Акустический выключатель на Таймере 555. Как сделать простейший звуковой выключатель света


Акустический выключатель света - Конструкции простой сложности - Схемы для начинающих

Данный акустический выключатель реагирует на звук, и если этот звук имеет достаточный для его срабатывания уровень, он включает освещение. Лампа горит около одной минуты, а затем гаснет. Такой выключатель может найти самые разнообразные области применения. Например, автоматический выключатель света в темном подъезде. Его максимальная чувствительность достаточна даже для срабатывания от звука шагов по бетонной лестнице. Если на каждом этаже поставить такой выключатель, то человек, поднимающийся по лестнице постоянно будет, находится в "световом пятне". А времени, около минуты, в течение которого горит свет после включения, более чем достаточно для отпирания замка квартиры. Такой выключатель можно установить в длинном коридоре или в кладовке, в таких местах, в которых люди бывают не долго, но часто забывают выключить свет. Если такой выключатель установить в прихожей он будет выполнять и некоторые охранные функции, отреагировав на звук в подъезде, на лестничной клетке, звонок, звук от попытки вскрыть замок, он включит свет, и создаст видимость того, как будто кто-то находится дома и, услышав неладное, включил свет. Можно управлять не только светом, но и каким-то звуковоспроизводящим устройством, которое при малейшем шуме будет воспроизводить запись лая крупной собаки. На страницах сайта многократно описывались подобные акустические автоматы, но одни из них имели склонность к зацикливанию, а другие не имели возможности управлять питанием сложной электронной техники. Проанализировав причины зацикливания подобных устройств можно прийти к выводу, что причины две: во-первых, при включении нагрузки, и часто при её работе более сильно нагружается источник низковольтного питания устройства, увеличиваются помехи вызванные работой нагрузки, во-вторых, тиристор, как известно, искажает синусоиду сетевого напряжения, а в результате по электросети, а также по целям питания и через емкости, монтажа на вход микрофонного усилителя, как в первом так и во втором случаях, поступают импульсные помехи и вызывают зацикливание устройства. Наиболее простой и эффективный способ борьбы с этим явлением, это автоматическое отключение выхода микрофонного усилителя от входа цифровой схемы, которое должно происходить сразу после включения нагрузки, а подключение выхода микрофонного усилителя к схеме должно быть с небольшой задержкой, порядка 1-3 секунд. В результате, при включении нагрузки вход устройства блокируется, и схема не реагирует ни на звуки, ни на какие-либо помехи, которые появляются при включении нагрузки. Затем, после выключения нагрузки отводится еще небольшое время (1-3 сек.) для полного 100%-гарантированного "успокоения" схемы нагрузки, полного завершения каких-то переходных процессов в ней, связанных с выключением, которые могут быть источниками или причинами помех (как электрических, так и акустических).

