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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Motorrotationsvolumenmodulator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren Sie lassen sich alles einfallen, um Kunden in den Laden zu locken: blinkende Girlanden an den Schaufenstern, bewegliches Spielzeug in den Schaufenstern, sich ständig bewegende Modelleisenbahnen oder ein sich verneigender Hasenschreier, ein Cowboy aus Sperrholz, der höflich seinen Hut abnimmt und aufsetzt, und vieles mehr Andere. usw. Wenn ich mir das alles ansehe, möchte ich nur dem Cowboy zurufen, er solle schnell seinen Hut abnehmen, dem Hasen, er solle sich öfter verbeugen und dem Zug, er solle schneller fahren. Vielleicht leuchten die blauen Lichter der Girlande bei Pfeiftönen stärker, bei leisen Tönen die roten. Wenn eine solche Kontrolle von Umgebungsgeräuschen möglich wäre, würde die Vitrine zum Leben erwachen, wenn ein Auto in der Nähe auf der Straße vorbeifährt oder zwei Personen anhalten, um miteinander zu reden. Eine solche unterhaltsame Attraktion wäre ein zusätzlicher Attraktivitätsfaktor. Eine gute Dekoration des Platzes wäre ein Brunnen, der auf die Geräusche der Umgebung reagiert und nicht nur die Farbbeleuchtung, sondern auch die Höhe des Wasserstrahls ändert, indem er die Drehzahl des Pumpenmotors ändert. Die Schaltung, die die Drehung des Mikromotors durch die Lautstärke der Umgebungsgeräusche moduliert, ist in Abb. 1 dargestellt. Mit dieser Schaltung können Sie einen mikroelektrischen Motor antreiben, der über ein Getriebe eine Spiegelkugel mit einem darauf montierten Weihnachtsbaum dreht.
Die Schaltung enthält einen hochempfindlichen Verstärker basierend auf der Mikroschaltung D1 und den Transistoren VT4, VT6. Es wurde ein Mikrofon eines Hörgeräts verwendet (das in einem rechteckigen Metallgehäuse mit den Maßen 25 x 15 x 7 mm und einem Loch mit einem Durchmesser von 3 mm untergebracht war). Sogar leise Stimmen, die an der Wand des Raums gesprochen werden, der am weitesten vom Mikrofon entfernt ist, werden erfasst. Vom Ausgang des Verstärkers (vom Widerstand R19) wird das Signal an jede gekaufte oder selbstgebaute Farbmusikanlage geliefert. Trotz seiner hohen Empfindlichkeit ist der Verstärker resistent gegen Selbsterregung und resistent gegen Netzwerkhintergrund. Zu diesem Zweck wurden die Filter R4, VD1 verwendet; R9, C3, VD3; R13, C6; R14. Die gleiche Spannung an den gegenphasigen Eingängen der Mikroschaltung D1 wird durch die Widerstände R3, R5 eingestellt. Der Motor ist ein zu träges Gerät und hat im Gegensatz zum Lautsprecher keine Zeit, auf Schwankungen des elektrischen Stroms oder der Schallfrequenz zu reagieren. Es kann Zeit haben, auf die Lautstärkekomponente des Tons zu reagieren, die noch hervorgehoben werden muss. Wenn Sie einen Motor an den Ausgang eines Leistungsverstärkers anschließen, ändert sich die Drehzahl seiner Welle nicht, wenn sich die Amplitude der ausgegebenen Tonfrequenzschwingungen ändert, da sich ihr Effektivwert (konstante Komponente) nicht ändert. Damit der Motor auf Geräusche reagieren kann, ist es notwendig, die niedrigste Frequenzkomponente des Geräusches – Lautstärkeschwankungen – zu isolieren. Die Erkennung der Lautstärkekomponente des Schalls erfolgt durch Begrenzung des Signals von unten durch den Transistor VT4 und Glättung der empfangenen Impulse mit einem Filter an der Diode VD2 und dem Kondensator C1. Der Transistor VT4 begrenzt seine Grenzen, indem er seinen Arbeitspunkt in der Nähe des