Голосове керування апаратурою. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Голосове керування апаратурою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження

Коментарі до статті

При користуванні побутовими електроприладами (наприклад, електричним світильником) виникає незручність: ви хочете спокійно заснути, але доводиться вставати, підходити до розетки і виймати з неї вилку. Пропонований електронний пристрій дозволяє керувати (включати в роботу або вимикати) різними побутовими приладами на відстані звуками, що просто вимовляються. Досить сказати певне слово і будь ласка: запрацював (або замовк) радіо або телевізор; спалахнув (або погас) електричний світильник або ялинкова гірлянда.

Пристрій складається з пульта та трьох перемикачів. Для управління використовуються три командні слова: "світло" - для включення світильника, "колір" - для включення ялинкової гірлянди, і "звук" - щоб запрацював радіоприймач.

Схема пульта, що містить блок фільтрів, у яких відбувається аналіз частоти та амплітуди звукового сигналу (сказаного слова), зображено малюнку 1.

Мал. 1. Принципова електрична схема пульта керування побутовими приладами голосом (натисніть , щоб збільшити)

Результати аналізу передаються у схему пам'яті порівняння з командними словами. При їх збігу зі схеми пам'яті видаються сигнали керування для увімкнення або вимкнення світильника, ялинкової гірлянди або радіоприймача.

Мовний сигнал з мікрофона ВМ1 надходить на бази транзисторів VT1, VT11, VT22 та VT25 блоку фільтрів. На транзисторах VT2, VT3, VT4 зібраний фільтр вищих частот, що виділяє з мовного сигналу шиплячі звуки "с, ц, з", які відфільтровуються високочастотним фільтром, проходячи ланцюгом С1 - VT2 - VT3 - R6 - VT4. Додатково сигнал звуків "з, ц, з" фільтрується ланцюгом на транзисторах VT5 і VT6, конденсаторі С2, резисторах R8 - R11. Отримана постійна напруга, що дорівнює за рівнем сигналу звуку "з", пропускає ланцюг R12 - C3 - R13. Сигнал звуків "з, ц, з" з їх рівнем напруги проходить по ланцюгу R32 – С5 – R34. Цей сигнал звуків "з, ц, з" через резистор R33 відкриває транзистор VT15. Надійшов через діод VD2 на базу транзистора VT7 мовний сигнал звуку "з" відкриває його, а транзистор VT8 при цьому закривається. Напруга, що утворюється на колекторі VT8, заряджає конденсатор С4. Заряджений конденсатор підтримує у відкритому стані транзистор VT7, а транзистор VT8 залишається закритим. Сигнал звуку "з", що надійшов на базу транзистора VТ7, запам'ятовується логічним елементом, зібраним на транзисторах VТ7 і VТ8, резисторах R14 - R17, конденсатор С4 схеми пам'яті. Сигнал високого рівня з колектора транзистора \/Т8 проходить подвійну лінію затримки, зібрану на транзисторах \/Т9 і VТ 10, резисторах R18 - R22, конденсаторі С6, діоді VD1 і транзисторах VТ19 і VТ21, R23 R67, резисторах R69 , конденсаторі С70, діоді VD72 і через діод VD12 надходить на базу транзистора VТ9, відкриваючи його. У цьому транзистор VТ4 закривається. Напруга на його колекторі дорівнюватиме нулю. Не буде сигналу запам'ятовування звуку "с".

При надходженні через діод VD3 сигналу звуків "ц" або "з" на базу VТ16 транзистор відкривається, а VТ17 закривається. Даний логічний елемент схеми пам'яті (транзистори VT16, VT17) запам'ятовує сигнал звуку "ц" або "з" на час проходження напруги високого рівня з колектора транзистора VТ17 через лінію затримки на транзисторах VТ18 і VТ20, резисторах R39 - R43, конденс . Через діод VD7 напруга високого рівня, надходячи з урахуванням транзистора VТ5, відкриває його. У цьому транзистор VТ 6 закриється. Напруга на колекторі транзистора VТ17 дорівнюватиме нулю. Не буде сигналу запам'ятовування звуку "ц" або "з".

