Акустичний вимикач на операційному підсилювачі. Бавовняні вимикачі - застосування та виготовлення своїми руками. Схема підключення та встановлення бавовняного вимикача

Схема даного акустичного вимикача було знайдено одному з буржуазних сайтів. Після перевірки стало ясно, що схема не робоча, після недовгих дослідів та переробки схеми – о диво! вона заробила!
Майже всі номінали використовуваних компонентів були замінені, щоб схема була більш доступною для радіоаматорів-початківців, і в результаті вийшло ось що.

Мабуть, ця найпростіша схема з усіх, що може існувати, у ній використано мінімальну кількість компонентів, які доступні всім. У результаті ситуації були використані вітчизняні деталі, що значно полегшує підбір. Мікрофон був узятий з китайського магнітофона, можна також використовувати вітчизняні типу сосна.

Мікрофонний підсилювач зібраний на двох транзистори КТ315, але для підвищення чутливості мікрофона бажано використовувати транзистори типу КТ368 або його імпортні аналоги, загалом, транзистори не критичні.

Силова частина схеми – потужний біполярний транзистор, який керує навантаженням, а для того, щоб керувати великими навантаженнямибуло використано реле (на 1224 або 220 вольт).

Сигнал від мікрофона посилюється та подається на базу потужного ключа, перехід відкривається і саме в цей момент спрацьовує реле, мікрофон реагує на гучні звуки(Наприклад бавовна), чутливість такої схеми 4-5 метрів. При другому бавовні схема автоматично відключається, отже, припиняється подача струму на навантаження.

Конденсатори електролітичні, напруга не така вже й важлива, можна використовувати відповідні ємності з напругою на 10, 16, 25, 50 вольт.

Діапазон напруги живлення теж досить широкий - від 3,5 до 14 - 16 вольт, струм споживання в холостому режимі (коли схема вимкнена) практично нульовий. Схему можна зібрати як на макетній платі, так і навісним монтажем, номінали деталей не критичні і можуть відхилятися в той чи інший бік на 20%, але ємності конденсаторів, що використовуються, намагайтеся не замінювати, оскільки найкращі параметри виходять саме із зазначеними на схемі конденсаторами.

Список радіоелементів

Потрапляючи в темряву, не завжди вдається відразу знайти вимикач освітлення, особливо якщо він знаходиться далеко від дверей. Аналогічна ситуація може бути, і у випадку виходу з приміщення, коли ми відключили освітлення, а потім змушені навпомацки йти до виходу. Від проблем вас може позбавити акустичний вимикач різні схеми та конструкції якого розглянуті у цій статті.

Дану схему можна використовувати для різноманітних цілей, наприклад для включення та вимикання освітлення за допомогою бавовни, або аналогічним управлінням будь-якої побутової техніки. Загалом, цей акустичний вимикач, дуже корисна річ у квартирі та в будинку.

Живиться схема від блоку живлення, напругою від 5 до 12 вольт.

Схема складається з типового мікрофонного підсилювача, який зібраний на двох старих біполярних транзисторах КТ315 та силової частини, на вітчизняному транзисторі КТ3107 (BC557). Для збільшення чутливості мікрофона можна поставити більш потужні транзистори, наприклад КТ368 і т.д. У силовій частині підійдуть практично всі потужні транзистори PNP структури (КТ814 або КТ818), залежить від потужності джерела живлення, що використовується.

При виготовленні друкованої плати, креслення якої, у форматі lay ви можете взяти, зверніть увагу на отвори для діода VD1, тому що я планую керувати освітленням у квартирі та в ролі навантаження, буде реле на 12 вольт. Діод використовується захисту транзистора VT3 від ЕРС котушки індуктивності в реле. Якщо ви збираєтеся підключати незначне навантаження, діод можна замінити перемичкою.

У схемі застосовується резистор R8 на 1.5 кОм, але його поміняв на 2 Ом, т.к напруга на виході навантаження сильно падало і реле спрацьовувало не стабільно.

Схема використовується для включення будь-якого навантаження за допомогою будь-якого звукового сигналу. Потужність комутованого навантаження може бути досить великою і визначається лише можливостями реле, що використовується.