Sättigungsbereichs wählt. Daher ist der Transistor VT4 im Ausgangszustand maximal geöffnet und funktioniert nur zum Schließen. Je größer die Lautstärke (Amplitude) des Signals ist, desto stärker schließt es und kann sich aufgrund der entgegengesetzten Polarität der Halbschwingungswelle nicht stärker öffnen, da es sich nicht stärker als bis zur Sättigung öffnen kann. Wenn der Transistor VT4 gesättigt ist, schließt der Ausgang der Mikroschaltung aufgrund des Vorhandenseins des Widerstands R15 nicht mit der gemeinsamen Leitung kurz. Somit arbeitet der Transistor VT4 bei nichtlinearen Verzerrungen als Begrenzer und verstärkt nur die Hälfte des Signals (eine Halbwelle der Schwingungen), deren Effektivwert abhängig von der Amplitude der Schwingungen und der konstanten Komponente der Signalspannung variiert wird auf Null reduziert. Diese nichtlinearen Verzerrungen haben keinen Einfluss auf den Betrieb der parallel zum Widerstand R19 geschalteten Farbmusik-Set-Top-Box. Am Potentiometer R2 wird der Lautstärkeanteil des Signals isoliert, der über den Trennkondensator C2 zum Stromverstärker gelangt, der über Emitterfolger an den Transistoren VT3, VT5 erfolgt. Der Emitterfolger am Transistor VT1 und das Potentiometer R7 stellen den Nullpegel des Ausgangs ein, d.h. die Anfangsspannung am Motor und damit die Anfangsgeschwindigkeit seiner Drehung. Relativ zum Nullpegel erhöhen sich Spannung und Drehzahl, wenn ein Schall auftritt. Der Kondensator C2 differenziert die durch ihn hindurchgehenden Schwingungen, sodass sich die Motorwellendrehzahl bei konstanter Lautstärke dem ursprünglichen Zustand nähert. Sein Anstieg erfolgt mit zunehmender Lautstärke. Der Emitterfolger am Transistor VT1 verbessert die Wiederaufladung des Kondensators C2 und verhindert so eine Glättung der ausgewählten Lautstärkekomponente des Klangs. Potentiometer R2 stellt die Dämpfung des Signals ein, d.h. Es legt den Betrag fest, um den sich die Drehzahl erhöht, wenn die Lautstärke zunimmt. Der Transistor VT2 arbeitet wie ein Kompressor, komprimiert die dynamische Reaktion und reduziert die Nullpunktdrift, die mit der Zeit bei zunehmender Drehzahl auftritt. Wenn die Spannung am Motor M1 ansteigt, öffnet der Transistor VT2 stärker und verringert die Spannung am Widerstand R8 und damit den Ausgangsspannungspegel Null. Der Kondensator C7 glättet teilweise das Rauschen des Motors, das über den Transistor VT2 in den Eingang des Gleichstromverstärkers eindringt, und reduziert so die Rückkopplung. Der Mikrofonverstärker wird über die Stromversorgung der Farbmusikanlage mit Strom versorgt. Er arbeitet mit einer Versorgungsspannung von 9 bis 30 V. Bei einer anderen als der im Diagramm angegebenen Versorgungsspannung muss der Wert des Widerstands R11 so gewählt werden, dass der Arbeitspunkt des Transistors VT4 nahe dem Sättigungsbereich liegt. In diesem Fall reagiert der Motor bestmöglich auf eine Erhöhung der Lautstärke. Der Mikrofonverstärker sollte zusammen mit dem VM1-Mikrofon in einem separaten Gehäuse untergebracht und mit drei ineinander verschlungenen (zu einem Bündel verbundenen) Drähten an die Farbmusikanlage angeschlossen werden. Es kann nicht in den Körper einer Farbmusikinstallation eingebaut werden, da es auf das Summen eines Transformators reagiert, selbst wenn es für das Ohr nicht hörbar ist, und Thyristoren elektromagnetische Störungen induzieren. Spürt sogar das Brummen des Netztransformators durch den Tisch, wenn beide auf dem Tisch liegen. Der DC-Verstärkerblock (der verbleibende