Принципиальная схема выключателя показана на рисунке 1. Акустический сенсор включает в себя электретный микрофон со встроенным предусилителем М1, регулятор чувствительности R2, двухкаскадный усилитель ЗЧ на транзисторах VT1 и VT2, а также детектор на VD1 и VD2 и ключ на VT3. При наличии звука переменное напряжение с выхода микрофона усиливается транзисторными каскадами и преобразуется в некоторое постоянное напряжение при помощи детектора. Как только уровень звука превысит установленный резистором R2 порог, напряжение на С8 станет достаточным для открывания транзистора VT3 и он откроется. В этот момент на его коллекторе будет напряжение, соответствующее низкому логическому уровню КМОП. Пока звука нет, или его громкость не достаточна для срабатывания выключателя, на коллекторе VT3 будет единица. Логическое устройство выполнено на микросхеме D1. Оно отрабатывает временную задержку выключения (около одной минуты) и отключает выход транзисторной схемы во время включения нагрузки. В исходном состоянии, когда нагрузка выключена на входы элемента D1.4 через резистор R14 поступает единичный логический уровень. Значит, на его выходе будет нуль. Этот нуль разряжает конденсатор С10 и на выводе 9 D1.3 будет также нуль. На вывод 8 D1.3 поступает единица через R8. В момент срабатывания на коллекторе VT3, пусть даже на очень короткое время, появляется логический ноль. В результате на оба входа D1.3 поступают нули, и на его выходе в этот момент появляется единица. Эта единица устанавливает RS-триггер на D1.1 и D1.2 в единичное состояние. Единица с его выхода, с вывода 3 D1.1 поступает на транзисторный ключ на VT4 и он открывается. Реле Р1 срабатывает и своими контактами включает нагрузку. В тоже время открывается диод VD10 и понижает уровень на входах D1.4 до нулевого. На выходе D1.4 устанавливается единичный уровень, который через VD3 достаточно быстро заряжает конденсатор С10 до единицы. Эта единица поступает на вывод 9 D1.3 и практически закрывает этот элемент, делая его не восприимчивым к тому, что происходит на его выводе 8. Таким образом, схема никак не реагирует на те сигналы, которые имеются на коллекторе VT3, и зацикливание схемы полностью исключается. А в это время, конденсатор С9 не спеша, заряжается через R9, и примерно через минуту после срабатывания реле напряжение нем достигнет единичного логического уровня. При том на выходе D1.3 будет нуль, поскольку на один из его входов с С10 поступает единица. В результате триггер D1.1 D1.2 перекидывается в обратное, исходное состояние и на его выходе (вывод 3 D1.1) будет ноль. Это приведет к закрыванию транзистора VT4 , отключению обмотки реле и выключению нагрузки. Диод VD10 при этом закроется и на входах D1.4 опять установиться единица. Теперь конденсатор С10 станет разряжаться через R11, на что уйдет примерно 1-3 секунды. И только после этого схема возвратится в исходное положение и будет готова снова включить свет по звуковому сигналу. Источник питания бестрансформаторный, избыток сетевого напряжения гасится реактивным сопротивлением С12 (он составлен из двух конденсаторов по 0,33 мкФ каждый), затем следует выпрямление диодами VD6-VD9 и стабилизация стабилитроном VD5 на уровне 12В. Электретный микрофон можно заменить на любой электретным с встроенным усилителем, например от электронного телефонного аппарата или от магнитофона. Транзисторы КТ315 — с любой буквой, или КТ3102. Транзистор КТ815 можно заменить на КТ503, КТ817. Конденсатор С11 должен быть на напряжение не менее 12В, конденсаторы, входящие в С12 — на напряжение не менее 300В. Диоды VD6-V09 — любые выпрямительные, например КД209. Реле КУЦ-1 реле выключения питания от штатной системы дис­танционного управления телевизорами типа УСЦТ. Контакты этого реле могут управлять нагрузкой мощность до 120 Вт. Детали смонтированы на одной печатной плате.

Радиоконструктор №5 2000г стр. 25

cxema.my1.ru

Акустический выключатель света - 5 - Конструкции простой сложности - Схемы для начинающих

Устройство реагирует на хлопки в ладоши — хлопнул раз, - светильник включился, хлопнул два, - светильник выключился. Оно может ком­мутировать светильник с лампой мощностью до 150 Вт. Принципиальная схема акустического выключателя показана на рисунке.