Звуковим датчиком є ​​звичайний мікрофон, з нього через резистор R4 і конденсатор C1 імпульси йдуть на базу VT1, відкриваючи його. Для регулювання рівня чутливості мікрофона може знадобитися підбір опору R4. Далі стріляє тригер, збудований на транзисторах VT2, VT3. Транзистор VT4 у цій радіоаматорській конструкції виконує роль електронного ключа, що управляє реле. Живлення схеми від будь-якого на 12 вольт.

Автоматичний вимикач використовує лише акустичне реле, для цього потрібно викрутити змінний резистор R2 у мінімальне положення.

Фотодатчик є фотодіод ФД263. Він включений у схему у зворотному напрямку, щоб, спільно з опором R2 утворити дільник напруги. Поріг чутливості фотодатчика ФД263 визначається змінним резистором R2.

Елементи DD1.1 і DD1.2 мікросхеми К176ЛА7 утворюють тригер Шмітта, який не дає зациклитись світловому автомату при природній освітленості близької до порогової. Тому при освітленні фотодіода на виході елемента DD1.2 буде логічна одиниця, а при недостатньому його освітленні логічний нуль.

Датчиком акустичного реле є електретний мікрофон із вбудованим підсилювачем. Мікрофон приєднано до двокаскадного підсилювача, зібраного на біполярних транзисторах. Посилений звуковий сигнал з колектора другого транзистора надходить на одновібратор, зібраний на логічних елементах DD1.3 і DD1.4 тієї ж мікросхеми. Останній виробляє поодинокі імпульси тривалістю близько 10 секунд, при необхідності її можна змінити, підібравши опір R12 і конденсатор C6. З виходу одновібратор сигнал надходить на польовий транзисторщо включає лампу освітлення. Запуск та вимкнення одновібратора здійснюється керуючим сигналом з виходу 4 елемента DD1.

Автоматичний вимикач плавно ввімкне світло протягом 1 секунди, якщо поріг шумів у приміщення перевищить задане значення і плавно відключить освітлення за відсутності звуків у кімнаті через 20 секунд.

У ролі акустичного датчика використовується стандартний аналоговий мікрофон. Сигнал із нього посилюється першим операційним підсилювачем. Чутливість підсилювача визначається співвідношенням опорів R3 і R4. Посилений акустичний сигнал, який детектується двома детекторними діодами VD1 і VD2 і заряджає ємність C6. Після заряду напруга на ньому стає вищою, ніж на ємності C7, що у свою чергу перемикає компаратор виконаний на другому ОУ, в результаті чого на його виході встановиться рівень логічної одиниці.

Логічна одиниця з виходу ОУ запускає генератор транзисторі VT1. Робота генератора синхронізується з мережею живлення через другу бази цього ж транзистора. Цей факт дає можливість здійснити фазове регулювання потужності.

Як тільки напруга на конденсаторі C6 опуститься до 2В зменшується напруга та на DA1.2. Через це імпульси, що відкривають симистор, надходять з все зростаючою фазовою затримкою, і лампа розжарювання плавно гасне. Зазначені на схемі номінали R5 і конденсатора C6 дозволяють створити затримку до трьох хвилин при настанні повної тиші приміщення.

Конструкція бавовняного вимикача спрацьовує на бавовну в долоні за умови, що гучності цілком достатньо. Таким чином, по бавовні схема включає освітлення в під'їзді (або іншому приміщення) на одну хвилину. У першій конструкції є одна цікава особливістьдля запобігання зациклюванню роботи, а саме, мікрофон після увімкнення освітлення відключається автоматично, і включається назад лише через пару секунд після відключення світла.

Конструкція відключить світло не відразу після натискання кнопки, а із затримкою у три хвилини. А також увімкне світло при гучному звуковому сигналі, аналогічно на три хвилини.

Пристрій приєднується паралельно звичайному вимикачу освітлення S1 і доки він замкнутий, освітлення включено, як тільки його розмикають через ланцюг R7- V4 - керуючий електрод тиристора V5 починає заряджатися ємність C3. Тиристор V3 поки що відкритий, замикаючи через себе діагональ випрямного моста, лампа горить. Тиристор V5 залишатиметься у відкритому стані до моменту заряду ємності конденсатора C3. Через 3 хвилини ємність зарядиться і тиристор виявиться закритим, тим самим відключивши освітлення.

