Kann eine Handvoll Transistoren einen Mikrocontroller übertreffen? Dieser Akustiksensor bietet zuverlässige, ausfallsichere Schallerkennung und zeigt, wie elegantes Analogdesign auch heute noch reale Probleme lösen kann.

Die Schaltung

In Elektor Juli/August 2004 stellten wir das Projekt von Engelbert Göpfert vor, das für industrielle Schallüberwachungsanwendungen konzipiert wurde – etwa zur Erkennung von Warnsirenen. Es eignet sich ebenso für Sicherheitssysteme, Maschinenüberwachung und Heimautomatisierungsprojekte. Beim Studium des Designs fällt die Betonung von Zuverlässigkeit und ausfallsicherem Betrieb auf. Falls etwas schiefläuft, ist die Schaltung so ausgelegt, dass sie kein falsches Schallerkennungssignal erzeugt.

„Note that the sensor is designed with safety of operation as the top priority", merkte Göpfert an. „This means that if it fails then in the worst-case scenario it will not itself generate a false indication that a sound is detected."
Akustiksensor 1
Das Design umfasst ein Elektretmikrofon, einen Transistorverstärker, einen Gleichrichter und eine Schaltstufe. Das vom Mikrofon aufgenommene Audiosignal wird von einem BC547-Transistor verstärkt, durch einen Dioden-Kondensator-Detektor in einen Gleichspannungspegel umgewandelt und mit einem einstellbaren Schwellenwert verglichen, der über ein Potentiometer eingestellt wird. Überschreitet der Schallpegel den Schwellenwert, leuchtet eine LED auf und der Ausgang wechselt seinen Zustand.

Neben der grundlegenden Funktionalität hat Göpfert mehrere praktische Merkmale integriert, die die Schaltung für den realen Einsatz geeignet machen:
 
  • einstellbare Empfindlichkeit
  • Betrieb mit 24-V-Industrieversorgung
  • Verpolungsschutz
  • Ausgangsschutz gegen Verdrahtungsfehler
  • eine robuste Ausgangsstufe zur Anbindung an externe Geräte

Auch heute noch ist dieser kompakte Akustikdetektor ein cleveres Beispiel dafür, wie eine Handvoll Transistoren und passiver Bauelemente eine zuverlässige Lösung für ein reales Ingenieursproblem liefern kann.

Das Akustiksensor-Projekt

Der Originalartikel „Akustiksensor" erschien in Elektor Juli/August 2004. Den Artikel finden Sie hier.
Hinweis der Redaktion: Der Artikel erschien erstmals in einer Ausgabe des Elektor Magazin aus dem Jahr 2004. Aufgrund des Alters des Projekts sind einige Bauteile und Komponenten möglicherweise nicht mehr erhältlich. Das Projekt soll dennoch als Inspiration für einen eigenen neuen Entwurf dienen.
 
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