Воспринимает звуки электретный микрофон M1. Во время хлопка в ладоши на его выходе будет "всплеск" амплитуды низкочастотного напряжения. Это напряжение поступает на усилитель на ОУ А1. Чувствительность ОУ зависит от цепи ООС R5-R2-C2 и легко регулируется в широких пределах при помощи переменного резистора R5. Чувствительность устанавливается таким образом, чтобы схема реагировала только хлопки, свистки, но не реагировала на спокойную речь, шаги, негромкую работу телевизора. Здесь большое значение имеет и место расположения микрофона (всего устройства), его нужно размещать подальше от динамиков телевизора и поближе к месту, где обычно находится человек (например, к дивану). Следует заметить, что данное устройство наиболее эффективно в спальне. Каждому знакома ситуация, когда приходится лихорадочно искать в темноте выключатель ночника, если, например, зазвонил телефон или нужно выйти "по нужде". А данное устройство включит свет почти автоматически. С выхода операционного усилителя, усиленное напряжение НЧ поступает на детектор на диодах VD1 и VD2. Во время хлопка или другого громкого и резкого звука, как уже отмечалось, возникает всплеск переменного напряжения, это приводит к увеличению постоянного напряжения на С6. И как только это напряжение достигнет величины 1-1,2 В откроется транзистор VT1. Напряжение на его коллекторе упадет до логического нуля и одновибратор на основе RS-триггера на элементах D1.1-D1.2 сформирует положительный импульс длительностью примерно 2-3 секунды. Цепь C10-R10-VD4, по фронту этого импульса, сформирует короткий положительный импульс, который поступит на вход С триггера D2 и изменит его состояние на противоположное исходному. Напряжение с инверсного выхода триггера D2 поступает на ключевое устройство на транзисторе VT2 и тиристоре VS1, которое и управляет лампой освещения. Таким образом, если в исходном состоянии лампа была выключена (на выходе D2 ноль), то от хлопка лампа включится. Затем, через 2-3 секунды, можно повторить хлопок, и лампа выключится. Триггер на D1 необходим для того чтобы создать некоторую задержку времени между соседними хлопками, поскольку, при его отсутствии, схема может воспринимать один хлопок как несколько, как это происходит, например, при дребезге контактов кнопочного выключателя, когда цифровая схема одно нажатие кнопки воспринимает как несколько. Диод VD4 исключает появление отрицательного перепада импульса на входе триггера D2 при разряде конденсатора С10. Для того чтобы после временного отключения электроэнергии светильник автоматически переходил в выключенное состояние служит цель C8R9. Она создает положительный импульс на входе S триггера D2, переводя его в единичное состояние. Длительность этого импульса около 5 секунд, что дает время для завершения всех возможных переходных процессов в схеме, которые могут возникнуть при перебоях в электроснабжении. Лампа питается пульсирующим напряжением, получаемым от выпрямительного моста VD5. Микросхемы питаются напряжением 12 В, получаемым из этого напряжения при помощи параметрического стабилизатора на элементах R11-VD5-C9. В акустическом выключателе можно использовать любые постоянные на указанную мощность. Резистор R11 - ПЭВ-5, его можно заменить двумя резисторами МЛТ-2 по 82 кОм включенными параллельно. Переменный резистор R3 - любой типа СП. Операционный усилитель К553УД2 можно заменить любым другим ОУ широкого применения с соответствующими целями коррекции, например, К140УД6С8, К140УД708, половина К157УД2. Диоды Д9Г можно заменить любыми германиевыми, например Д18, Д20, Д9. В крайнем случае, можно использовать и кремниевые импульсные (КД522, КД521). Выпрямительный мост КЦ402Б можно заменить мостом из четырех диодов КД209. или других. Транзистор KT315 можно заменить любым аналогичным (КТ3102, КТ316, КТ503). Стабилитрон Д814Д можно заменить другим на 8-14 В, например КС212, КС512, Д814В, и другими. Тиристор КУ202Н можно заменить тиристором КУ201 или КУ202 с буквами К, Л, М, Н. Электретный микрофон МКЭ-3 (буквами на схеме обозначены цвета его проводов) можно заменить любым другим электретным микрофоном, например МКЭ-332 или микрофоном от импортного электронного телефонного аппарата, магнитолы. Если микрофон имеет только два вывода, то эти выводы нужно включить между общим минусом и нижним (по схеме) выводом резистора R1. Конденсатор С1 при этом нужно исключить, а левый (по схеме) вывод С3 подпаять к точке соединения этого микрофона и R1. Микросхемы - D1 - К561ЛА7, её можно заменить на К176ЛА7, К1561ЛА7. Микросхема D2 - К561ТМ2, его можно заменить на К176ТМ2 или К1561ТМ2. Нужно иметь в виду, что микросхемы серии К176 можно применять только в том случае, если используется более низковольтный стабилитрон, чем Д814Д, на напряжение не более 11 В, например Д814В. Устройство питается непосредственно от электросети, поэтому при налаживании его и эксплуатации нужно соблюдать правила техники безопасности при работе с электроустановками, работающими от электросети.

Радиоконструктор №3 2002г стр. 25

cxema.my1.ru

Акустический выключатель на Таймере 555

Для изготовления приспособления, которое позволит бесконтактно включать и выключать свет в комнате, потребуется не много компонентов и знания в области электротехники. Цепь в сети будет замыкаться от звука хлопка.

Иногда такое устройство называют хлопковым коммутатором. Его конструкция включает конденсаторный микрофон, который принимает сигнал. При этом цепь замыкается не только от хлопка в ладони, но и от любого источника шума, имеющего сходную по высоте звуковую волну. На вход устройства поступает сигнал в виде колебания, а на выходе образуется ток, питающий светодиод или лампу. Таким образом, звуковая энергия будет преобразована в электрическую.

Комплектующие

Пред тем как приступать к работам по изготовлению прибора, нужно подготовить все необходимые компоненты. Их список приведен ниже:

  1. Резисторы на 330 Ом, 470 Ом, 1 кОм, 4,7 кОм и 47 кОм;
  2. Конденсатор на 10 мкФ – 1 шт.;
  3. Конденсатор на 100 нФ – 2 шт.;
  4. Электрический конденсаторный микрофон – 1 шт.;
  5. Светодиод – 1 шт.;
  6. Таймер 555 – 1 шт.;
  7. Батареи на 9В.

Принцип работы

Схема работы устройства приведена на рисунке ниже. Из нее видно, что источник звука активирует датчик. Этот датчик преобразует входящие колебания воздуха, возникшие от хлопка ладоней, и проводит их обработку. Звук попадает на чувствительные элементы конденсаторного микрофона, после этого включается индикатор, и колебания переводятся в электрическую энергию. Появившийся в сети ток идет к светодиоду или лампе накаливания, а источник света, в свою очередь, загорается.

