Electronique
> Réalisations
>
Détecteurs
> Détecteur sonore 004
Dernière mise à jour : 01/05/2011Présentation
Voici un quatrième détecteur sonore, construit autour d'un banal LM741, et dont la sensibilité est assez élevée. Ce montage se contente d'une alimentation simple de +9 V, qui pourra sans problème être poussée à +12 V, voire plus. La sortie se fait sur transistor en collecteur ouvert, le fonctionnement est mis ici en évidence par l'allumage d'une led, qui pourra fort bien être remplacée par un relais.Schéma
Simple et plutôt efficace. 
Choix du microphone
Comme pour le détecteur sonore 003, vous pouvez utiliser un microphone dynamique premier prix, qui suffira amplement. En acceptant une sensibilité un peu réduite, vous pouvez même utiliser un haut-parleur de petite ou moyenne taille (puissance 0,25 W à 1 W). Si vous souhaitez utiliser une petite capsule electret, vous devrez ajouter une résistance et un condensateur de découplage pour assurer son alimentation, comme cela est décrit à la page Alimentation d'un microphone electret.Etage préamplificateur
Le signal issu d'un microphone est faible, et la première étape consiste à l'amplifier très fortement pour pouvoir travailler confortablement avec lui. L'amplification est ici assurée par l'AOP LM741, un circuit qualifié de peu performant pour des applications audio, mais bien suffisant pour le rôle qu'on lui confie ici. Le gain est fixé à une valeur élevée, de façon à obtenir une tension de sortie élevée même pour une tension d'entrée faible (bruit détecté proche de faible amplitude ou fort mais lointain). Sa valeur dépend de la résistance R1 branchée entre entrée et sortie de l'AOP et de la résistance interne du microphone qui s'il est de type dynamique comme spécifié devrait faire 200 ou 600 ohms. Avec pour valeur 2,2 MO pour R1 et pour valeur 600 ohms l'impédance de sortie du microphone, on dispose d'un gain de 3600 environ. Si la sensibilité est trop grande, il conviendra de réduire ce gain, en diminuant la valeur de la résistance de contre réaction R1 ou en insérant une résistance de quelques centaines d'ohms voir quelques milliers d'ohms en série avec le microphone. Dans le sens inverse, il est possible d'augmenter un peu plus la sensibilité, mais il est raisonnable de ne pas dépasser la valeur de 5,1 MO (souvenez-vous que la bande passante de l'AOP se réduit au fur et à mesure que le gain augmente).Redresseur
Le redressement, nécessaire pour obtenir une commande logique (tout ou rien) à partir du signal audio alternatif fortement amplifié, est confié aux diodes D1 et D2, aux condensateurs C2 et C3 et à la résistance R4. La tension continue obtenue au point TP1 doit atteindre au moins 0,6 V pour faire conduire le transistor Q1, ce qui signifie que l'on doit avoir une tension crête de l'ordre de 1,2 V sur l'anode de D2, et donc en sortie du LM741. Cette valeur est obtenue sans aucune difficulté pour une tension d'environ 1 mV à l'entrée de l'AOP.Commande de sortie
Le transistor Q1, dès qu'il conduit, provoque l'allumage de la led D3, la résistance R6 limitant le courant circulant dans cette dernière. On peut fort bien se contenter de ce signal de commande, sachant que la led reste allumée tant qu'il y a détection d'un signal sonore suffisant. Si ce type de commande ne vous suffit pas, vous devrez ajouter ce qu'il faut après ce transistor. Le remplacement de la led et de sa résistance de limitation de courant par un relais est tout à fait possible, le 2N2222 étant tout à fait capable de commander un tel composant. N'oubliez cependant pas la diode en parallèle sur la bobine du relais pour ne pas griller le transistor dès la première utilisation...Variante avec monostable en sortie
Avec le schéma précédent, le circuit placé sous commande du transistor de sortie était alimenté avec une durée qui pouvait varier en fonction de l'amplitude du signal sonore capté, en raison d'une décharge plus ou moins longue du condensateur C3. Si la durée de la commande doit être toujours la même et de plus doit être ajustable, vous pouvez ajouter un circuit monostable en sortie, comme le montre le schéma suivant.
Etage d'entrée
L'étage d'entrée est similaire au premier schéma, mais un potentiomètre RV1 a été ajouté dans la contre réaction de l'ampli-op, pour permettre d'ajuster la sensibilité du montage. Il s'agit bien de la "sensibilité micro", qui permet d'adapter le système à la détection de bruits de faible ou forte amplitude.Impulsion de sortie
Le circuit intégré CD4538 contient deux monostables possédant chacun deux sorties complémentées Q (borne 6) et Q barre (borne 7), un seul monostable est utilisé ici (le deuxième, qui n'apparait pas sur le schéma, s'appellerait U2:B). La durée de l'impulsion de sortie (impulsion positive en borne 6 de U2 et impulsion inverse en borne 7) est liée à la valeur des composants RV2 et C4. Si RV2 = 1 MO et C4 = 1 uF, alors la durée de l'impulsion est de 1 secondes (la relation "1 MO + 1 uF = 1 sec" est facile à retenir). En portant la valeur du condensateur C4 à 10 uF (valeur adoptée ici), l'impulsion peut durer 10 secondes. La durée exacte est ajustable grâce au potentiomètre RV2 câblé en résistance ajustable : en position minimum (curseur du potentiomètre côté C4), l'impulsion de sortie est très très brêve, d'une fraction de seconde. En position maximum (curseur de RV2 côté +9V), la durée de l'impulsion de sortie est de l'ordre de 5 secondes (durées valable pour les valeurs données sur le schéma). Entre ces deux extrèmes, vous avez donc le choix (1 secondes, 2 secondes ou 4 secondes par exemple), sans changer quelque composant que ce soit. Si vous remplacez C4 par un modèle 100 uF et RV2 par un modèle 1 MO, la durée de l'impulsion de sortie pourra être ajustée entre 0 et 100 secondes environ grâce à RV2 (je dis environ car un condensateur marqué 100 uF fait rarement 100 uF).Etage de sortie
Le monostable U2:A de type CD4538 dispose de sorties logiques, ces sorties ne peuvent pas être utilisées pour commander directement un appareil demandant de la puissance. L'ajout d'une interface à relais en sortie du monostable est là aussi possible, au travers d'un transistor NPN de type 2N2222 (par exemple), en raccordant la sortie Q du monostable U2:A (borne 6) sur le point Cde du circuit d'interface suivant :
Notez que dans cette interface, le relais utilisé RL1 est un modèle 5 V (plus facile à trouver qu'un modèle 9 V) monté en série avec une diode zener de 3,6 V. Si l'alimentation du montage complet se fait sous 12 V, vous pourrez alors utiliser un relais 12 V et remplacer la diode zener par un strap (liaison directe).