Самый лучший акустический выключатель.
Автор: Владислав Мясин
Опубликовано 20.08.2010
Многим из вас приходилось подолгу нащупывать в темноте выключатель настольной лампы, натыкаясь на разные предметы. Этот процесс обычно сопровождается грохотом и нецензурными выражениями. Но теперь этому пришёл конец! Предлагаемый акустический выключатель выгодно отличается от всех подобных: не требует внешнего источника питания, собирается из распространённых деталей (в частности в нём нет реле), имеет неплохую чувствительность и защиту от сетевых помех, а главное — простоту конструкции и настройки.
Хлопок в ладоши — устройство включит свет, ещё хлопок — выключит. Время нахождения в каждом из состояний неограниченно.
Принцип действия
Звуковой сигнал от электретного микрофона поступает на двойной усилительный каскад на транзисторах VT1 и VT2. Применение транзисторов разной проводимости позволило избежать паразитных связей. Конденсатор С3 защищает схему от сетевых помех. Резистор R5 шунтирует вывод 11 микросхемы и одновременно является нагрузкой транзистора VT2. Сигнал на выходе усилителя имеет синусоидальную форму, но для управления триггером сигнал должен быть импульсным. Преобразование сигнала осуществляется одновибратором, выполненным на блоке DD1.1 микросхемы К561ТМ2. Длительность импульса при указанных номиналах R6 C4 составляет 0,5с.
Сердцем устройства является триггер, выполненный на элементе DD1.2 той же микросхемы. Триггер — устройство, имеющее два устойчивых состояния и переключаемое из одного состояния равновесия в другое при каждом воздействии внешнего управляющего сигнала. Когда на выходе триггера (вывод 1 микросхемы) присутствует низкий уровень напряжения, транзистор VT3 закрыт и нагрузка обесточена. При высоком логическом уровне на выходе DD1 транзистор VT3 и тиристор (соответственно) находятся в открытом состоянии и на нагрузку (EL1) поступает напряжение питания. Использование устройства возможно только с лампой накаливания, т.к. на нагрузку подаётся выпрямленное четверкой диодов напряжение, включенных по мостовой схеме.
Источник питания выполнен по бестрансформаторной схеме. Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD2-VD4, проходит через ограничительный резистор R9 и фильтруется стабилитроном VD1 и конденсатором C5. При слишком высоком сопротивлении R9 тока может не хватить для отпирания тиристора, при слишком низком — сгореть стабилитрон. Оптимальное значение R9 составляет 28 кОм. Чувствительность устройства на хлопок составляет 4-6 метров.
Детали
Лампа накаливания ELI рассчитана на напряжение 220-235 В и мощность 7-60 Вт. Электретный микрофон любой. Все постоянные резисторы типа МЛТ, мощность резистора R9 2Вт. Все конденсаторы на напряжение не менее 16В. Стабилитрон VD1 заменяют КС 175А, Д808, Д814А или на аналогичный с напряжением стабилизации 9-12 В. Выпрямительные диоды VD2-VD4 заменяют диодами КД226В, КД258Б, Д112-16 и аналогичные, учитывая, что их обратное напряжение не должно быть менее 300 В. Вместо дискретных диодов можно применить готовый выпрямительный мост типа КЦ402А, КЦ405А, КЦ407А. Вместо транзистора VT3 можно применить КТ940А-КТ940Г, КТ630А-КТ630В и даже КТ315Б. Транзистор VT1 структуры n-p-n,VT2 структуры p-n-p. Тиристор VS1 должен быть с минимальным током управляющего электрода. Кроме указанного на схеме, это может быть Т112-16-х или другой, с худшими характеристиками, например, типа КУ201 К-КУ201М, КУ202К-КУ202Н.
Монтаж
Устройство собирают на монтажной плате и закрепляют в корпусе из диэлектрического материала. Соблюдайте цоколёвку микросхемы!
При монтаже элементов стремятся к тому, чтобы их выводы имели минимальную длину (для уменьшения влияния помех). Силовую часть монтируют так, чтобы корпуса тиристора и выпрямительных диодов (в случае применения дискретных диодов) не имели контакта с другими элементами (не санкционированного по электрической схеме). Не размещайте резистор R9 вблизи других компонентов во избежание их перегрева. Не устанавливайте выключатель на столе, т.к. тряска во время работы может привести к ложному срабатыванию.
Налаживание
Ахтунг! Не касайтесь силовой части включенного в сеть устройства! Не забывайте о предохранителе!