При повторном хлопке цепь размыкается, подача тока к светодиоду прекращается, а лампочка гаснет. Можно сделать так, что бы источник света потухал через несколько секунд в автоматическом режиме. Для этого в настройки конденсатора 100 мФ и таймера 555 вносят необходимые изменения. Благодаря этому усовершенствованию импульс, который станет размыкать цепь, будет образовываться спустя определенный промежуток времени. Для управления устройством можно использовать не только хлопок, но также и любой другой шум сходный по амплитуде звуковой волны с ударом в ладони. Поэтому «звуком выключателя» может стать шлепанье тапка об пол, удар газеты по столу или что-нибудь иное.

Электрическая схема прибора основана на работе транзисторов. К тому же конденсаторный микрофон имеет прямой вывод на один из них. В схеме отсутствует переключатель, поэтому при подсоединении к батарее устройство сразу переходит во включенное состояние. Изменения в режим работы прибора вносятся посредством реле.

Как только колебания звуковой волны нужной амплитуды достигают конденсаторного микрофона, то полученный сигнал усиливается на входе и передается на таймер 555. После этого импульс преобразуется в электрический ток, который подается на светодиод. Перед проведением тестирования нужно убедиться, что к усилителю подсоединен отрицательный выход микрофона.

Чувствительность принимающего элемента изменить нельзя, а микрофон по умолчанию действует на небольшом радиусе. Если при тестировании устройство не срабатывает, то следует заменить использованный транзистор на другой. Некоторые модели транзисторов могут не подойти для этой схемы. Заменять можно и другие детали устройства, так как это обеспечит много возможностей для различных его модификаций.

Преимущества

  • Устройство легко использовать, включать и выключать лампу или светодиод можно с помощью хлопка в ладоши.
  • Вместо светодиода на выходе можно установить вентилятор, радио или другой электрический прибор.

Недостатки

Конденсаторный микрофон имеет малый радиус приема сигнала. Этот параметр устанавливается по умолчанию и не может быть изменен.

 

Автор:  Виталий Петрович, Украина, Лисичанск.

 

 

 

volt-index.ru

Хлопковый выключатель

Раньше мы только в кино могли наблюдать, как герой картины заходит в помещение, хлопает в ладоши и загорается свет. Для нас такое действие казалось фантастикой. Тем не менее, рано или поздно любые фантастические изобретения воплощаются в реальную жизнь. И хлопковый выключатель сейчас набирает всё большую популярность. Но для большинства из нас он всё равно остаётся за гранью представлений и познаний об электричестве. Предлагаем подробнее познакомиться с таким коммутационным аппаратом. Узнайте, как он устроен, на чём основывается принцип действия, где его купить и можно ли сделать подобный выключатель своими руками?

Пока ещё такое устройство, как хлопковый выключатель, не зайдёшь и не купишь в первом попавшемся магазине электротоваров. И не каждый завод-производитель бытовой электрической техники выпускает подобные аппараты. Наиболее известная компания, которая производит эти устройства – минская фирма «Ноотехника» республики Беларусь. Будем изучать звуковой выключатель на примере разработанного белорусами выключателя «Экосвет-Х-300-Л».

Где применяется?

Выключатель по хлопку работает с разными лампами – люминесцентными, накаливания, энергосберегающими, галогенными, светодиодными.

Для его нормального функционирования уровень напряжения в сети должен быть 220 В, мощность осветительной нагрузки не должна превышать 300 Вт, допустимая температура – от -20 до +40 градусов.

Хлопковый выключатель имеет размеры, не превышающие обычную спичечную коробку, поэтому его легко можно разместить в основании любого осветительного прибора.

Выключатель света по хлопку рекомендовано устанавливать в помещениях с относительно низким уровнем шума. Например, в жилых и кладовых комнатах, подвальных и подсобных постройках. Если это будут какие-то офисные помещения, мастерские или производственные площадки, где постоянно присутствуют посторонние резкие и громкие шумы, возможно ложное срабатывание устройства.

Лучше всего устанавливать хлопковый выключатель в спальне. Если в комнате имеется только люстра с лампами, и нет прикроватного светильника, то полистав перед сном журнал, не нужно будет вставать, чтобы выключить свет, достаточно просто сделать ладошками хлопок, и он погаснет.

А если у кого-то выключатели ещё расположены, как в старые советские времена, на высоте 1,7 м, то устройство, реагирующее на хлопок, станет незаменимым помощником для детей и людей с ограниченными физическими возможностями.

