Con este conmutador activado por sonido, el control por sonido puede ser muy útil, no sólo en un robot, sino también para introducir un poco de automatización del hogar, por ejemplo, una luz activada por sonido que responda a un golpe en la puerta o a un aplauso. La luz se apagará automáticamente después de unos segundos. Un uso alternativo es la protección contra robos - si alguien quiere abrir la puerta o romper algo (provocando ruidos al actuar el ladrón) la luz se enciende, lo que sugiere que hay alguien en su casa.

El circuito puede trabajar con cualquier fuente de alimentación regulada de 5-12 Vdc. El relé empleado en este circuito como elemento conmutador ha de tener su bobina adecuada a la tensión de alimentación empleada.

Cuando conecte por primera vez la tensión de alimentación al circuito, el relé será activado por el efecto de la carga inicial del condensador C2. Espere unos segundos para que el relé se desconecte. Cuando el circuito esté en funcionamiento, este mismo condensador introducirá el retardo en la desactuación del relé cuando el sonido que lo activa cesa. Puede aumentar o disminuir el tiempo de actuación del relé cambiando el valor de C2. Un valor más alto da lugar a un tiempo de activación mayor, y viceversa. No utilice un valor mayor de 47 µF.

La resistencia de polarización R1 determina en gran medida la sensibilidad del micrófono, que es de tipo electret. Un micrófono electret por lo general tiene un transistor FET interno que requiere una tensión de polarización para funcionar. El nivel de polarización del micrófofono para una óptima respuesta al sonido tiene que ser encontrado experimentalmente (métodp de prueba y error del valor de R1).

Deben tomarse todas las precauciones pertinentes de seguridad eléctrica cuando se conecte a los contactos del relé cargas alimentadas por la red eléctrica.

Este sensible conmutador operado por sonido puede ser empleado con un micrófono dinámico (como en el esquema) o con un micrófono de condensador electrete (EMC). Si se utiliza un micrófono electrete, entonces la resistencia R1 (dibujada punteada en el esquema) deberá ser incluida en el circuito. Su valor más adecuado deberá estar entre 2,2 K y 10 Kohm.

Los dos transistores BC109C forman un preamplificador de audio, cuya ganancia es controlada por el ajustable de 10 K. La salida es a continuación amplificada por un transistor BC182B. Para evitar inestabilidades en el preamplificador, está desacoplado con un condensador de 100 µF y una resistencia de 1 K en su alimentación.

La tensión de audio en el colector del BC182B es rectificada por cuatro diodos 1N4148 y un condensador de 4,7 µF. La tensión continua rectificada pone en conducción el transistor BC212B, operando el relé y haciendo lucir el led de control.

Tenga en cuenta que este circuito no es de funcionamiento biestable. El relé y el diodo operarán cuando el micrófono capte señales de audio de cierto nivel, y volverán a reposo al cesar éstas. Por ello puede usar este dispositivo como control disparado por voz, para, por ejemplo, activar la transmisión de un emisor de radioaficionado al hablar delante del micrófono ("Vox control").

El valor del condensador de 4,7 µF de la etapa rectificadora es suficientemente bajo para que su carga sea muy rápida y se produzca la activación del relé tan pronto como se comienza a hablar delante del micrófono, y además introduce un ligero retardo en la desactuación del relé cuando se deja de hablar delante del micrófono (por el tiempo de descarga del condensador), lo que permite que el relé no se desactúe en las pequeñas pausas que puedan producirse entre palabra y palabra al hablar delante del micrófono.

Circuito de interruptor sonoro que es activado por el ruido captado por un micrófono. Alimentado a 9-12 volts.

El sonido captado por el micrófono (Mike) es aplicado al transistor Tr1, que amplifica la señal unas 80 veces, y aplica la señal amplificada al amplificador operacional 741, el cual amplifica la señal a un valor mucho mayor, aunque el nivel de amplificación es regulado por la resistencia ajustable P1 (P1 ajusta la sensibilidad del circuito).

