Les circuits relais sont utilisés dans les systèmes de contrôle automatique : pour maintenir une température, une lumière, une humidité donnée, etc. De tels circuits sont généralement similaires et contiennent un capteur, un circuit à seuil et un actionneur ou un dispositif indicateur comme composants obligatoires (voir la liste des références).
Circuits relais réagir lorsque le paramètre contrôlé dépasse un niveau donné (défini) et allumer l'actionneur (relais, moteur électrique, l'un ou l'autre appareil).
Il est également possible de signaler par un signal sonore ou lumineux que le paramètre contrôlé a dépassé le niveau autorisé.
Relais thermique à transistor
Le relais thermique (Fig. 1) est basé sur un déclencheur de Schmitt. Une thermistance (une résistance dont la résistance dépend de la température) est utilisée comme capteur de température.
Le potentiomètre R1 règle la polarisation initiale de la thermistance R2 et du potentiomètre R3. En l'ajustant, l'actionneur (relais K1) est activé lorsque la résistance de la thermistance change.
Riz. 1. Schéma d'un simple relais thermique utilisant des transistors.
Non seulement un relais, mais également une lampe à incandescence à faible courant peuvent être utilisés comme charge dans ce circuit et dans d'autres circuits de ce chapitre.
Vous pouvez allumer une LED avec une résistance de limitation de courant série de 330...620 Ohms, un générateur de son, une sirène électronique, etc.
Lors de l'utilisation d'un relais, les contacts de ce dernier peuvent comporter toute charge isolée électriquement du circuit capteur : un élément chauffant ou, à l'inverse, un ventilateur.
Pour protéger le transistor de sortie des impulsions de tension qui se produisent lors de la commutation de l'enroulement du relais (charge inductive), il est nécessaire de connecter une diode semi-conductrice en parallèle avec l'enroulement du relais.
Ainsi, sur la Fig. 1 anode de la diode doit être connectée à la borne inférieure de l'enroulement du relais selon le schéma, la cathode - au bus d'alimentation. Au lieu d'une diode, une diode Zener ou un condensateur peut être connecté avec le même résultat.
Relais thermique sur un thyristor
Le relais thermique [MK 6/82-3] (Fig. 2) possède un étage de sortie autobloquant basé sur un thyristor.
Riz. 2. Schéma schématique d'un relais thermique basé sur un transistor et un thyristor.
Cela conduit au fait qu'une fois le circuit déclenché, l'alarme ne peut être désactivée qu'après une panne de courant à court terme de l'appareil.
Indicateur de température simple
Le relais thermique (Fig. 3), ou plus précisément l'indicateur thermique, est réalisé selon un circuit en pont [VRL 83-24]. Lorsque le pont est équilibré, aucune des LED ne s'allume. Dès que la température augmente, une des LED s'allume.
Riz. 3. Schéma schématique d'un indicateur thermique simple utilisant un transistor et des LED.
Si au contraire la température diminue, une autre LED s’allumera. Pour distinguer dans quelle direction la température change, vous pouvez utiliser une LED rouge pour indiquer une augmentation de la température et une LED jaune (ou verte) pour indiquer une diminution. Pour équilibrer le circuit, il est préférable d'inclure un potentiomètre au lieu de la résistance R2.
Relais photo à transistors
Le relais photo (Fig. 4) diffère du relais thermique (Fig. 16.1) en ce qu'à la place d'une thermistance, un dispositif photosensible (photodiode ou photorésistance) est utilisé.
Riz. 4. Schéma schématique d'un simple relais photo utilisant des transistors.
Relais photo avec amplificateur à deux étages
Circuit de relais photo illustré à la Fig. 5 contient un amplificateur CC à deux étages constitué de transistors de différents types de conductivité.
Riz. 5. Schéma de principe d'un photorelais avec un amplificateur à deux étages.
Lorsque la résistance électrique de la photodiode et, par conséquent, la polarisation à la base du transistor VT1 changent, le courant du collecteur du transistor de sortie de l'amplificateur VT2 augmente et la tension aux bornes de la résistance R2 augmente.