У момент часу, коли напруга на колекторі транзистора VТ8 буде високого рівня, тут є сигнал звуку "з", який, проходячи через резистор R97 на базу транзистора VТ46, відкриє його. Далі, напруга високого рівня з колектора транзистора VТ17 через резистор R105 відкриває транзистор VТ51, який, у свою чергу, блокує відкриття транзистора VТ49, не даючи надходити через резистор R101 напруги високого рівня колектора транзистора VТ33. Одночасно напруга високого рівня колектора транзистора VT17 через резистори R81 і R109 надходить на бази транзисторів VТ39 і VТ53, відкриваючи їх. Колектори VТ39 і VТ53 пов'язані з емітерами транзисторів VТ38 і VТ52, що, своєю чергою, дає можливість відкрити ці транзистори при надходженні з їхньої бази напруги високого рівня.

Функції першого фільтра нижніх частот виконують транзистори VТ12 – VT14, резистори R25 – R31, конденсатори С8 та С9 Звукові сигнали проходять через даний фільтр. Відкритий транзистор VT15 перешкоджає проходженню шиплячих звуків у мовному сигналі з колектора транзистора VT14, звідки низькочастотний сигнал надходить через резистор R76 базу транзистора VT36, відкриваючи його. У цьому транзистор VT37 закриється. Висока напруга, що утворюється з колектора транзистора VT37 через конденсатор С20 (що згладжує пульсації високої напруги), резистор R85 надходить на базу транзистора VT40, відкриваючи його. Напруга на дільнику напруги, що складається з резисторів R84 і R89, дорівнюватиме нулю через діод VD10 і відкритий транзистор VT40.

Пройшовши через перший фільтр, мовний сигнал слова "звук" надходить у вигляді звуку "вук" через резистор R107 на конденсатор С25, напруга якого виділяється, проходячи через резистор R108 і діод VD14, відкриває транзистор VT52 схеми пам'яті. Транзистор VT53, що стоїть в ланцюзі емітера транзистора VT52, також відкритий, так як на його базі є напруга сигналу запам'ятовування звуку "з", що приходить з колектора транзистора VT17 через резистор R109. При цьому закривається транзистор VT54, а напруга високого рівня з колектора через резистор R115 відкриває транзистор VT56. При настанні паузи (слово сказано) відкривається транзистор VT55, так як у ланцюзі дільника напруги резисторів R84, R89 закриється транзистор VT40 і напруга високого рівня через резистор R114 відкриє транзистор VT55. Тоді транзистор VT57 закриється і високий рівень напруги на його колекторі через резистор R123 надійде на базу транзистора VТ61, відкриваючи його. Транзистор VТ62 також відкрито. Закриється транзистор VТ63, і високий рівень напруги на його колекторі надійде на вихід 12 пульта управління.

Другий низькочастотний фільтр містить транзистори VТ25, VТ27, VТ29, резистори R50, R52, R54, R55, конденсатор С15.

Вищі частотні складові звукового сигналу проходять через фільтр ланцюга С13 - VТ23 - R47 - С14 - VТ24 - Н49 - VТ26 - R5З, надходячи на базу транзистора VТ28, відкриваючи його і перешкоджаючи проходженню з колектора транзистора VТ25 .