Есть ещё такой аппарат, как акустический выключатель света. Назначение и принцип действия такие же, как у хлопкового, только он реагирует не просто на хлопки, а на любой шум или даже шорох. Подобные устройства чаще всего применяют для освещения подъездов многоэтажных домов. Пока человек идёт по лестнице или площадке, звенит ключами, открывая дверь, свет горит. Как только люди зашли в свои квартиры, освещение исчезает. Практично и экономично в плане расхода электроэнергии.

В общем, суть вам понятна, основное назначение подобных устройств – включить и отключить освещение дистанционно (на расстоянии). Один раз хлопнули в ладоши (или зашумели) – лампочки загорелись, второй хлопок (или полная тишина) соответственно отключает светильник. С этим всё просто, а вот с конструктивным устройством и схемой уже сложнее.

В данном видео демонстрируется работа акустического выключателя:

Устройство

Самый простой хлопковый выключатель имеет в своей схеме электронный микрофон, дополнительно с ним устанавливается усилитель в виде двух транзисторов, соединённых между собой. Эти маленькие детали в несколько раз усиливают любой звук, поступающий на микрофон. Благодаря этому выключатель можно привести в действие даже незначительным хлопком.

Усиленный звуковой импульс поступает на мощный транзистор, к его коллектору подсоединяется катушка реле, силовая цепь которой подключена к осветительной сети. То есть транзистор управляет этим реле, а оно в свою очередь замыкает либо размыкает контакты в цепи питания лампы.

В цепь микрофона установлен конденсатор. Можно подбирать его ёмкость и тем самым регулировать чувствительность микрофона к подаваемому звуку.

простейшая схема акустического выключателя

По такому же принципу устроен и акустический выключатель. Работает схема следующим образом. Зафиксированный микрофоном звук преображается в электрический сигнал (напряжение). Каскадом усиления напряжение усиливается, в таком виде поступает на мощный транзистор, а с него на катушку реле. Через реле начинает протекать ток, втягивается магнитный сердечник, тем самым замыкая силовые контакты реле в цепи освещения. Лампочка загорается.

Особо опытным и грамотным электрикам и радиолюбителям под силу будет собрать подобную схему самостоятельно.

Как подключить?

Рассматриваемый хлопковый выключатель «Экосвет-Х-300-Л» состоит из блока, в котором смонтирована вся схема, и двух пар проводов – белых и чёрных. Белые нужно подключать в электрическую сеть 220 В, чёрные проводки подсоединяются к осветительной нагрузке.

На светильник из распределительной коробки поступают ноль (напрямую) и фаза (через обыкновенный бытовой выключатель). Эти две жилы соединяются с белыми проводками. Можно это сделать старым дедовским методом скрутки, но лучше всё-таки использовать специальные самозажимные клеммы.

Чёрные провода подсоединяются к самому патрону лампы. То есть, при обычной схеме, у вас из питающей сети фаза и ноль приходили бы сразу на патрон лампы, а так вы ещё дополнительно вставили в эту цепь хлопковый (или акустический) выключатель света.

Сам блок нужно закрепить на корпусе осветительного прибора. На блоке имеется регулятор чувствительности, с помощью него можно задать нужный уровень хлопка. Целесообразнее всего задавать, так называемый, средний уровень, чтобы и не слишком лёгкий, иначе выключатель начнёт срабатывать при малейшем похлопывании, и не очень сильный, чтобы ладони себе не отбить.

Питается хлопковый выключатель через обычный клавишный аппарат, установленный на стене. Если понадобится вывести из схемы модное звуковое устройство, достаточно будет отключить клавишный выключатель.

Осталось только экспериментально проверить результаты своего труда. При правильной работе «Экосвет-Х-300-Л» будет реагировать лишь на хлопки ладонями. Постучите молотком, приблизьте к светильнику работающий пылесос, поколотите ложкой в кружке, включите перфоратор, подразните сигналом мобильного телефона. Не знаем, что покажут ваши эксперименты, но бывали случаи, когда хлопковые выключатели срабатывали на звук работающего перфоратора или звонкий стук металлической ложки по кружке. Это лишнее подтверждение тому, что в мире мало существует идеальных вещей, любое устройство, особенно в электротехнике, имеет наряду с достоинствами и ряд недостатков (пусть даже совсем несущественных).

Устройство «Сlaps»

Одной из новейших разработок является модель хлопкового выключателя «Сlaps». В этом устройстве звук обрабатывается при помощи микропроцессора, ни на какие посторонние шумы он не реагирует, но настраивается на несколько хлопков подряд (это самое главное условие работы).

В одном помещении допустимо установить несколько таких выключателей, каждый из них будет реагировать на определённое число хлопков, и включать соответственно свет, увлажнитель воздуха, вентилятор, телевизор либо музыкальный центр. Под эту модель выключателя приспосабливают любые бытовые приборы, имеющие электрический шнур.