Stromkreis nach dem Mikrofonverstärker) kann, sofern Platz vorhanden ist, im Gehäuse der Farbmusikanlage oder in einem separaten Gehäuse untergebracht werden. Zur Einstellung müssen die Potentiometergriffe aus dem Gehäuse herausgeführt werden. Die Stromversorgung dieses Geräts erfolgt über einen separaten Transformator oder über eine spezielle Wicklung, die mit einem Draht mit einem Durchmesser von mehr als 0,35 mm auf den Leistungstransformator der Farbmusikanlage gewickelt ist. Der M1-Motor ist vom Mikrofon entfernt platziert und verbindet ihn über lange Kabel über einen beliebigen Steckertyp mit einem Gleichstromverstärker. Je lauter Motor und Getriebe sind, desto weiter entfernt sollte das Mikrofon von ihnen platziert werden, um Rückkopplungen zu vermeiden. Für eine bessere Geräuschabsorption empfiehlt es sich, den Motor und das Getriebe im Inneren des anzutreibenden Objekts unterzubringen. Der Motor kann durch MDP-1 oder einen anderen ähnlichen Motor ersetzt werden. Bei Verwendung eines Mikromotors mit höherer Betriebsspannung ist es erforderlich, die Versorgungsspannung der DC-Verstärkereinheit entsprechend zu erhöhen. Bei Verwendung eines leistungsstärkeren Motors wird der im Diagramm angegebene Strom überschritten und es ist erforderlich, den VT5-Transistor am Kühler zu installieren und durch einen leistungsstärkeren Motor mit derselben Leitfähigkeit, beispielsweise KT805B, zu ersetzen. Der Mikrofonverstärker ist ohne DC-Verstärkereinheit betriebsbereit. Bei der Einstellung kommt es darauf an, den Wert des Widerstands R11 entsprechend der maximalen Reaktion des Motors auf eine Erhöhung der Lautstärke und den Wert des Widerstands R17 auszuwählen, sodass der Transistor VT2 beginnt, sich leicht zu öffnen (die Spannung am Widerstand R8 beginnt abzunehmen). auf dem Nullniveau, das am häufigsten durch Potentiometer R7 eingestellt wird. Diese. Die anfängliche Motordrehzahl, die dem Benutzer am besten gefällt, sollte den Beginn des Öffnens des Transistors VT2 bestimmen. Wenn dann die Motordrehzahl steigt, öffnet der Transistor VT2 stärker und verringert die Spannung am Widerstand R8 stärker. Um eine Schaltung schnell und mit geringem Arbeitsaufwand zusammenzubauen, können Sie auf Leiterplatten verzichten und stattdessen auf die Oberflächenmontage in separaten Kunststoffgehäusen zurückgreifen. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für einen solchen Entwurf.
Der Mikrofonverstärker ist in einer rechteckigen Kunststoffbox 1 montiert, in der auch Armbanduhren verkauft wurden. Mikrofon VM1 und Kondensator C5 sind an den Seitenwänden von Box 1 festgeklebt. Ein Klumpen Restteile, nach Schema zusammengelötet, liegt frei in der Box. Wenn es dort ein wenig baumelt und beim Rütteln klappert, dann schadet ihm das nicht, solange die Anschlüsse der Funkelemente nicht kurzschließen und sie dafür recht starr sind und sich nie von alleine schließen vor Stößen, wenn sie beim Einbau nicht kurzgeschlossen werden. Biegsame und weiche Kabel wie Mikrofonkabel müssen mit einem Isolierschlauch ummantelt werden. Die Installation wird durch Löten mit einem aufgeklebten Kondensator C5 und drei am Gehäuse befestigten Ausgangsdrähten 2 daran gehindert, sich um das Gehäuse herum zu bewegen und mit dem Metallgehäuse des Mikrofons verbunden zu werden 1. Um diese Befestigung vorzunehmen, schneiden Sie einen Schlitz in die Wand des Körper mit einer solchen Breite, dass die Drähte mit der Isolierung darauf fest in das Rohr passen. Wenn die Drähte schräg geflochten