в результаті цього мовний сигнал з колектора транзистора VT25 проходить далі по ланцюгу С15 - VT27 - R54 - VT29 - R56 - С16 - VT30 - R58 - VT31, де напруга, що утворюється на колекторі транзистора VT31 надходить через резистор R77 відповідає сигналу звуку "віт" у слові "світло" або "колір". Напруга, що виділяється на конденсаторі С24 через резистор R24, діод VD80 відкриває транзистор VT12 схеми пам'яті. Транзистор VT38, що стоїть в його емітерному ланцюгу, також відкритий, так як на його базу надходить напруга високого рівня сигналу запам'ятовування звуку "ц" або "с" з колектора транзистора VT39 через резистор R17. У цьому транзистор VT81 закриється. Високий рівень напруги, що утворився на колекторі, через резистор R41 відкриє транзистор VТ90. Транзистор VТ43, що стоїть у ланцюзі його колектора, при паузі, коли слово вимовлено, також буде відкритий. Закриється транзистор VТ42. Напруга високого рівня з його колектора через резистор R44 відкриє транзистор VТ95, в емітерному ланцюзі якого стоїть транзистор VТ58, який відкритий високим рівнем напруги на його базі з дільником напруги на резисторах R59 і R120. Відповідно цьому буде закритий транзистор VТ121, а високий рівень напруги, що утворився, на його колекторі надійде на вихід 60 пульта управління. Таким чином, на виході 9 пульта керування з'явиться сигнал команди керування словом "колір".

Якщо буде вимовлено слово "світло", сигнал звуку "з" з колектора транзистора VТ8 через резистор R97 своїм високим рівнем напруги відкриє транзистор VТ46, тоді напруга на дільнику з резисторів R120, R121 стане рівним нулю. Внаслідок цього закриється транзистор VТ59 і відкриється транзистор VТ60. На колекторі з'явиться низький рівень напруги. Сигналу керування на виході 9 пульта не буде. Колектор відкритого транзистора VТ46, пов'язаний через діод VD13 з емітером транзистора VТ45 забезпечує проходження через нього сигналу з резистора R95 через перехід "база, емітер і його відкриття". При цьому транзистор VТ47 закриється, на його колекторі з'являється високий рівень напруги, що надходить на вихід пульта 6 управління, що відповідає команді управління слова "світло".

При проголошенні слова, закінчення якого прозвучить як слово "світло" або будь-яка злита мова зі словами "світло", "колір" та "звук", на колекторі транзистора VТЗЗ з'являється високий рівень напруги, який проходить через резистор R101 на базу транзистора VТ49, відкриваючи його, що, у свою чергу, перешкоджає появі високого рівня напруги на колекторі транзистора VТ17 схеми пам'яті і як наслідок - відсутності високого рівня напруги на виходах 6, 9, 12, що відповідало б командам управління слів "світло", "колір", " звук". Тут першим з'являється високий рівень напруги на колекторі транзистора VТ 17, який через резистор R105 відкриває транзистор VТ51, колектор якого з'єднаний з колектором транзистора VТЗЗ, не даючи можливості появи високого рівня напруги на його колекторі і відкриття транзистора VТ49. Високий рівень напруги, що утворюється на колекторі транзистора VТ41 при надходженні слів "світло" або "колір" через резистор R128, відкриває транзистор VТ64, а низький рівень напруги, що утворюється на його колекторі, через резистор R129 закриває транзистор VТ62, колектор якого з'єднаний з. В результаті цього транзистор VТ61 відкриється і на його колекторі буде присутній низький рівень напруги. Це не дозволяє з'явитися на виході 63 пульта сигналів керування командними словами "світло" або "колір". Усі три послідовно команди надходять кожна на свій вихід.

У пульті використано мікрофон "Шорох-5". Креслення друкованої плати пульта управління розмірами 180x155 мм показано малюнку 2.

Мал. 2. Топологія друкованої плати пульта управління (позначення бази, колектора та емітера транзисторів – латинськими літерами В, С та Е відповідно) (натисніть для збільшення)

Сигнали керування з виходів 6, 9, 12 пульта надходять на входи перемикачів. Всі перемикачі пристрою однакові, так що достатньо розглянути роботу одного з них.

Перемикач (мал. 3) дозволяє вмикати або вимикати різні пристрої під час подачі на його вхід сигналу, що управляє.