Якщо хтось не встиг покинути приміщення досить ляснути в долоні і на мікрофоні виникнуть імпульси, які відмикають тиристор V3. Конденсатор C3 почне розряджатися через опір R4 та V3, продовжуючи утримуючи його у відкритому стані. На керуючий електродп'ятого тиристора слід пульсуюча напруга, яка його відімкне і лампа загориться знову.

Опір R3 налаштовують чутливість мікрофона. Цей автомат розрахований на навантаження 100 Ватт. Якщо вас зацікавила конструкція, малюнок друкованої плати ви можете взяти з №5 за 1980 рік.

У першій розглянутій схемі датчик акустичного типуна основі п'єзоелектричного звукового випромінювача, реагує на різні вібрації в поверхні, до якої він притулений. Основа іншої конструкції – типовий мікрофон.

Третя схема дуже проста і налагодження не потребує, до її мінусів можна віднести наступне: датчик реагує на будь-які гучні звуки, особливо на низьких частотах. Крім того, проявляється нестабільна робота пристрою при мінусовій температурі.

У наш час стає популярним дистанційне керування освітленням. Для цього можна використовувати звуковий або бавовняний вимикач. Якщо звук досить інтенсивний, рівний за силою бавовни в долоні, відбувається увімкнення або відключення світла. Якщо раніше подібні електричні схемизбирали радіоаматори, зараз пристрій можна купити у багатьох магазинах електротоварів.

Модель бавовняного вимикача

Схеми підключень

Найпростіший пристрій, який роблять своїми руками, працює від мікрофона з посиленням сигналу в кілька разів. Одна з таких схем наведена нижче. Усі компоненти легко доступні.

Схема роботи бавовняного вимикача

Підсилювач складається із двох транзисторів (КТ315). Сигнал з мікрофона (М) проходить через них, посилюється та надходить на базу потужного транзистора (КТ 818). Він керує реле (Rel1), що замикає або розмикає свій контакт в ланцюзі живлення лампи або іншого навантаження: кондиціонера, вентилятора та ін. Чутливість приладу становить 4-5 м, що достатньо для побутових приміщень. Звук, який подається періодично, по черзі забезпечує підключення та відключення навантаження від мережі.

Схема є однією з найпростіших, тим більше, що мікрофон можна взяти зі старого магнітофона або телефону. Поширено електретний мікрофон. Один висновок у нього з'єднаний із корпусом (мінус). Його нескладно продзвонити та знайти. Споживання енергії у приладу незначне, а напруга, що подається, становить 3,5-16 В.

Замість реле можна підключити світлодіодну лампуневеликої потужності, яка буде основним навантаженням. Тоді в схемі не буде механічних частин, і її надійність підвищиться. Лампочка цілком підійде для каганця, освітлення побутового приміщення, а також кімнати, де вночі важко зорієнтуватися, а основний вимикач знайти складно.

Наведена схема вимикача дуже проста. Можна зібрати своїми руками досконаліший і надійніший пристрій на триністорах.

Схема підключення бавовняного вимикача на триністорах

Основою є тригер із тріністорів (V2), (V3) і транзисторний ключ (V4). Тригер підключений до дільника напруги з мікрофона (В1) та резистора (R8). Ключ керує лампою (Н1). Живлення тригера проводиться через діод (V9) та резистори (R9), (R10). Напруга вирівнюється за допомогою конденсатора (С7) та стабілітрону (V1).

Стійкий стан тригера буде, коли один із триністорів увімкнений, а інший – вимкнений. Коли звуковий сигнал подається від мікрофона, на дільнику напруги з'являється імпульс, що переводить тригер в інший стан. При цьому лампа або увімкнеться або вимкнеться.

Потужність навантаження вимикача складає близько 100 Вт. Якщо її треба збільшити, беруться діоди (V5-V8) бруківки більш потужні, а триністори встановлюються на радіатори.

Освітлення сходового майданчика

Для міжповерхового освітлення доцільно використовувати акустичний датчик із фотореле.

