Autor: Andy Collinson email Alarm dla chrapaczy

Ideą alarmu dla chrapaczy jest obudzenie chrapiącego, lecz nie wszystkich domowników. Do obudzenia śpiącego wykorzystany jest wibrator, a nie alarm dźwiękowy. Wibrator jest zrobiony z małego silniczka, ukrytego w 35mm pudełku po kasecie, które może być umiejscowione pod materacem, lub pod poduszką. Układ ma wskaźnik poziomu, zmienny (regulowany) poziom wyzwalania, oraz wskaźnik wyzwalania.

Ten alarm dla chrapaczy jest zaprojektowany, by był wyzwalany po czasie regulowanym po VR2. Nie będzie aktywowany krótkimi głosami, np. otwieranie drzwi, czy klakson samochodu, ale czeka na zamiast tego ustawia opóźnienie wyzwalania. Chrapanie jest ciągłe przez kilka, kilkanaście sekund, tak więc wyzwalanie zdąży się ustawić. Poziom głośności na który ma reagować układ regulujemy VR1, inaczej dla cichego, inaczej dla głośnego chrapania. Aktywowany alarm delikatnie budzi śpiącego. Proponuję użyć małego silniczka DC, włożonego w 35mm pudełko po kasecie, z którego wyprowadzone jest również gniazdo JACK 3,5mm w celu podłączenia do głównej jednostki. Układ można podzielić na cztery główne części, pokazano je na rysunku poniżej:

Od lewej strony patrząc mamy mały elektretowy mikrofon. Następnie filtr dolnoprzepustowy zrobiony na wzmacniaczu operacyjnym IC1, by wyeliminować głosy wyższych częstotliwości. Wzmacniany sygnał jest przetwarzany na napięcie stałe, by sterować wzmacniaczem operacyjnym IC2. Napięcie stałe jest dodatkowo filtrowane, by było kilka sekund opóźnienia do włączenia silniczka. IC3 porównuje nastawione napięcie z VR2 z napięciem na ładującym się kondensatorem C8, a właściwie to odwrotnie, gdyż napięcie na VR2 jest tutaj źródłem odniesienia. Kiedy ustalony próg zostanie przekroczony, wyzwalany jest tajmer i uruchamiany silniczek. Silniczek jest uruchamiany od razu, lub też może być opóźniony poprzez użycie potencjometru w miejsce R15.

Dźwięk jest odbierany przez mikrofon i wzmacniany przez IC1. W prototypie była użyta wkładka elektretowa (ecm), ale lepszy będzie tu mikrofon dynamiczny o impedancji 200 - 1k omów. Jeśli użyjesz mikrofony dynamicznego, pomiń R1. IC1 pracuje jako aktywny filtr, który usuwa górne częstotliwości. Dla niskich częstotliwości wzmocnienie jest równe 47 razy, oraz spada powyżej częstotliwości 1kHz. VR1 ustala poziom tego stopnia. IC2 jest aktywnym prostownikiem. Ma on stałe wzmocnienie ustalane poprzez stosunek R7/R6, dioda 1N4148 w sprzężeniu zwrotnym obcina ujemną połówkę sygnału audio, a dodatnią przepuszcza do filtrowania. R4, R5 i C2 ustawiają wejście nieodwracające IC1 i IC2 na wartość połowy zasilania. Wartość szczytowa sygnału poprzez C5 i R8 do LED1 daje nam wskaźnik poziomu sygnału w szczycie. LED1 świeci ciągle, ale jaśniejsze rozbłyski świadczą o szczycie. Poprzez VR1 można regulować miganie LED1.

Jeśli chrapanie jest przerywanym sygnałem, układ będzie tylko się wyzwalał gdy ktoś zacznie chrapać. Jeśli nie będzie opóźnienia, układ zadziała nawet przy głosach z tła. Nawet kilka stopni wysokich częstotliwości może wzbudzić alarm, ponieważ dźwięk składa się z częstotliwości podstawowej i jej harmonicznych. Stąd klakson, otwarcie drzwi w środku nocy, może alarm włączyć, zatem potrzebne jest opóźnienie wejściowe.

Opóźnienie wejściowe jest ustalane poprzez C8 i R12. Połowa obciętego sygnału z IC2 wykorzystana jest do powolnego ładowania C8, kondensatora elektrolitycznego 33uF. C8 ładuje się poprzez ten sygnał, który powstaje dzięki chrapaniu. Gdy nie ma sygnały wejściowego C8 rozładowuje się poprzez R12 i R11. Następnie obcięty sygnał przez D2, R9 i R10 dostarcza małego wyprzedzenia przesyłu niż D2 (1N4148) w kierunku przewodzenia. Przeładowuje to C8 bez sygnału na kilka dziesiątych części volta. Da opóźnienia IC3 wykorzystuje zmienny poziom VR2. Co się dzieje ze wskaźnikiem wyzwalania LED2 ? Wyjście IC3 jest normalnie w stanie wysokim, a zmienia się na niski podczas wyzwalania.

Jeśli kondensator jest ładowany poprzez stały prąd DC, wówczas czas może być przeliczony, jednakże gdy ładowanie nie jest stałe, wówczas obliczenia stają się trudne. Najlepszym wyjściem jest eksperymentowanie, z wartościami jak na schemacie w moim prototypie, opóźnienie wahało się w przedziale 2-10 sekund.

Ostatecznie blok wyzwalania. Wyjście Z opóźniacza jest normalnie w stanie wysokim, i spada do małej wartości przy rozpoczęciu chrapania. Wyzwalany zostaje tajmer 555 pracujący w układzie monostabilnym. Czas ustalany jest ze wzoru 1,1 x R15 x C9, co daje 24,4 sekundy dla wartości na schemacie. R15 może być regulowane, a zamienienie go na potencjometr 4M7 daje na wyjściu 114 sekund. Wyjście 555 dostarcza do 200mA prądu, ale użyte w dalszym stopniu darlingtony, wydalają przy 3A. Gdy obydwa tranzystory są całkowicie otwarte, cała moc zostaje rozproszona, więc nie potrzebują radiatorów.

Zanim zbudujesz to urządzenie, wykonaj parę eksperymentów z silniczkiem. Proponuje użyć 9V lub 12V małego silniczka zamkniętego w pudełku po kasecie. Nie powinno się wykorzystywać silniczków, których pobór prądu przekracza 1A. Skrzynkę chowamy pod materacem, lub poduszką. Jeśli wibracje są zbyt duże wówczas dodaj w szereg z silniczkiem opornik. Do zmierzenia prądu potrzebujesz amperomierza. Jeśli prąd pobierany przez silniczek jest mniejszy od 200mA, wówczas można go sterować bezpośrednio z wyjścia tajmera, a Q1, Q2 i R16 nie będą potrzebne. Wykonaj te doświadczenia, by zapewnić odpowiednią siłę do obudzenia chrapiącej osoby.

VR1 reguluj przy chrapaniu, LED1 będzie migać, ponieważ pracuje jako detektor szczytu, będzie rozbłyskiwać jaśniejszym światełkiem. Ładuje się wówczas powoli C8. VR2 ustawiamy tak by alarm załączał się po kilku sekundach od rozpoczęcia chrapania. Testy przeprowadzać można kładąc się na łóżku i udawać chrapanie.

wróć (go back)