Мал. 3. Принципова електрична схема та топологія друкованої плати перемикача (позначення бази, колектора та емітера транзисторів – латинськими літерами В, С та Е відповідно) (натисніть для збільшення)

Пристрій працює наступним чином. Напруга живлення +12В подається на вхід 4 з пульта управління, перший перемикач - з виходу 5, на другий перемикач - з виходу 8, на третій перемикач - з виходу 11. Мінусовий вхід 6 з'єднаний у першого перемикача з виходом 7 пульта, а вихід 10 пульта - з мінусом другого перемикача та вихід 13 - з мінусом третього перемикача. На вхід 5 надходить сигнал управління (напруга високого рівня), який проходить через резистор R1 та резистор R2, діод VD1 на базу транзистора VT1, відкриваючи його, при цьому транзистор VT2 закривається. Напруга, що утворюється на його колекторі, заряджає конденсатор С1, який через резистор R9 підтримує у відкритому стані транзистор VT1, а транзистор VT2 в результаті цього залишається в закритому стані.

Вступ 5 сигнал управління транзисторами VT1 і VT2 запам'ятовується. Тепер напруга високого рівня колектора транзистора VT2 надійде через резистор R7 на базу транзистора VT3, відкриваючи його, відкриється і транзистор VT4, який включить реле К1. Замкнуться його контакти, і увімкнеться виконавчий пристрій. Одночасно з цим напруга високого рівня колектора транзистора VT2 надійде через резистор R10, конденсатор С2, резистор R14 із затримкою на базу транзистора VT5, відкриваючи його, а транзистор VT6 закриється. Черговий сигнал керування, що надійшов на вхід 5, проходить через резистор R2, діод VD2 на колектор відкритого транзистора VT5, а також сигнал проходить через резистори R1 і R5 на базу транзистора VT2, відкриваючи його. Через відкритий транзистор VT2 розрядиться конденсатор С1. Закриються транзистори VT3 та VT4. Вимкнеться реле К1 та виконавчий пристрій.

При черговому надходженні сигналу управління спрацює реле К1, замкнуться контакти 3, 2 і включиться виконавчий пристрій. Подальший сигнал керування через реле К1 вимкне виконавчий пристрій і т.д.

У пристрої використано реле К1 типу FRS10С-03. Реле 12В: 3A/125V. Конденсатори С1, С2 – електролітичні. Резистори – типу МЛТ на 0,125 Вт. Топологія друкованої плати розмірами 75x30 мм зображено малюнку 3.

Дивіться інші статті розділу Годинники, таймери, реле, комутатори навантаження.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Карборунд із шин 18.10.2010

Проблема використання автомобільних покришок, що відслужили, гостро стоїть у всьому світі. Новий варіант пропонує турецька дослідницька компанія "Тубітак": із шин можна робити карборунд, матеріал, ціна якого сягає 13 тисяч доларів за тонну.

Карборунд (карбід кремнію) складається з атомів вуглецю і кремнію, розташованих в алмазоподібних кристалічних ґратах. Він ненабагато відстає від алмазу за твердістю. Карборунд застосовується як абразив, у ріжучих інструментах, у гальмівних колодках гоночних автомобілів, у бронежилетах і навіть як напівпровідник в електроніці високої напруги.

По турецькому методу покришки нагрівають при обмеженому доступі кисню, причому гума перетворюється на сажу і суміш горючих газів з переважанням водню. Сажу змішують з піском (джерелом кремнію) і, використовуючи горючі гази, що виділилися, нагрівають до 2000 градусів Цельсія. Виходить високоякісний карборунд.

Інші цікаві новини:

▪ Модель мозку зі стовбурових клітин

▪ Колір за прикладом восьминога

▪ Транзистор з троянди

▪ Очі молі допоможуть рентгенології

▪ Феромагнітний напівпровідник

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Переговорні пристрої. Добірка статей

▪ стаття Виготовлення деталей із епоксидної смоли. Поради домашньому майстру

▪ стаття Для чого у зубатки вуса? Детальна відповідь

▪ стаття Нічний сторож дитячого садка. Посадова інструкція