В налаживании устройство не нуждается и при исправных элементах начинает работать сразу после включения. Чувствительность узла можно подкорректировать изменением помехозащитного конденсатора С3, его ёмкость лежит в пределах 0,1-1мкФ. Чем выше ёмкость С3, тем ниже чувствительность.
Акустический выключатель очень полезная и нужная вещь в хозяйстве, тем более если вы хотите автоматизировать некоторые приборы или освещения в своём доме и добавить креативности в своё жилище! С помощью акустического включателя, можно выключать и включать освещение или использовать его для других приборов, например для электрического чайника или вентилятора.
Данная схема полностью рабочая, налаженная и стабильно работает. В интернете есть много схем подобных устройств, но при их сборке возникает масса проблем с работоспособностью и часть поднимаются длинные обсуждения в конце которых, проблема часто не решается. Ниже представлена сама схема.
Схема питается напряжением от 5 до 9 вольт, так что подобрать источник питания не представит труда. Можно использовать к примеру крону или другие батареи и аккумуляторы. Если вам нужно стационарное питание, то в сети есть множество схем блоков питания, подойдёт даже бестрансформаторный.
Печатная плата сделана под DIP компоненты, но не смотря на это, имеет достаточно компактные размеры и подобрать для неё корпус не составит труда. Скачать печатную плату можно по ссылке:
Список деталей для сборки
Изготовление печатной платы
Объяснять подробно как изготовить печатную плату я не буду, так как это займет много времени. Файл печатной платы открывается с помощью программы sprint-layout 6.0:
В схеме используется диод VD1, он нужен для защиты транзистора VT3 от ЭДС катушки реле. Если вы будете подключать в качестве нагрузки реле, то диод нужно поставить, если будет использоваться лёгкая нагрузка, то вместо него можно поставить перемычку.
После изготовления платы, во избежании окисления, пролудите порожки оловом. Откройте программу sprint-layout 6.0 и припаяйте все детали на ней, согласно расположению. Если всё сделано правильно, детали и номиналы не перепутаны, то устройство должно заработать сразу без каких либо проблем.
Вот так выглядит собранный акустический выключатель.
Хотелось бы сказать об одной проблеме которая может возникнуть. В схеме стоит резистор R8 на 1.5 кОм, если вы будете использовать в качестве нагрузки светодиод то его можно оставить, если планируете устанавливать реле, то замените резистор на 2 Ом. Больше проблем возникнуть не должно ))
В итоге получился не дорогой но очень эффективный и полезный прибор, который обязательно найдет своё применение в хозяйстве! ))
Схема данного акустического выключателя была найдена на одном из буржуйских сайтов. После проверки стало ясно, что схема не рабочая, после недолгих опытов и переделки схемы — о чудо! она заработала!
Почти все номиналы используемых компонентов были заменены, чтобы схема была более доступной для начинающих радиолюбителей, и в итоге получилось вот что.
Пожалуй, эта самая простая схема из всех, что может существовать, в ней использовано минимальное количество компонентов, которые доступны всем. В следствии переделки были использованы отечественные детали, что значительным образом облегчает подбор. Микрофон был взят из китайского магнитофона, можно также использовать отечественные, типа сосна.
Микрофонный усилитель собран на двух транзисторах КТ315, но для повышения чувствительности микрофона желательно использовать транзисторы типа КТ368 или его импортные аналоги, в общем, транзисторы не критичны.
Силовая часть схемы — мощный биполярный транзистор, который управляет нагрузкой, а для того чтобы управлять большими нагрузками было использовано реле (на 12 24 или 220 вольт).
Сигнал от микрофона усиливается и подается на базу мощного ключа, переход открывается и именно в этот момент срабатывает реле, микрофон реагирует на громкие звуки (например хлопок), чувствительность такой схемы 4-5 метров. При втором хлопке, схема автоматическим образом отключается, следовательно, прекращается подача тока на нагрузку.
Конденсаторы электролитические, напряжение не так уж и важно, можно использовать соответствующие емкости с напряжением на 10, 16, 25, 50 вольт.
Диапазон питающих напряжений тоже достаточно широкий — от 3,5 до 14 — 16 вольт, ток потребления в холостом режиме (когда схема выключена ) практически нулевой. Схему можно собрать как на макетной плате, так и навесным монтажом, номиналы деталей не критичны и могут отклоняться в ту или иную сторону на 20%, но емкости используемых конденсаторов старайтесь не заменять, поскольку наилучшие параметры получаются именно с указанными на схеме конденсаторами.