Возможно, кому-то хлопковый выключатель покажется игрушкой или абсолютно ненужным устройством. Другие наоборот горят идеей создать свой «умный дом», чтобы свет и электроприборы включались и начинали работать по команде или хлопку. Устраивайте свою жизнь так, как хочется именно вам, но при этом сделайте её максимально комфортной.

yaelectrik.ru

Хлопковый выключатель света на PIC12F683. Схема и описание

Хлопковый выключатель - схема очередного акустического выключателя - является забавным проектом для начинающих радиолюбителей. Устройство позволяет по звуку хлопка включать и выключать различные электрические приборы, в том числе и свет. На данной статье рассмотрим работу схемы (дистанционного выключателя света), реагирующая на двойной хлопок.

В звуковом выключателе  применен электретный микрофон, который преобразует акустический сигнал хлопка в электрический. Далее он усиливается транзистором VT2, а затем уже поступает на вход микроконтроллера   PIC12F683. Микроконтроллер посредством заложенной в ней программы,  производит включение и выключение света через электромагнитное реле.

Когда нет звука, напряжение на коллекторе транзистора VT2 равно примерно 0,2 вольта. Когда микрофон обнаруживает звук хлопка, напряжение на нем резко падает. Поскольку выходное напряжение внутреннего конденсатора микрофона соединен с базой транзистора через конденсатор С1, напряжение база-эмиттер также снижается и, как следствие скачкообразно повышается напряжение на коллекторе (до 4 вольт).

Теперь мы знаем, как происходит преобразование акустического сигнала в электрический. Следующим этапом является подача данного сигнала на микроконтроллер PIC12F683 для осуществления включения/выключения света.

В данном микроконтроллере имеется встроенный модуль компаратора, который можно использовать для сравнения двух аналоговых сигналов и получить цифровую оценку их относительных величин.  Как известно работа компаратора заключается в сравнении обрабатываемого сигнала, поступающего на один вход, с опорным напряжением, подающимся на другой его вход. В данном примере используется  внутреннее опорное напряжение, величина которого устанавливается программно.

В прошивке установлено опорное напряжения равное 0,625 вольт (при условии что напряжение питания составляет 5,0 вольта).

Источником питания для данной схемы может послужить простой стабилизатор напряжения на микросхеме LM317. Это наиболее оптимальный вариант для питания различных устройств.

Таким образом, при нормальных условиях (отсутствие звука), опорное напряжение (0,625 вольт) больше, чем напряжение (0,2 вольта) на входе 6 микроконтроллера PIC12F683. Поэтому на выходе 2 микроконтроллера  находится  высокий уровень. При появлении звука, напряжение на входе 6 становится выше опорного и контроллер расценивает это как входящий сигнал. При двойном хлопке (интервал 1,5 сек), на выходе 2 появляется сигнал низкого уровня. По необходимости выход можно инвертировать в коде программы, установив инверсию выхода компаратора в регистре CMCON0.

Видео ролик работы устройства

www.embedded-lab.com

Скачать прошивку (47,5 Kb, скачано: 2 125)

www.joyta.ru

Выключатель звуковой схема

Схема акустического реле

Начну с того, какие возможности дает нам акустическое реле, или иначе звуковой выключатель.

С помощью данного устройства, можно выключать приборы на расстоянии с помощью подачи звукового сигнала. Чувствительность настраивается с помощью переменного резистора. Так же вместо выключателя света в комнате, что бы дистанционно выключать или включать свет.

 

 

 

 

 

 

Схема устройства:

Принцип работы:

Усилитель сигнала с электретного микрофона собран на транзисторе VT1 и работает при токе коллектора около 0,2 мА. Питание микрофона осуществляется через резистор R1.

Разделительный конденсатор С1 малой емкости подавляет НЧ составляющую звука. Регулировка чувствительности осуществляется подстроечным резистором, включенным в цепь ООС по току.

Сигнал, усиленный до амплитуды 1 В, через разделительный конденсатор С2 поступает на вход транзисторного ключа, собранного на транзисторе VT2. Отрицательная полуволна сигнала, превышающая по амплитуде 0,6 В, открывает транзистор VT2 и через диод VD2 и токоограничивающий резистор R7 заряжает конденсатор С5. Такой же результат можно получить при нажатии на кнопку SB1 (кнопка без фиксации). Через делитель R10 R11 это напряжение подается на затвор полевого транзистора VT3, открывает его, в результате закрывается биполярный транзистор VT4. Напряжение на конденсаторе С5 за время около 0,5 мс достигает уровня немного меньшего, чем напряжение на конденсаторе С4. Через резистор R9 начинает заряжаться конденсатор С9, включенный в цепь затвора полевого транзистора VT5. Совместно с цепью отрицательной обратной связи C8 R15 обеспечивается плавное открывание полевого транзистора VT5.