Dès que cette tension dépasse la tension de claquage de l'élément de seuil - la diode Zener à semi-conducteur VD2, l'étage final du transistor VT3 est activé, contrôlant le fonctionnement de l'actionneur (relais).
L'utilisation d'un élément de seuil (diode Zener à semi-conducteur) dans le circuit augmente la clarté du fonctionnement du photorelais.
Relais photo avec alarme sonore
Le relais photo (Fig. 6) ne l'est pas entièrement, car il répond aux changements d'éclairage en modifiant en douceur la fréquence des oscillations générées.
Riz. 6. Schéma de principe d'un relais photo avec alarme sonore.
Dans le même temps, cet appareil peut fonctionner en conjonction avec des appareils de mesure de fréquence, des relais sélectifs en fréquence et des changements d'éclairage avec la hauteur du signal sonore, ce qui peut être très important pour les malvoyants.
Circuit relais d'humidité, relais de niveau de liquide
Le relais d'humidité ou relais de niveau de liquide (Fig. 7), comme certains des circuits ci-dessus, est basé sur un déclencheur Schmitt [MK 2/86-22].
Riz. 7. Schéma de principe d'un relais d'humidité, relais de niveau de liquide.
Le seuil de réponse de l'appareil est réglé en ajustant le potentiomètre R3. Les contacts du capteur d'humidité sont réalisés sous forme de tiges de cuivre (Ci) et de fer (Fe) immergées dans le sol.
Lorsque la teneur en humidité du sol change, la conductivité électrique du milieu et la résistance entre les électrodes changent. À mesure que la polarisation à la base du transistor VT1 augmente, celui-ci s'ouvre.
Les courants de collecteur et d'émetteur du transistor augmentent, ce qui entraîne une augmentation de la tension sur le potentiomètre R3 et, par conséquent, une commutation du déclencheur.
Le relais est activé. Le dispositif peut être configuré pour réduire la conductivité électrique de la terre en dessous d'une norme spécifiée. Ensuite, lorsque l'actionneur est déclenché, le système d'arrosage automatique du sol (plantes) est activé.
Relais temporisé
Le relais temporisé (Fig. 8) est décrit dans le livre de P. Velichkov et V. Hristov (Bulgarie). Un appui court sur le bouton SA1 décharge le condensateur de temporisation C1 et l'appareil commence le « compte à rebours ».
Riz. 8. Schéma de principe d'un relais temporisé utilisant des transistors.
Au fur et à mesure que le condensateur se charge, la tension sur ses plaques augmente progressivement. En conséquence, après un certain temps, le relais fonctionnera et l'actionneur s'allumera.
Le taux de charge du condensateur, et donc le temps de maintien (temps d'exposition), peut être modifié à l'aide du potentiomètre R1. Le relais offre un temps d'exposition maximum allant jusqu'à 10 secondes avec les paramètres des éléments indiqués sur le schéma. Ce temps peut être augmenté en augmentant la capacité du condensateur C1 ou la résistance du potentiomètre R1.
Il convient de noter que pour des circuits de minuterie « analogiques » aussi simples, la stabilité de l'intervalle de temps est faible. De plus, il est impossible d'augmenter indéfiniment la capacité du condensateur de synchronisation, car son courant de fuite augmente sensiblement.
Un tel condensateur est inacceptable dans les circuits temporisés « analogiques ». Il est également impossible d'augmenter de manière significative le temps d'exposition en raison de la résistance du potentiomètre R1, car la résistance d'entrée des étages suivants, à moins qu'ils ne soient réalisés à l'aide de transistors à effet de champ, est faible.
Les minuteries analogiques (relais temporisés) sont largement utilisées dans l'impression photo pour régler l'heure d'exécution de toute procédure. Ces appareils sont utilisés, par exemple, pour produire de l’eau ionisée à l’argent.
Un relais qui répond au niveau de tension
Les relais de tension (Fig. 9, 10) sont utilisés pour contrôler la charge ou la décharge des batteries, des batteries, contrôler la tension d'alimentation et maintenir la tension à un niveau donné. Les circuits décrits dans le livre de P. Velichkov et V. Hristov sont conçus pour contrôler la décharge (Fig. 9) ou la surcharge (Fig. 10) de la batterie.