Los condensadores C2 y C3 limitan la banda pasante útil del micrófono utilizado y los diodos D1 y D2 actúan como detector y doblador de tensión, rectificando la señal amplificada captada por el micrófono y provocando la carga del condensador C1. La tensión de carga de C1, si es de nivel suficiente, provoca la conducción del transistor de salida Tr2, el cual puede activar cualquier dispositivo conectado a su colector, en este caso el relé RL1, el cual a través de sus contactos, puede gobernar un dispositivo conectado, por ejemplo, a la red eléctrica (una bombilla, un motor, etc...).

El micrófono es de tipo dinámico y será conectado a los terminales x,y del circuito. A tener en cuenta al montar el circuito de conectar correctamente los diodos D1 y D2 y los condensadores C1, C5 y C6, que tienen polaridad.

La sensibilidad del circuito se ajusta mediante la resistencia ajustable P1. Puede ajustarse de manera que batiendo las manos (aplaudiendo) a una distancia de un metro se active el relé durante un instante. No ajustar la sensibilidad al máximo para evitar activaciones del relé intempestivas, o que se active con el ruido ambiente normal.

Puede introducir retardos en la desactivación del relé RL1 dentro de ciertos límites, variando el valor del condensador Cx en paralelo con la bobina del relé. Este condensador puede adoptar valores desde unos pocos microfaradios a varios cientos de microfaradios (a mayor capacidad, mayor retardo en la reposición del relé).

 
Lista de componentes

Este circuito activa una salida de relé comandado por un sonido. Es útil para muchas aplicaciones, entre las que se destacan, el desarrollo de un sistema de alarma y/o seguridad.

La señal sonora captada por MIC es filtraba por C1 y amplificada por T1, el cual está polarizado por R2, R3 y R4. Luego, la señal se inyecta a través de C2 al rectificador de media onda conformado por D1. Más adelante la señal de media onda obtenida es amplificada por el conjunto formado por T2, T3, T4 y sus respectivas resistencias de polarización. La salida de esta etapa se aplica al clock de IC1, que está constituido por un Flip-Flop J-K con 6 entradas y una entrada de clock común.

Una vez obtenida la salida lógica en la patilla 8 de IC1, se activa el relé a través de T5. D2 proteje a T5 contra la fuerzas contraelectromotrices que se originen en la bobina del relé.

Este circuito es de comportamiento biestable: Una nueva señal captada por el micrófono provocará el cambio de estado del flip-flop, conmutando su salida de nuevo a nivel bajo y desactuando el relé. Con cada nueva señal de sonido captada por el micrófono, conmutará el nivel de salida (alto/bajo) del flip-flop y por tanto conmutará el estado del relé (actuado/no actuado).

En lo que atañe a la alimentación, conviene decir que la primera parte está alimentada con 5 V obtenidos en el conjunto formado por D3 y R11. La alimentación general es de 12 voltios C.C. obtenidos de cualquier fuente que sea capaz de entregar una corriente de 700 mA.

 
Lista de componentes

Resistencias R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 P1 Capacitores C1 C2 C3 Semiconductores T1 T2 T3 T4 T5 IC1 D1 D2 D3 Varios MIC V1 RL1

4,7 K - 1/8W 1,5 M - 1/8W 2,2 K - 1/8W 470 K - 1/8W 390 K - 1/8W 56 K - 1/8W 3,9 K - 1/8W 47 K - 1/8W 1,8 K - 1/8W 1 K - 1/8W 150 ohm - 1W Preset 22 K   0,1 µF poliéster 0,1 µF poliéster 0,1 µF poliéster   BC549C BC549C BC548 BC548 TIP110 SN7472 1N4148 1N4001 Zener de 5,1V 1W   Micrófono electrete Fuente 12V x 700mA Relé 12V (adecuado a la corriente a manejar)

Todos recordaremos el cuento de Alí Babá y los 40 ladrones de la célebre colección "Las mil y una noche" en el cual, su protagonista, para acceder a la cueva del tesoro, bloqueada por una pesada puerta de roca, utilizaba la frase mágica de "ábrete sésamo".