В процессе сборки девайса неожиданно для себя столкнулся с проблемой приобретения транзисторов ZVN2120, а так же рекомендованной автором его замены на КТ501А. На свой страх и риск решил VT3 заменить 2N7000. Сомнения возникли в связи с тем, что у указанных автором транзисторов напряжение сток-исток составляет 240 Вольт, а у 2N7000 всего лишь 60.

Высокоомные резисторы R10, R11 номиналом 100 Мом и 51 Мом были найдены в миниатюрном исполнении мощностью 0,125 Вт. Указанные же автором повергли в ужас своими размерами :)

В качестве элементов диодного моста звукового выключателя использовал 1N4007 из отслужившей энергосберегающей лампы. Для транзистора VT1 вполне подойдет КТ3102Е, VT4 – КТ3102 с любым буквенным индексом. В результате получилось устройство, реагирующее на хлопок в ладоши либо на другой короткий хлесткий звук на расстоянии примерно 5 метров.

Как утверждает автор и что подтверждено полевыми испытаниями устройства, ключевой транзистор VT5, благодаря его плавному включению и выключению, существенно разогревается именно в эти периоды работы. В ситуации, когда задержки в две-три минуты недостаточно и необходимо снова включить свет,  транзистор сильно нагревается, поэтому  рекомендую установить хотя бы небольшой теплоотвод для перестраховки.    В итоге, могу рекомендовать данную схему к повторению как исключительно стабильно работающую с перечнем положительных свойств, а также как основу для акустического реле, реагирующего на звуки шагов, дребезг ключей, голосовую команду и т. д. Для реализации чего следует лишь собрать другую схему микрофонного усилителя.

Плата в формате LAY-скачать

Да, забыл указать в своей заметке, что кнопку, указанную в схеме, не ставил, так как устройство планирую установить рядом со светильником в подъезде и дотягиваться до кнопки будет проблематично. Автор статьи - Николай Кондратьев, г. Донецк.

radiostroi.ru

Схема простого светоакустического выключателя / Схемы / Коллективный блог

Выключатель предназначен для установки в подъезде многоквартирного дома. Схему можно сделать в двух вариантах, - для подъездов или лестничных клеток с наличием естественного освещения (есть окно) и для подъездов или лестничных клеток без естественного освещения (окна нет). Интересно что в старых домах - «хрущовках», «брежневках» обычно на лестничных клетках и в подъездах всегда имеется окошко, позволяющее днем солнечному свету проникать в подъезд, но вот во многих новых домах подъезды спроектированы так, что находятся в центре здания и поэтому не имеют окон. Поэтому и два варианта выключателя, -первый реагирует не только на звук но и на свет и включает освещение только если в подъезде темно, а второй не имеет свето-датчика, так как в подъезде нет окошка и без электрического освещения там всегда темно.

На рисунке 1 показана схема первого варианта, - реагирующего на свет и звук. Алгоритм работы обычен для аналогичных выключателей, - если темно, то при возникновении звука громче некоторого порога включается свет и горит некоторое время. Время горения света зависит от продолжительности звука, но не менее некоторой заданной величины. Свет горит столько времени, сколько продолжаются звуки, плюс, это заданное время. В данном случае заданное время установлено около 5 минут, но подбором сопротивления резистора (34 его можно изменять в очень и очень широких пределах (от нескольких секунд, до нескольких часов).

За светом наблюдает датчик на основе фототранзистора VТ2. Это фототранзистор от «шариковой» компьютерной мыши. Он внешне похож на транзистор типа КТ315, только черного цвета. Там внутри два фототранзистора, - на средний вывод выведены их соединенные вместе коллекторы, а на крайние - отдельно эмиттеры. В этой схеме можно использовать любой из этой пары, то есть, коллектор - средний вывод, эмиттер -любой крайний вывод. Другой крайний вывод остается свободным. Фототранзистор нужно установить так, чтобы на него не оказывал влияния свет идущий из подъезда при включенном освещении. То есть, фототранзистор нужно либо вынести в виде отдельного блока на улицу, либо закрыть блендой и прижать к оконному стеклу так чтобы он «смотрел» на улицу, и был отвернут от источника искуст-венного света, которым данная схема управляет. Большую роль играет и настройка чувствительности свето-датчика, которую делают с помощью переменного резистора Р6.