sind, können Sie mit einem beliebigen Draht in der Nähe der Innenseite der Wand des Gehäuses 3 eine Schlaufe 1 bilden, um ein Herausziehen der Drähte aus dem Gehäuse zu verhindern. Die Stelle, an der die Ausgangsdrähte die Seitenwand des Gehäuses berühren, ist mit Kleber bedeckt. Sie müssen ein Loch 4 in das Gehäuse bohren, das mit dem Loch des VM1-Mikrofons übereinstimmt. In ähnlicher Weise wird in einem Abstand von 1 m vom Gehäuse des Mikrofonverstärkers eine runde Kunststoff-Cremebox 2 oder eine andere an seinen Ausgangsdrähten 5 angebracht. Es enthält auch eine montierte DC-Verstärkereinheit. Zwei Potentiometer R2, R7 Typ SP3-1a-0,25 werden von außen auf dem Deckel oder Boden der Box befestigt, indem ihre Anschlüsse mit einem heißen Lötkolben in den Kunststoff gedrückt werden. Die hindurchgeführten Leitungen werden im Inneren des Gehäuses gebogen und dienen zusammen mit den Leitungen der im Inneren des Gehäuses verklebten Großteile als Stützkontakte, an denen die Wandmontage durchgeführt wird. Praktische und schöne Griffe für variable Widerstände werden aus Stopfen (Kappen) hergestellt, die Zahnpastatuben abdecken. Sie können mit Epoxidharz auf die Widerstände geklebt werden. Der obere Teil des variablen Widerstands ist mit einer dünnen Schicht Plastilin bedeckt, mit Ausnahme eines rotierenden Kopfes mit einem Schlitz für einen Schraubendreher, der in das Loch des Gewindestopfens eingetaucht wird, wo Epoxidharz eingegossen wird. Nach dem Aushärten verbindet das Epoxidharz den Stecker sicher mit dem variablen Widerstandskopf. Die anderen festen Teile verkleben dank des aufgetragenen Plastilins nicht, das sich nach der Befestigung der Griffe leicht entfernen lässt. Drähte 5 vom Mikrofonverstärker treten in einen Schlitz in Box 2 ein und 5 Drähte kommen aus dem diametral gegenüberliegenden Schlitz in der Wand von Box 5 heraus. Es wurden zwei Drähte hinzugefügt, die mit einer zusätzlichen Wicklung verbunden waren, die am Leistungstransformator der Farb- und Musikinstallation angebracht war. Das Bündel aus ineinander verschlungenen Drähten endet mit einem fünfpoligen Stecker beliebiger Art, der für den Anschluss an eine Farbmusikanlage vorgesehen ist. Die in der Zeichnung angegebenen Leitungslängen sind nicht erforderlich, sondern dienen nur als Beispiel. Sie können mehrmals erhöht werden, bis eine Selbsterregung des Mikrofonverstärkers auftritt, die durch Erhöhung der Kapazitäten der Kondensatoren C3, C6, C8 beseitigt wird. Im Diagramm sind die Kondensatorwerte mit einem Rand angegeben. An der Seitenwand des Kastens 5 ist ein Transistorsockel 9 angeklebt. Er dient als Anschluss für die Mikromotordrähte. Seine Leitungen werden in im Gehäuse gebohrte Löcher eingeführt und im Inneren gebogen. Um zu verhindern, dass sich die Deckel der Boxen spontan öffnen, werden Polyvinylchlorid- oder Gummistücke auf die Innenfläche der Seitenwände geklebt (dort, wo der Deckel den Rest der Box berührt). Da sich der Transistor VT5 erwärmt, müssen Sie zur Belüftung an der Seitenwand von Box 5 mindestens zwei Löcher mit einem Durchmesser von 4 mm an diametral gegenüberliegenden Stellen der runden Seitenfläche bohren. Ein durch die beschriebene Schaltung gesteuerter Mikroelektromotor aus Kinderspielzeug bewältigt problemlos die Drehung einer Spiegelkugel auf Basis eines Schülerglobus, auf der ein künstlicher Weihnachtsbaum mit glänzenden Nadeln und einer Stammlänge von 0,8 m montiert ist. Autor: V.Yu.Solonin
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