Riz. 9. Schéma schématique d'un relais de surveillance de la décharge de la batterie.
Riz. 10. Schéma schématique d'un relais pour surveiller la surcharge de la batterie.
Si nécessaire, la tension de réponse de ces appareils peut être modifiée. Le seuil de réponse est défini par le type de diode Zener. Pour modifier le seuil de fonctionnement de ces relais dans de petites limites, 1 à 3 diodes au germanium Shch9) ou au silicium (KD503, KD102) peuvent être connectées en série avec la diode Zener dans le sens direct.
Les cathodes des diodes doivent « regarder » vers la base du transistor d'entrée. Une diode au germanium décale le seuil de fonctionnement d'environ 0,3 V, et une diode au silicium de 0,5 V.
Pour une chaîne de deux ou trois diodes, ces valeurs sont doublées (triplées). Des valeurs de tension intermédiaires peuvent être obtenues en connectant des diodes au germanium et au silicium en série (0,8 V).
Relais acoustique
Un relais acoustique (Fig. 11, 12) est utilisé pour contrôler les niveaux de bruit, ainsi que dans le cadre des systèmes d'alarme de sécurité [B.S. Ivanov, M 2/96-13]. Entre autres choses, de tels circuits sont souvent utilisés dans les systèmes de communication - dans les dispositifs de commande vocale d'un canal de communication.
Riz. 11. Schéma de principe d'un relais acoustique.
Riz. 12. Schéma de principe d'un relais acoustique utilisant des transistors.
Ainsi, lors d'une conversation, la station radio ou la ligne de communication passe de la réception à l'émission automatiquement et sans intervention de l'opérateur. L'appareil contient un capteur de signal audio - un microphone, qui peut être utilisé comme capsule de microtéléphone classique, un amplificateur basse fréquence, un dispositif de détection et d'exécution (relais).
Le gain ULF détermine la sensibilité du relais acoustique. Un pavillon collecteur de son peut être installé sur le microphone pour augmenter les propriétés directionnelles du relais acoustique. Un filtre résonant, activé après l'ULF, permet au relais acoustique de répondre uniquement à un son d'une certaine fréquence et d'ignorer les autres sons.
Littérature : Shustov M.A. Conception de circuits pratiques (Livre 1), 2003.
Il est alimenté par une source DC, tension de 5 à 12 volts. Les pièces sont disponibles et peu coûteuses ; elles peuvent être achetées dans n’importe quel magasin de radio. Personnellement, j'ai utilisé des pièces que j'ai soudées à partir d'anciennes planches. Le circuit est vraiment simple, et même si vous avez peu de connaissances en électronique radio, en utilisant cet article comme guide, vous pouvez assembler cet appareil.)
Au départ, j'ai trouvé ce circuit sans aucune description et bien sûr il n'y avait pas de circuit imprimé, j'ai donc dû le réaliser moi-même afin de me faciliter le processus d'assemblage et bien sûr pour vous, alors utilisez-le. Télécharger le PCB
Circuit de commutation acoustique :
Le circuit se compose d'un amplificateur microphone monté sur deux transistors KT315 et d'une section de puissance sur un transistor KT3107 (BC557). Pour augmenter la sensibilité du microphone, vous pouvez utiliser des transistors plus puissants, par exemple KT368, etc. Dans la partie puissance, il existe également une sélection suffisamment large d'analogues : presque tous les transistors à structure PNP conviennent, par exemple KT814 ou KT818, ici vous devez d'abord examiner la puissance de la source d'alimentation utilisée.
Ci-dessous, des photos des pièces nécessaires :
Liste des pièces de l'interrupteur acoustique :
Donc, vous devez d’abord créer un circuit imprimé. Veuillez noter que le circuit imprimé a des trous pour la diode VD1, car je prévois de contrôler l'éclairage de la pièce et j'utiliserai un relais 12 volts comme charge. La diode est nécessaire pour protéger le transistor VT3 de la FEM de la bobine du relais. Si vous souhaitez connecter une charge légère au commutateur, vous pouvez la remplacer par un cavalier.