Звук «слушает» электретный микрофон М1. А уровень его чувствительности устанавливают переменным резистором Р1, который одновременно является как нагрузкой встроенного усилителя микрофона, так и регулятором уровня сигнала, поступающего на усилитель-формирователь на транзисторе VТ1. Каскад на транзисторе VТ1 весьма интересен. Практически, это обычный усилительный каскад с общим эмиттером, но постоянное напряжение с его коллектора поступает на обнуляющий вход счетчика 01, то есть, должно быть как-то привязано к логическому уровню. Поэтому режим работы каскада по постоянному току не только важен в смысле его коэффициента усиления, но и в смысле установки некоторого порогового значения «междууровневого» напряжения на входе счетчика. В процессе налаживания нужно подобрать таким образом, чтобы при отсутствии входного сигнала напряжение на коллекторе УТ*} воспринималось логическим счетчиком 01 как логический ноль. А наличие достаточно громкого звука - как импульсы высокого логического уровня. Начать следует с постоянного напряжения около 2V, и постепенно его поднимать, пока не будет достигнут уровень уверенной работы схемы при среднем положении ручки переменного резистора (31. Слишком поднимать напряжение на коллекторе VТ1 (до уровня около половины напряжения питания установленного стабилитроном V03) не рекомендуется, так как находясь на пороговом значении логических уровней схема может работать крайне нестабильно.

Теперь о работе схемы в целом. Если темно, то напряжение на фототранзисторе VТ2 высокого уровня и на выходе элемента 02.4 будет ноль. Он приходит на вывод 9 02.3 и никак не влияет на работу данного элемента как инвертора.

При возникновении звука достаточной громкости на коллекторе VТ2 появляются импульсы, которые сбрасывают счетчик 01 в нулевое положение. На старшем выходе 01 (и на

всех его остальных выходах) устанавливается ноль. Инвертируется элементом D2.3 и логической единицей с его выхода открывает ключ на полевых транзисторах VT3 и VT4, через которые питается лампа Н1.

В это же время ноль с выхода 01 проходит на вывод 5 02.2 и запускает мультивибратор D2.1-D2.2, который вырабатывает импульсы, поступающие на вход «С» счетчика D1. Если звуковые сигналы продолжают поступать, то счетчик все время поддерживается обнуленным, а лампа включенной. Когда звуковые сигналы прекращаются состояние счетчика последовательно нарастает с каждым импульсом, приходящим на его вход от мультивибратора. И через некоторое время, зависящее от частоты этих импульсов, на выводе 3 01 появляется логическая единица. Она сразу же делает два дела, - останавливает мультивибратор 02.1-02.2 и изменяет уровень на выходе 02.3. Счет прекращается и на выходе D2.3 устанавливается низкое напряжение. Транзисторы VT3 и VT4 закрываются и лампа Н1 выключается.

Источник питания микросхем выполнен бестрансформаторным. Напряжение от сети выпрямляется диодом V04 (и обратно включенными диодами, которые есть в транзисторах VT4 и VT5 между стоками и истоками) и поступает на параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R9 и стабилитрона VD3. Конденсатор С6 сглаживает пульсации.

Выходной каскад можно выполнить и на тиристоре или симисторе, но при мощности нагрузки не более 300 W высоковольтные полевые мощные транзисторы - оптимальный вариант, так как они работают почти как механический контакт, то есть, низкое сопротивление в замкнутом состоянии, а значит минимальная рассеиваемая на них мощность, практически до мощности 300W не требуется радиатора вообще. Плюс, линейность, в следствии чего минимум импульсных помех и искажения формы напряжения сети. В общем можно ничего не опасаясь подключить на выходе энергосберегающую лампу.

Микросхемы К561ИЕ16 и К561ЛЕ5 можно заменить зарубежными аналогами С04020 и СР4001. Диоды 1№148 заменимы любыми диодами типа КД522, КД521. Диод 1Ы4004 можно заменить любым выпрямительным на напряжение не ниже 360V и ток не ниже 0,1 А. Стабилитрон - любой на напряжение 5-6V. Электретный микрофон неизвестной марки, должен подходить любой с двумя выводами (при монтаже соблюдайте полярность).Фототранзистор можно заменить фоторезистором, фотодиодом, самодельным фототранзистором, и соответственно подобрать сопротивление Р8.

Теперь о варианте без свето-датчика, -схема показана на рисунке 2. Практически все то же самое, но нет части схемы на УТ2 и 02.4. Впрочем можно даже и не менять схему, - просто не подключить фототранзистор.

Автор - Антонов В.А.

Источник – журнал Радиоконструктор №1 2012 года

ВложениеРазмер
z-wave-logo.png139.28 КБ

44kw.com