Схема вимикача, поєднаного з фотодатчиком

Фотодіод (VD1) утворює дільник напруги з резистором (R2), що утворює з ним дільник напруги і дозволяє регулювати чутливість датчика. Якщо фотодатчик не потрібний, його вимикають, встановивши резистор (R2) на мінімум.

Схема виходить з мікросхемі К176ЛА7, елементами якої є D1.1-D1.4. D1.1 і D1.2, вони призначені для усунення брязкоту автомата включення світла при порогових значеннях освітленості.

Звуковий сигнал уловлюється електретним мікрофоном і перетворюється на електричний. Потім він посилюється біполярними транзисторами і подається на логічні елементи (D1.3) та (D1.4), що виробляють імпульс тривалістю близько 10 с. Протягом цього часу лампа освітлення (La1) залишається увімкненою. У денний час лампа відключається керуючим сигналом, що надходить із виходу (4) елемента (D1.2).

Автоматичний плавний вимикач

Вимикач служить для плавного увімкнення світла від сигналу аналогового мікрофонана заданий час.

Схема роботи плавного акустичного вимикача

Звук надходить на мікрофон, перетворюється на електричний сигналі посилюється, проходячи через операційний підсилювач (DA1.1), конденсатор заряджає (С6). Коли заряд стає більшим, ніж на ємності (С7), компаратор (DA1.2) перемикається, і на його виході замість нуля з'являється сигнал логічної одиниці. В результаті генератор запускається на транзисторі (VT1), він подає імпульси, що відкривають симістор (VS1), через який подається живлення на лампу (EL1).

Через певний часнапруга на конденсаторі зменшиться. У міру його зниження на симистор надходять керуючі імпульси із зростаючою фазовою затримкою, викликаючи плавне вимкненнялампи.

Підібравши номінали (С6) та (R5), можна вмикати лампу до 3 хвилин.

Виробники

Бавовняний вимикач "Екосвітло"

Зниження цін на електроніку робить недоцільним виготовлення акустичних вимикачів світла своїми руками. Вимикач "Екосвітло" працює з усіма видами ламп на 220 В. Технічні характеристики:

Пристрій кріпиться шурупами за кріпильні лапки. Принцип роботи полягає у включенні та відключенні навантаження по одній бавовні. Вимикач не слід розташовувати в приміщеннях, де може бути присутнім сторонній звук. Допускаються помилкові спрацьовування, незважаючи на те, що він налаштований переважно на бавовну.

“Екосвітло” підключається до мережі 220 за схемою підключення плавного акустичного вимикача, зображеної на малюнку вище. При цьому видно, що він пов'язаний із звичайним вимикачем, який потрібен для того, щоб знеструмити схему та вивести її з роботи.

Схема підключення бавовняного вимикача "Екосвітло"

Вимикач “Claps”

Сучасна модель вимикача "Claps" - це одна з нових розробок, де звук обробляється мікропроцесором. Пристрій налаштований на кілька бавовнів і не реагує на інший звук. При цьому обов'язковою умовою для увімкнення або вимкнення світла є подача сигналів поспіль. В одному приміщенні можна встановлювати кілька таких вимикачів, що реагують на певну кількість бавовни. Для цього на електронній платіпристрою потрібно встановити перемичку у певне положення. Таким чином, подаючи необхідну кількість рівномірно наступних один за одним сигналів, можна керувати кількома приладами, наприклад, джерелами світла, вентилятором, зволожувачем повітря, музичним центром та іншими.

Відкриття за допомогою електроприводу штор бавовнами може справити враження на гостей. Пристрій керування має розміри сірникової коробки і може легко бути захованим у корпусі приладу або в підрозетнику вимикача. Під версію “Claps Plug” можна легко пристосувати будь-який побутовий прилад із електричним шнуром, який включатиметься по звуку.

Бавовняний вимикач “Claps Plug”

Таке спрацьовування краще захищає від стороннього шуму. Цим модель відрізняється від акустичного вимикача. Лампи можуть бути будь-які. Порівняно з попередньою моделлю, ціна пристрою значно вища (2450 руб.).

Якщо у бавовняному вимикачі передбачено плавне включення навантаження, то з люмінесцентними лампамивін не працюватиме. Вимикач “Claps” можна використовувати з ними.