Après avoir fabriqué la planche, percez des trous et étamez-la. Ouvrez le signet dans le programme sprint-layout 6.0 et en regardant les emplacements des pièces, soudez-les en place.
Notre interrupteur acoustique est prêt ! Maintenant, je veux vous parler d'une petite nuance, le circuit utilise une résistance R8 de 1,5 kOhm, je l'ai remplacée et réglée sur 2 Ohms, car la tension à la sortie de la charge a considérablement baissé et le relais n'a pas fonctionné. Si vous rencontrez le même problème, suivez ces conseils. C'est tout, partagez l'article ci-dessous si vous l'avez aimé.
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Acheter un interrupteur acoustique, kit à monter soi-même :
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ensemble NS048
Sur la base de ce relais acoustique, vous pouvez créer indépendamment des systèmes de sécurité, ainsi que d'autres dispositifs capables de réagir au son, par exemple : des interrupteurs automatiques d'éclairage sonore, des systèmes qui suivent la source du son et, bien sûr, des jouets « intelligents ».
Caractéristiques
Tension d'alimentation [V] 9-12
Consommation de courant maximale [mA] 60
Description du fonctionnement du relais acoustique
L'apparence du relais acoustique et de son circuit électrique sont représentés dans Riz. 1 Et Riz. 2.
Riz. 1. Aspect du relais acoustique
Le circuit électrique se compose de deux parties principales : analogique et numérique. La partie analogique comprend deux amplificateurs opérationnels A1 et A2, la partie numérique comprend les inverseurs N1…N4.
Depuis la sortie du microphone à électret, un signal électrique audiofréquence est fourni à l'entrée du premier amplificateur opérationnel A1, qui fait correspondre le microphone avec l'étage de sortie assemblé sur l'amplificateur opérationnel A2. La sensibilité du circuit dans son ensemble est réglée en coupant la résistance P1. Le gain de l'étage de sortie est déterminé par le rapport des résistances R7, P1 et R5.
Le signal de fréquence audio amplifié est envoyé au circuit pilote. Lorsqu'il traverse l'onduleur N1, le condensateur C2 est chargé à une tension logique à l'entrée inférieure de l'onduleur N2 dans le circuit. Dès que le condensateur est chargé, la sortie N2 change le niveau logique au niveau opposé, forçant ainsi le circuit de déclenchement construit sur les inverseurs N3N4 à passer à l'état opposé. Un logique apparaît à la sortie de l'inverseur N4, ouvrant le transistor TR1. En conséquence, la LED D2 s'allume et l'enroulement du relais électromagnétique K1 est connecté à la source d'alimentation, qui commute la charge via les contacts K 1.1. La diode D1 est nécessaire pour protéger le transistor lors de sa commutation contre les surtensions résultant de processus transitoires dans l'enroulement du relais électromagnétique.
Si le microphone à électret ne capte pas les vibrations acoustiques pendant un certain temps, la composante variable à la sortie de l'amplificateur opérationnel A2 sera nulle, ce qui entraînera l'apparition d'un zéro logique à la sortie de l'inverseur N1. Le condensateur C2 commence à se décharger à travers la résistance R1. Une fois le processus de décharge terminé, le pilote N2 réinitialise le circuit de déclenchement à son état d'origine, ce qui entraîne la fermeture du transistor TR1 et, par conséquent, la désexcitation de l'enroulement du relais électromagnétique. La charge est éteinte. Le relais acoustique passe en mode veille.
Ensemble relais acoustique
Avant d'assembler le relais acoustique, lisez attentivement les recommandations d'installation des circuits électroniques données au début de ce livre. Cela aidera à éviter d'endommager la carte de circuit imprimé et les éléments individuels du circuit. La liste des éléments de l'ensemble est donnée dans Tableau 1.