Esta frase "ábrete sésamo" hace referencia a las propiedades nutritivas y energéticas del sésamo, conocidas y estimadas desde la antigüedad, creyendo nuestro protagonista en los poderes mágicos que esta planta proveía a quien la consumía o invocaba.

En nuestro días las propiedades de las semillas de sésamo se están reemplazando por la tecnología que permite, por ejemplo, con un simple sensor fónico excitar un relé con la voz, bien sea un silbido, una palmada o cualquier otro sonido.

Contando con este relé fónico seréis capaz de abrir puertas y de encender o apagar luces, asombrando a vuestros amigos, que quedarán con "la boca abierta" cuando, al entrar en casa, verán las lámparas de las habitaciones encenderse "mágicamente" a vuestras palabras "quiero la luz" y apagarse cuando digáis "fuera la luz".

Hacemos presente que si uno de vuestros amigos pronunciara en alta voz cualquiera palabra logrará igualmente excitar el relé, siempre qué la sensibilidad de este último no haya sido fijada a un específico nivel sonoro.

 
Esquema eléctrico

Para conseguir este relé fónico es necesario un micrófono sensible capaz de captar cualquier sonido. Girando adecuadamente el potenciómetro presente en el circuito, podréis establecer el nivel de intensidad sonora al que el relé se deberá excitar, evitando que se active o desactive fortuitamente al paso de un automóvil, el toque de una bocina o el sonido procedente del equipo HI-FI de un vecino.

Observando esquema eléctrico (Figuras 1 y 2) se puede notar, la presencia en la parte izquierda de un MIC, es decir, un pequeño micrófono piezoeléctrico, que se encargará de captar cualquiera sonido y trasladarlo, a través del condensador C2, a la entrada inversora (pin 2) del primer amplificador operacional IC1-A, que procederá a amplificarlo unas 100 veces.

En efecto, como sabréis, la ganancia de esta etapa amplificadora se calcula dividiendo el valor de la resistencia R6 por el valor de la resistencia R3, por lo tanto resultará igual a:

100.000 : 1.000 = 100 veces.

La señal amplificada presente en la salida (pin 1) es aplicada, por el condensador C4, sobre el potenciómetro R7 utilizado para ajustar la sensibilidad del micrófono.

El condensador C6 retira del cursor de este potenciómetro la señal que habremos regulado para aplicarlo sobre la entrada inversora (pin 6) del segundo operacional IC1-B; este último procede a amplificarla otras 100 veces ya que las resistencias R10 y R9 resultan del mismo valor de R6 y R3 presentes en el primer operacional IC1-A.

Girando el cursor del potenciómetro R7 a su máxima sensibilidad conseguimos una ganancia de:

100 × 100 = 10.000 veces

y con una ganancia tan elevada, sería suficiente con el ruido provocado por el batido de alas de una mosca que vuele cerca del micrófono para excitar el relé.

El potenciómetro R7 tendrá que ser ajustado de forma experimental para adecuarlo a la intensidad sonora a la cual deseamos que se excite o des-excite el relé.

La señal amplificada por los dos operacionales IC1A e IC1B es retirada de la salida (pin 7) por el condensador C1, que lo aplica al diodo de silicio DS1; este último procederá a rectificarla de modo que se pueda cargar el condensador electrolítico C9 con una tensión continua.

Esta última servirá para polarizar la base del transistor NPN referenciado como TR1 que, a su vez, polarizará la base del transistor TR2 que es también del tipo NPN.

En cuánto a los niveles lógicos presentes sobre el colector de estos dos transistores TR1-TR2 precisamos que, cuando el micrófono capte un sonido, sobre el colector de TR1 nos encontraremos un nivel lógico 0 y, por consiguiente, sobre el colector de TR2 un nivel lógico 1.