Принцип роботи. Відео

Про принцип роботи та схему пристрою бавовняного вимикача можна дізнатися з відео нижче.

Під час встановлення та налаштування бавовняного вимикача світла слід виконувати заходи безпеки для роботи з електрикою. Після встановлення потрібно виставити потрібну чутливість. Пристрої надійно працюють у приміщеннях, де немає стороннього звуку. Можна також передбачити перемикання на роботу від звичайного вимикача.

Акустичний вимикач дуже корисна річ у домашньому побуті. Такий прилад додасть комфорту та креативності вашому житлу. За допомогою нього можна вмикати та вимикати світло або використовувати для інших приладів, наприклад, електрочайника або вентилятора.

Такий вимикач знайде застосування в ситуації, якщо людина потребує світла, але обмежена у можливостях. Достатньо ляснути в долоні і ввімкнеться освітлення. Їх ще називають бавовняні датчики.

Принцип роботи акустичних вимикачів полягає у використанні мікрофона з чутливістю, що налаштовується. Мікрофон при розпізнаванні звуку вмикається або вимикається.

Недоліки акустичних датчиків

Недоліки цих датчиків прямо випливають із того, на що вони реагують – звук. Вибірковість мікрофона дуже висока і розвиток вимикачів акустичних світла прогресує, так що сучасні датчики дуже точно реагують на заданий звук. Але щоб цей звук зробити, необхідно знати який саме, і звук цей завжди буде сигналом увімкнення або вимкнення.

Другий суттєвий недолік - це зона чутливості. Для приміщення з великими розмірами доведеться плескати досить голосно, або підійти ближче.

А якщо збільшити чутливість, датчик може зреагувати на аналогічні сигнали сусіднього приміщення.

Найпростіша схема акустичного вимикача

Найпростішу ефективну схемуакустичного вимикача зможе зібрати будь-яка людина, яка має бажання та час. Такий вимикач можна використовувати для різних цілей, наприклад, для включення та вимикання освітлення в кімнаті за допомогою бавовни, такий самий принцип роботи та керування будь-якої апаратури. Загалом, цей акустичний вимикач дуже корисна річ у домашньому побуті.

Цей датчик дає можливість за допомогою бавовни вмикати та вимикати ланцюги живлення. Цей пристрій можна використовувати для увімкнення світла.

Воно досить чутливе через наявність дворазового підсилювача на транзисторах з малою потужністю. Добре реагує на бавовну з п'яти метрів від мікрофона.

Необхідні деталі для збирання

Щоб зібрати акустичний вимикач своїми руками, необхідно взяти наступні деталі:

• Резистори (R1-10k, R2-1M, R3-22k, R4-270k, R5-2k, R6-1,8k, R7-330 Oм, R8-1,5k)
• Транзистори (VT1-KT315, VT2-KT315, VT3-3107)
• Конденсатори (С1-3200пф, С2-1мкФ×10в)
• Діоди VD1
• Різне: М1 - мікрофон електретний, HL1 - світлодіод або реле, контактна колодка.

Влаштування акустичного вимикача

Мікрофонний підсилювач зібраний на двох біполярних транзисторах серії КТ 315. Для збільшення чутливості мікрофона можна використовувати транзистори типу КТ 368 або їх імпортні аналоги (SS 9018).

Силовий частиною схеми є потужний транзистор КТ 818, і керує навантаженням. Якщо ви хочете керувати великим навантаженням, можна скористатися реле, напругою живлення від 3.5 до 15 вольт.

При керуванні навантаженнями з живленням до 12 вольт із ланцюга можна прибрати реле і замість нього приєднати навантаження. Якщо потрібно керувати навантаженнями з живленням від мережі, обов'язково потрібно реле. Під час бавовни мікрофон приймає хвилю і подає на підсилювач потужності, вони по черзі посилюють сигнал, отриманий від мікрофона.

Вже посилений сигнал надходить на базу ключа, його величина дозволяє спрацювати транзистор, і в цей момент відкривається перехід транзистора, і проводить струм. Він живить підключене навантаження чи реле. При повторному бавовні генерація обривається і знеструмлюється реле.

