delante del micrófono actúe sobre P1 y P2 hasta obtener el punto de disparo del relé.

     Obtenido el ajuste es sólo usar el aparato.

     En la figura 4 tenemos el modo de usar el aparato para disparar una alarma o enciende una luz en el momento en que el micrófono captar cualquier tipo de sonido.

 

 


 

 

 

     Coloque el micrófono de modo que sólo el sonido deseado provoque el disparo del aparato. Un capacitor de 10 nF a 100 nF se puede conectar entre el pasador 3 del CA3140 y la línea negativa de alimentación (0 V) para evitar el disparo con sonidos muy agudos.

       

     Semiconductores:

     CI-1 - CA3140 - circuito integrado, amplificador operacional con JFET - ver texto para equivalentes

     CI-2 - CI-2 - 555 - circuito integrado, temporizador

     Q1, Q2 - BC548 o equivalente - transistores NPN de uso general

     D1 - 1N4148 o equivalente - diodos de uso general

     

Resistores: (1/4 W, 5%)

     R1, R4, R6 - 10k ohms

     R2 - 2,2 M ohms

     R3 - 47 k ohms

     R5 - 100 k ohms

     P1 - 10 k ohms

     P2 - 2,2 M ohms

     P3 - 1 M ohms

     

Capacitores:

     C1 - 4,7 uF / 12 V - electrolítico

     C2 - 470 nF - cerámico o poliéster

     C3 - 470 uF / 12 V - electrolítico

     

Varios:

     MIC - micrófono de electreto de dos terminales

     K1 - Relé de 12 V sensible

     Placa de circuito impreso, material para fuente de alimentación, caja para montaje, cable blindado para el micrófono, botones para los potenciómetros, toma para la carga externa, hilos, soldadura, etc.