Cómo hackear un walkie-talkie para que encienda LEDs cuando recibe una señal

Question

Pregunta de novato en circuitos: Estoy tratando de hackear un walkie-talkie para encender algunos LEDs cuando recibe una señal. Me imaginé que lo más fácil sería hacer que los LED se encendieran en relación con la señal de audio, pero no quiero comprometer demasiado la calidad del sonido.

Alguien en otro foro sugirió lo siguiente:

Algunas explicaciones: 1: Este es el altavoz, conecta el transistor a uno de sus extremos. Si un extremo no funciona, prueba con el otro.

2:El transistor se activará por la tensión del altavoz y cargará el condensador. El condensador retendrá su carga durante algún tiempo mientras activa el transistor en 3. A continuación, puedes conectar lo que quieras al transistor, como un LED. Es posible que desee utilizar un transistor darlington (sólo 2 transistores en cascada como este: http://i56.tinypic.com/5nm683.png ).

Tendrás que jugar con los valores del condensador y la resistencia adecuada, pero algo en el rango de uF y 1-10 kOhm debería funcionar. La resistencia en el transistor a 1 debe ser más bien más que menos si usted no quiere afectar a la calidad del sonido demasiado, así que también algo a lo largo del rango de 10 kOhm.

Lo he intentado, pero no he tenido suerte.

EDITAR: He probado los cables + a - en el altavoz. Cuando está haciendo un sonido, que sube a unos 30V AC.

También he probado variaciones del circuito siguiente.

No se enciende el LED.

Leí en este Circuitos de transistores que los transistores necesitan 0,7 V entre B y E para encenderse. Como se muestra en el dibujo en color, el voltaje medido es mucho menor que eso.

No estoy seguro de a dónde ir a partir de aquí. Supongo que sólo tengo que aumentar la tensión entre B y E en el transistor, pero ¿cómo?

Answer 1

Para satisfacer su petición, le sugiero más detalles sobre su comportamiento. 1) ¿Quiere que la intensidad del LED cambie con el volumen? 2) o ¿quieres brillo constante para cualquier sonido por encima de un cierto umbral 3) ¿Cómo brillante y cuántos LED y de qué color. Teniendo en cuenta que rojo / amarillo son @ 1,3V y verde / azul / blanco ~ 3V 4) ¿Cuál es el coste/limitación de espacio?

Podría sugerir una solución utilizando 1 chip inversor hexadecimal CMOS. ~ se utiliza como amplificador lineal, un disparo y el conductor del LED . 1 chip y un montón de piezas pasivas. pero depende de lo que quieres que haga. Buffered inversores tienen 3 etapas x10 cada uno por lo que tienen una ganancia de tensión de 1000, alta impedancia, unidad adecuada para LED y son de carril a carril.

Answer 2

Comentario largo:

El circuito del primer esquema no funcionará: ninguna de las patillas del transistor está conectada a una fuente de alimentación, por lo que sólo conectará los condensadores entre sí, pero sin ningún efecto apreciable. Además, con un solo cable no recoges ninguna señal.

Además, en lugar de coger cables del altavoz al azar, si tienes un multímetro es mejor que midas las señales (configurado para CA) para entender de dónde sacas la señal; y conecta la masa del altavoz a la masa de tu circuito, de lo contrario sólo cogerás ruido.

En el circuito que has conectado, el colector parece estar conectado a la alimentación (+5), pero es bastante difícil de leer: ¿podrías hacer un esquema de tu conexión? Hay varias herramientas disponibles, pero si utilizas Falstad También puedes intentar simularlo y hacerte una idea de si puede funcionar.

Actualización:

Tampoco es probable que este circuito funcione: tiene una caída demasiado pequeña sobre la unión base-emisor del transistor. La configuración más común es el emisor común, donde se coloca el altavoz (eventualmente con una resistencia para proporcionar la corriente de polarización correcta) a la unión base-emisor del transistor, y luego el LED con una resistencia limitadora entre la alimentación de 5V y el colector.

Algo así puede funcionar:

Tienes que poner la resistencia de base adecuada dependiendo del voltaje del altavoz y de la sensibilidad que quieras para el intermitente. También puedes utilizar un potenciómetro, para ajustarlo dinámicamente, pero asegúrate de comprobar los valores máximos del transistor.

Answer 3

Esta respuesta se deriva de mi respuesta a otra pregunta . Es posible que desee leer esa respuesta en primer lugar.

En tu pregunta editada mencionas que tienes 30V sobre el altavoz. (En ese caso no necesitas la amplificación que mencioné en mi otra respuesta. Podemos usar simplemente este esquema:

Supongamos que \$H_{FE}\$ = 100, y que \$V_{CC}\$ = 5V.