Tableau 1. Liste des éléments du set NS048
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Caractéristique |
Titre et/ou note |
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Marron, vert, rouge* |
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R2, R9, Rll, R12 |
Jaune, violet, rouge* |
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Marron, gris, orange* |
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Marron, noir, orange* |
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Marron, noir, marron* |
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Rouge rouge, rouge* |
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Orange, blanc, marron* |
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Résistance ajustable |
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100 µF, 16/25 V |
Condensateur |
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10 µF, 16/63 V |
Condensateur |
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Condensateur (22p - marquage) |
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Condensateur (104 - marquage) |
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Condensateur (56 - marquage) |
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LED rouge |
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Transistor. Remplacement BC548 NPN |
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7400 ou 74LS00 |
Ébrécher |
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LF353 ou TL082 |
Ébrécher |
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Microphone à électret |
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Circuit imprimé |
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Prises pour microcircuits |
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Relais 6V/2A |
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Connecteur de batterie |
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Épingler les contacts |
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* Codage couleur sur les résistances. |
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Formez les fils des éléments, installez-les sur la carte et soudez les fils. Connectez l'alimentation et la charge selon le schéma indiqué sur Riz. 3.
Riz. 3. Schéma de connexion de la source d'alimentation et de la charge à la carte relais acoustique
Mettez sous tension le circuit électronique du relais acoustique. Utilisez la résistance P1 pour régler la sensibilité requise de l'appareil. Tout est désormais prêt pour un fonctionnement réussi du relais acoustique.
Dans le cas où vous souhaitez réaliser un appareil structurellement complet basé sur le kit NS048, vous pouvez sélectionner une alimentation stabilisée et un boîtier appropriés pour le relais acoustique dans le catalogue donné dans ce livre ou sur le site www.masterkit.ru. La conception de la carte prévoit son installation dans le boîtier : pour cela, il y a des trous de montage le long des bords de la carte pour des vis de 03 mm. Un appareil correctement assemblé ne nécessite aucune configuration supplémentaire pour fonctionner.
Même un radioamateur novice peut assembler un tel relais acoustique. Le kit NS048 est déjà entièrement équipé de tout ce dont vous avez besoin, il ne reste donc plus qu'à installer les composants. Les problèmes qui surviennent lors de l'assemblage peuvent être discutés lors de la conférence sur http://www.masterkit.ru, et les questions peuvent être posées à l'adresse suivante : [email protégé].
Les ensembles NS048, ainsi que d'autres ensembles du catalogue MASTER KIT, peuvent être achetés dans les magasins de pièces détachées radio ou sur les marchés radio.
Relais sonore et circuits pour allumer l'éclairage en appelant un téléphone portable. (10+)
Contrôle automatique de l'éclairage - Contrôle mobile. Contrôle du son
Il est parfois utile de pouvoir allumer l’éclairage avec un appel depuis son téléphone portable. Par exemple, pour rentrer chez moi le soir, je dois allumer le projecteur qui éclaire la route. L'interrupteur, bien sûr, est à la maison.
J'ai immédiatement décidé de ne pas ouvrir le téléphone portable pour le souder à l'intérieur. Premièrement, c'est illégal. Les modifications indépendantes des appareils soumis à une certification obligatoire ne sont pas autorisées par la loi. Deuxièmement, une telle ressoudage n'est pas nécessaire.
Comme pour les appareils précédents, j'ai choisi l'option alimentation sans transformateur. Cela a immédiatement nécessité une isolation galvanique du téléphone. Pour des raisons de sécurité, le téléphone mobile ne doit pas être directement connecté au réseau d'éclairage. J'ai opté pour trois options de circuit : isolation acoustique, optique et transformateur. Les trois systèmes répondent à un appel sur un téléphone mobile. La connexion n'étant pas établie, aucun argent n'est débité, la fonction est donc totalement gratuite si vous sélectionnez un tarif sans frais d'abonnement pour le téléphone dans le système de gestion. Après l'appel, l'éclairage est allumé pendant une durée déterminée. Après quoi il s'éteint, mais vous pouvez le rallumer en appelant à nouveau.
Malheureusement, des erreurs sont périodiquement trouvées dans les articles ; elles sont corrigées, les articles sont complétés, développés et de nouveaux sont préparés.