Cuando, en cambio, el micrófono no capte ningún sonido, estos niveles lógicos se invertirán: tendremos así un nivel lógico 1 sobre el colector de TR1 y un nivel lógico 0 sobre el colector de TR2. Y esta condición se repetirá continuamente siempre que el micrófono capte un sonido. Recordamos que un nivel lógico 1 significa que el terminal indicado resulta cortocircuitado sobre la tensión positiva de alimentación, mientras que un nivel lógico 0 significa que el mismo terminal resulta cortocircuitado a masa.

Esta aclaración es necesaria para facilitar la comprensión de la etapa siguiente compuesta por el doble flip-flop IC2/A-IC2/B y el transistor TR3 utilizado para excitar el relé. Observando el esquema eléctrico se puede notar qué el colector del transistor TR2 se encuentra directamente unido al terminal reset del primer flip-flop (IC2/A), utilizado en este circuito para conseguir un pequeño retardo, definido por R17-C11, al objeto de evitar que un sonido o un ruido repentino pueda hacer excitar el relé. El segundo flip-flop IC2/B es un simple divisor por 2 qué sirve para conseguir sobre su terminal de salida 15 un nivel lógico 1 al primer sonido captado y a un nivel lógico 0 al segundo sonido captado.

Cuando sobre el terminal 15 de IC2/B resulta presente un nivel lógico 1, esta tensión positiva irá a polarizar la base del transistor TR3 que, llevándolo a conducción, hará excitar el relé y en ésta condición quedará hasta que sobre el terminal 15 se presente un nivel lógico 0.

En efecto, un nivel lógico 0 significa que la base del transistor TR3 resulta en la práctica cortocircuitada a masa y por lo tanto el transistor, ya no pudiendo conducir, hará desexcitar el relé, condición en la que permanecerá hasta que el micrófono no capte un nuevo sonido.

Los contactos del relé deberán ser utilizados como los de un común conmutador eléctrico, conectando a ellos una lámpara o cualquier otro aparato que deseamos encender o apagar con un sonido.

 
Regular la sensibilidad

Si todo se ha montado correctamente, cuando desplacemos la manecilla del interruptor S1 a la posición ON, de modo que el circuito reciba tensión, el diodo led quedará apagado. Si giramos a una posición media el mando de la sensibilidad y emitís un silbido en dirección al micrófono, el diodo led se encenderá inmediatamente en confirmación que el relé se ha excitado.

El diodo led se mantendrá encendido y, para apagarlo, tendréis que emitir un segundo silbido en dirección al micrófono.

La máxima sensibilidad se consigue girando el mando en sentido horario y la mínima sensibilidad girándolo en sentido inverso.

En función de nuestras exigencias tendremos que girar el mando de modo que hagamos excitar o desexcitar el relé en relación a la intensidad del sonido utilizado y para conseguir esto bastará con algunas simples pruebas prácticas.

 
Lista de componentes

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19   C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15   DS1 DS2 DL1 RS1 TR1 TR2 TR3 IC1 IC2 IC3 T1 Relé S1 Mic

120 ohm 4K7 1 K 39 K 39 K 100 K 47 K , potenciómetro logarítmico 470 ohm 1 K 100 K 39 K 10 K 120 ohm 10 K 10 K 100 K 120 K 10 K 820 ohm   10 µF electrolítico 470 nF poliéster 22 µF electrolítico 47 nF poliéster 100 nF poliéster 470 nF poliéster 680 nF poliéster 100 µF electrolítico 22 µF electrolítico 100 nF poliéster 100 nF poliéster 100 nF poliéster 100 nF poliéster 100 nF poliéster 1000 µF electrolítico   Diodo de silicio 1N4150 Diodo de silicio 1N4007 Diodo LED rojo Puente rectificador 1 Amperio Transistor NPN BC118 Transistor NPN BC118 Transistor NPN BC137 Integrado LM358 Integrado tipo CMOS 4027 Integrado estabilizador de tensión MC78L12 Transformador de red 3 watios, secundario 8-12 V 0,3 A Relé 12 V - 1 circuito Conmutador de palanca Cápsula microfónica preamplificada (electrete)