El sesgo
El LED (en serie con R1) tiene que estar apagado cuando no se aplica ninguna señal, por lo que necesitaremos una corriente de polarización muy pequeña. Digamos que ponemos \$I_C\$ a 10 \$\mu\$ A. \$I_B\$ será entonces de 100nA. Elijamos un valor para R2 que dé 1V a través de él. Entonces

\$ R2 = \dfrac{1V}{10\mu A} = 100k\Omega \$

Ahora para R3 y R4. Como se indica en el esquema de un valor de 5 ~ 10 veces \$I_B\$ es una buena regla general para \$I_{R4}\$ pongámoslo en 1 \$\mu\$ A. \$V_B\$ es de aproximadamente 1,6V (a 100nA \$V_{BE}\$ será bastante bajo), entonces

\$ R4 = \dfrac{1.6V}{1\mu A} = 1.5M\Omega \$ (un valor bastante alto)

y

\$ R3 = \dfrac{5V - 1.6V}{1.1\mu A} = 3.9M\Omega \$

La señal
La polarización se asegurará de que tenemos una situación estable de CC, ahora necesitamos amplificación para una señal de CA. Queremos unos 20mA de corriente de colector para el LED, por lo que la corriente base AC será de 200 \$\mu\$ A. R2 no permite los 20mA, coloca un condensador paralelo a él (C2).
No podemos aplicar los 30V completos a la base del transistor, porque \$V_{BE(reverse)}\$ se limita a unos pocos voltios. Más dañaría el transistor. Reduzcamos los 30V a un \$V_B\$ de 300mV (explicaré cómo en un minuto). Entonces

\$ Z_{C2} = \dfrac{V_{B(AC)}}{I_{C2}} = \dfrac{300mV}{20mA} = 15\Omega = \dfrac{1}{2 \pi \cdot f \cdot C2}\$

(No nos interesa el desfase de 90° entre la tensión y la corriente, por lo que he suprimido el factor \$j\$ ). Entonces para \$f\$ = 200 Hz (valor arbitrario)

\$ C2 = \dfrac{1}{15\Omega \cdot 2 \pi \cdot 200Hz} = 53\mu F \$

\$C_{IN}\$ y \$C2\$ forman un divisor de tensión que utilizamos para bajar la entrada de 30V a 300mV. Podemos ignorar R3 y R4 en esto debido a sus altos valores. (Normalmente \$C_{IN}\$ forma un filtro RC de paso alto con R3||R4).
Para reducir en un factor 100 la impedancia de \$C_{IN}\$ tiene que ser del 100 \$\times\$ la impedancia de \$C2\$ visto desde la base del transistor . Debido a que la corriente de base es sólo \$1/H_{FE}\$ la corriente a través de C2 la impedancia vista desde la base es un factor \$H_{FE}\$ mayor que su valor real. Eso significa 1500 \$\Omega\$ y \$Z_{C_{IN}}\$ debería ser 150k \$\Omega\$ . También podemos calcularlo como

\$ Z_{C_{IN}} = \dfrac{V_{IN}}{I_{B}} = \dfrac{30V}{200\mu A} = 150k\Omega = \dfrac{1}{2 \pi \cdot f \cdot C_{IN}}\$

Entonces

\$ C_{IN} = \dfrac{1}{150k\Omega \cdot 2 \pi \cdot 200Hz} = 5.3nF \$

Answer 4

editar
Me perdí la señal de 30V en los altavoces, como informó OP. No se mencionaba en la pregunta original. Me guié por la señal de unos mV indicada en el esquema. Esta respuesta cubre la señal < 1V del esquema.

Tienes razón sobre el mínimo de 0,7V. Que no tienes. Pero en tu circuito es aún peor: los 0,7V son para un circuito de emisor común, que es el más usado para control digital como conmutar un LED. El tuyo es un colector común, y allí el voltaje de base tiene que ser de 0.7V y la tensión del LED más la tensión a través de los 400 \$\Omega\$ resistencia. Olvídate de eso y utiliza un circuito de emisor común:

En \$R_C\$ es tu LED más su resistencia en serie.

Ahora tenemos que aumentar el voltaje de entrada. La forma más fácil es utilizar un amplificador opamp. El voltaje de entrada va tanto negativo como positivo, y realmente no nos importa el signo, así que podemos usar un amplificador inversor como este:

\$V_{OUT}\$ se define como

\$ V_{OUT} = - \dfrac{R_F}{R_{IN}} \times V_{IN} \$

Utiliza esta tensión para controlar el transistor a través de una resistencia de base para limitar la corriente de base. Si alimentas el amplificador con una fuente simétrica, la salida será tanto positiva como negativa. A la unión base-emisor de un transistor no le gustan nada los voltajes negativos; coloque un diodo entre la base y el emisor, el cátodo a la base. Si tu amplificador operacional se alimenta de una sola fuente, no necesitas el diodo. Asegúrate de utilizar un opam RRIO (rail-to-rail I/O) en ese caso.