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La figure montre un schéma d'un relais acoustique que j'ai réalisé. Ce diagramme n’a jamais été publié auparavant. Une particularité de la conception est l'utilisation d'un microphone à charbon. De tels microphones sont utilisés dans les téléphones dépourvus d'amplificateurs pour l'émission et la réception (TA-68, TAN-70, TAI-43 et autres). L'amplitude des vibrations électriques du microphone est suffisante pour communiquer sur des dizaines de kilomètres sans utiliser d'amplificateurs. De plus, il possède une sensibilité incroyable. L'inconvénient est la bande passante étroite du spectre des fréquences audio. Mais dans notre cas, c'est un plus, puisque les sons et interférences inutiles sont coupés.
Fonctionnement du circuit. Lorsque vous tapez dans vos mains ou cliquez, la poudre de carbone présente dans le microphone bouge et change de résistance. Dans ce cas, au point de connexion entre la résistance de limitation R1 et le microphone, apparaît une composante alternative qui, via le condensateur de séparation C 1, est fournie à la base du transistor T 1. Le transistor T1 est à la fois un amplificateur d'alternance et tension continue. A l'aide de la résistance R2, le transistor T1 est dans un état légèrement ouvert. La composante variable reçue à la base est amplifiée par un transistor et, du collecteur à travers le condensateur C2, va vers un redresseur doubleur monté sur les éléments DD1, DD2, C3. Le double de la tension constante s'accumule sur le condensateur C3, qui est déchargé à travers le circuit : moins le condensateur, la résistance R1, la base-émetteur T1, plus le condensateur. Dans ce cas, le transistor s'ouvre en avalanche, le relais P1 est activé, ses contacts se ferment pendant toute la durée du signal sonore. Lors de la configuration du fonctionnement du circuit, il s'avère parfois que sa sensibilité est trop élevée ; il est déclenché par le passage de voitures dans la rue ou par un mouvement de la main près du microphone. Tout dépend du type de relais utilisé. Vous pouvez rendre le circuit plus rugueux en connectant une résistance variable en série avec le condensateur C1. Afin de commuter la charge (ampoules) à l'aide de claps, il est nécessaire d'ajouter un déclencheur au circuit. Le circuit d'un tel déclencheur sur un relais polarisé est illustré à la figure 2 - il n'a été imprimé nulle part auparavant.
Lorsqu'un signal sonore est émis (clap, clic), les contacts du relais KP1 sont temporairement fermés. Une tension alternative de 220 V à travers la lampe L1, la diode D1 avec un alternance positive est appliquée à la fin du deuxième enroulement du relais RP-4, broche 8, début de l'enroulement, broche 7, résistance limiteur de courant R1, condensateur C1, contacts fermés du relais KR1, broche 220V. Le courant de charge du condensateur C1 fait basculer l'armature du relais vers la position gauche selon le schéma, l'ampoule L1 s'allume et l'ampoule L2 s'éteint, la diode D1 est bloquée par les contacts du relais et la diode D2 est déverrouillée et prête à fonctionner. A l'arrivée du prochain signal sonore, les contacts du relais P1 KP1 se ferment. Une tension de 220 V à travers l'ampoule L2 et la diode D2 est appliquée en plus au début du premier enroulement, contact 5, à partir de la sortie de l'enroulement, le contact 6 va à la résistance R1 et recharge le condensateur C1. Un relais polarisé commute l'armature sur le bon contact du circuit. La diode D2 est bloquée et la diode D1 est prête pour le cycle suivant. Le voyant L1 s'éteint et le voyant L2 s'allume. Ainsi, lorsque des signaux sonores sont reçus, la charge commute en alternance. Pour que le déclencheur remplisse la fonction d'allumer et d'éteindre une seule ampoule, vous devez exclure l'une des ampoules du circuit et allumer à la place une chaîne en série d'un condensateur de 0,33 μF x 300 V et d'un 5 –10 kOhm, résistance 2 W. Lors de la configuration du fonctionnement du déclencheur, il est nécessaire de régler l'armature du relais polarisé pour qu'il commute bien et soit solidement fixé en position droite ou gauche.