Aufbau der Einschaltautomatik

Die aufwändigste der drei Schaltungen, die für die Boxen benötigt wird, ist die Einschaltautomatik. Sie dient - wie der Name schon sagt - zum automatischen Einschalten des Verstärkers (bzw. des Spannungswandlers, an dem der Verstärker hängt), wenn ein Tonsignal erkannt wird.

Mein Problem beim Bau dieser Schaltung war, dass ich unbedingt dieses Feature haben wollte, aber keinen passenden IC dafür gefunden habe. So habe ich aus einigen Teilschaltungen und mit viel Probieren eine passende Schaltung entworfen, die das gewünschte macht.

Die Einschaltautomatik ist optional! Wer vor dem Bau dieser aufwändigen Schaltung zurückschreckt, kann stattdessen auch einfach einen Schalter zum Ein- und Ausschalten benutzen.

Anforderungen

• Betriebsspannung ab 4 Volt
• Standby-Strom (d.h. die Schaltung ist aktiv, aber der damit geschaltete Ausgang nicht) von wenigen mA, damit die Batterien über einen Monat halten, was im Selbstentladungsbereich der Akkus liegt
• Zuverlässige Erkennung auch von leisem Tonsignal
• Ausschaltverzögerung von etwa 30-60 Sekunden

Benötigte Bauteile

Widerstand	Diode	Elektrolyt- Kondensator	BC547C

BD136	LM358N	LM2903N	IC-Fassung

Schaltplan

Die Schaltung läßt sich in drei Abschnitten aufbauen und testen. Dabei werden statt der ICs zuerst Fassungen eingelötet und später die ICs aufgesteckt. Das verhindert ein Überhitzen der ICs beim Löten und führt dazu, dass sie bei Defekt leichter austauschbar sind.

1. Der erste Teil nutzt einen Operationsverstärker, um auch bei sehr kleinen Eingangspegeln am Ende eine Spannung von > 2 mV zu erzeugen. Der Widerstand am Eingang ist notwendig, damit der Ausgang auch ausgeschaltet bleibt, wenn kein Gerät angeschlossen ist. Ist dieser Teil der Schaltung (bis Testpunkt 1) aufgebaut, kann man überprüfen, ob am eingezeichneten Punkt wirklich > 2 mV anliegen, wenn am Eingang ein Tonsignal anliegt. Wenn kein Tonsignal vorhanden ist, muß die Spannung auf 0 V absinken (mit einer kleinen Verzögerung von ein paar Sekunden). Die Verzögerung bestimmen der Kondensator und der Wiederstand, über den sich dieser wieder entleert. Die Verzögerungszeit wird mit größerem Kondensator und Widerstand auch größer. Sie sollte ein paar Sekunden betragen. Als Eingang nimmt man einfach einen der beiden Audiokanäle (links oder rechts), die man ja per Klinkenstecker von seinem angeschlossenen Audiogerät bekommt.
2. Der zweite Teil der Schaltung detektiert diese >2 mV und liefert am Testpunkt 2 bei eingehendem Tonsignal eine Spannung von 3,5 V (die Batteriespannung) und sonst 0 V. Auch hier muß man sicherstellen, dass die Spannungen stimmen.
3. Der dritte und letzte Teil der Schaltung verstärkt den Strom und schaltet mit Transistoren den Ausgang. Zuerst wird der am Anfang dieses Schaltungsteils liegende Kondensator aufgeladen und langsam über den Transistor (BC547C) wieder entladen. Dies führt zu der eigentlichen Ausschaltverzögerung von ca. 40 Sekunden. Die Werte vom Kondensator und auch des 10k Widerstands kann man variieren, wenn eine andere Ausschaltverzögerungszeit gewünscht ist. Am Ende dieses Schaltungsteils wird die Betriebs-LED angeschlossen (der Widerstand muß evtl. an die verwendete LED und gewünschte Helligkeit angepaßt werden) und auch die Spannungswandler-Platine. Hier testet man also vor deren Anschließen, ob die gewünschte Spannung (Batteriespannung 3,5 V) anliegt, wenn ein Tonsignal am Eingang anliegt.

Es wird nur ein LM358N benötigt, denn er enthält gleich zwei Operationsverstärker. Die Pinbelegung von LM358N und LM2903N sind identisch, allerdings ist der LM358N ein Verstärker (Ausgangsspannung deckt alle Spannungen ab) und der LM2903N ist ein Spannungsvergleicher, d.h. er hat nur eine Ausgangsspannung mit zwei möglichen Pegeln.

Pinbelegung LM358N / LM2904N

Ich hoffe, dass der Schaltplan so korrekt ist und funktioniert. Ich habe selbst eine ganze Weile gebraucht, um sie funktionsfähig zu bekommen. Wer Fehler im Schaltplan findet, schickt mir bitte eine Mail!

fertige Einschaltautomatik

Stromverbrauch

meine anderen Versuche

• Der IC BA3714F von ROHM ist ein Signal Sensor, der eine Betriebsspannung von nur 0,85 Volt benötigt, unter einem mA Strom benötigt und die gewünschte Aufgabe mit wenigen zusätzlichen Bauteilen erledigen können sollte. Ich hatte damals keinen Händler gefunden, der diesen IC führt und habe deswegen eine eigene Schaltung entwickelt.
• Ich habe für den ersten Teil noch andere Wechselspannungsverstärker (mit Operationsverstärker-ICs) ausprobiert, die aber nicht wie gewünscht funktionierten.

Wer eine Schaltung mit wenigen Bauteilen hat, die die gewünschte Aufgabe (s.o.) erfüllt, mit Standardbauteilen auskommt und bereits erfolgreich getestet und eingesetzt wurde, schreibt mir bitte eine Mail. Ich wäre durchaus interessiert an so einer Schaltung.