Інструкція з виготовлення акустичного вимикача

Для початку необхідно виготовити друковану плату. У друкованій платіІснують спеціальні отвори для діода VD1. Діод необхідний захисту транзистора VT3 від ЕРС котушки реле. Якщо ви хочете підключити до вимикача легке навантаження, його можна замінити перемичкою.

Після виготовлення плати, необхідно насвердлити отвори та пролудити її. Далі відкрити друк у програмі sprint-layout 6.0 та за розташуванням деталей та припаяти їх на свої місця.

Зверніть увагу!

Поглянувши на фото готового акустичного вимикача, бачимо компактний датчик, зручний для монтажу. Він є невеликою платою з припаяними деталями.

При складанні необхідно дотримуватися всіх номіналів деталей, навіть невеликий ухил може призвести до неправильної роботи вимикача. Пристрій реагує не тільки на бавовни, а й на будь-який низькочастотний шум.

Живлення походить від джерела постійного струмуз напругою від 5 до 12 вольт. Обов'язково від стабілізованих джерел постійної напруги при використанні імпульсних джерел живлення прилад може не працювати.

Для того щоб зробити акустичний вимикач власноруч необхідні деталі, їх можна придбати в будь-якому радіомагазині, вони доступні і недорогі за ціною.

Можна використовувати деталі, випаяні зі старих плат. Схема дуже проста, і навіть люди мало знайомі з радіоелектронікою, використовуючи дану схемузможуть зібрати цей прилад.

Фото акустичного вимикача

Зверніть увагу!

Зверніть увагу!

Звернувся до мене людина, яка живе в квартирі, і як водиться у таких людей є сходова клітка, вдень вони зазвичай ще більш-менш висвітлюються природним світлом, але ось вночі або ввечері світла немає, і шукати по стінах вимикач не зовсім зручно та й не сучасно. Краще зробити щось, щоб відкривало ключ і включало лампочку освітлення за певного рівня шуму чи голосом, що було зроблено.

Схема пристрою

Схема відома, застосовувати можна і аналоги деталей, якщо зберетеся повторювати цю схему, можна і імпортні деталі, як зручно і доступніше. Ще один непоганий варіант, без мікросхем, але з гарною чутливістю дивіться .

Мікрофон застосував імпортний капсуль, який має хорошу чутливість і хорошу чутливість, тому що перед каскад посилення зазвичай розміщений вже всередині таких мікрофонів - електретний мікрофон як їх прийнято називати у вузьких колах радіоаматорів, в порівнянні зі звичайним мікрофонам, при запиті через висновок з якого знімається звук, починає працювати внутрішній підсилювач мікрофона, завдяки чому навіть при низькому коливанні звукових хвиль з'являється на виході досить високий за рівнем сигнал і не потрібно городити підсилювачів на операційних підсилювачах. Тільки ось за сигналом і харчуванням потім доведеться робити розв'язку і продумувати харчування. Але це вже набагато простіше.

А ще плюс вимикача в тому, що він чує наприклад хлопок дверей вхідний або вихідний і вже цим може включити світло у своєму вторинному ланцюзі.

Після того, як звуки припиняться, увімкнеться своєрідна затримка (від 5 сек до 2 хв), після чого освітлення відключиться. Автомат вимикач поверхового освітлення має високу чутливість, живиться безпосередньо від освітлювальної мережі та не вимагає застосування інших стабілізаторів.

Працює він наступним чином: при виявленні звукового сигналу, слабка змінна напруга з виходу мікрофона через розділовий конденсатор надходить на двокаскадний підсилювач, виконаний на транзисторах VT1 і VT2, і після посилення до напруги 5...8 В через розділовий конденсатор C4 надходить на входи тригера Шмітта DD1.1 який формує на виході прямокутні імпульси позитивної полярності. Кожен такий імпульс відкриває емітерний повторювач VT3, що підсилює сигнал струму, і швидко заряджає конденсатор C5. На входах елемента DD1.2 формується рівень логічної 1, який, інвертуючись, закриває ключовий транзистор VT4 і формує його колекторі, завдяки резистору R12, напруга рівня логічного 1, що дозволяє роботу схеми управління тиристором.