Как сделать звуковое реле
Акустический выключатель лампы своими руками
Если у Вас возникла необходимость в включении хлопком в ладоши какого-либо устройства или просто освещения, то можно рассмотреть для изготовления простые схемы, приведённые ниже, в этой статье.
Схема может использоваться для управления освещением, настольной лампой, прибором, устройством или кокой-либо игрушки.
В темноте по щелчку включается свет, при дневном освещении выключается. Микрофон чувствительный, поэтому схема срабатывает даже на голос.
Принципиальная схема акустического выключателя
Краткое описание работы схемы
Фоторезистор R5, стоящий между эмиттером и коллектором не даёт срабатывать схеме в дневное время суток. Если этого не требуется фоторезистор можно из схемы исключить.
Необходимые радиодетали
Внешний вид платы
Мы можем использовать эту цепь для различных применений, как автоматический свет для диско или шоу. Вместо лампы можно использовать реле с обмоткой на
220V. В этом случае мы можем получить звуковое реле (переключатель, который может использоваться для управления более мощными лампами или другими устройствами).
ОСТОРОЖНО! Питание схемы осуществляется от опасного напряжения!
На рисунке ниже, ещё один вариант схемы с питанием от 12В постоянного тока. Q1 усиливает аудиосигнал, приходящий от микрофона. Переменный резистор 5к использован для того, чтобы отрегулировать пик сигнала (0,7 вольта), работает как регулятор чувствительности. Некоторый уровень сигнала, приходя от микрофона, после усиления полевым транзистором Q1, вызовет включение SCR и лампы. Вот принципиальная схема схемы:
Проверка тиристора MCR100-6
Для проверки тиристора понадобятся:
Описание проверки тиристора или симистора
Данным способом можно проверять любые тиристоры и симисторы. При подключении батареи к последовательному соединению исправного тиристора и лампы — лампа не должна гореть.
Если соединить плюс батареи через резистор R1 50-100кОм с управляющим электродом, то тиристор открывается и остается включенным, пока выключатель S2 замкнут. Лампа горит.
Выключить тиристор (отключить лампу) можно кратковременным замыканием его анода и катода включателем S3.
Если лампа загорается сразу после включения батареи, то тиристор — пробит (коротко замкнут КЗ).
12 схем автоматического реле (температура, звук, свет, влажность)
Релейные схемы используются в системах авторегулирования: для поддержания заданной температуры, освещенности, влажности и т.д. Подобные схемы, как правило, похожи и в качестве обязательных узлов содержат датчик, пороговую схему и исполнительное или индикаторное устройство (см. список литературы).
Релейные схемы реагируют на превышение контролируемого параметра над заданным (установленным) уровнем и включают исполнительное устройство (реле, электродвигатель, тот или иной прибор).
Также возможно оповещение звуковым или световым сигналом о факте выхода контролируемого параметра за пределы допустимого уровня.
Термореле на транзисторах
Термореле (рис. 1) выполнено на основе триггера Шмитта. В качестве датчика температуры используется терморезистор (резистор, сопротивление которого зависит от температуры).
Потенциометр R1 устанавливает начальное смещение на терморезисторе R2 и потенциометре R3. Его регулировкой добиваются срабатывания исполнительного устройства (реле К1) при изменении сопротивления терморезистора.
Рис. 1. Схема простого термореле на транзисторах.
В качестве нагрузки в этой и других схемах этой главы может быть использовано не только реле, но и слаботочная лампа накаливания.
Можно включить светодиод с последовательным токоограничивающим резистором величиной 330. 620 Ом, генератор звуковых колебаний, электронную сирену и т.д.
При использовании реле контакты последнего могут включать любую электрически изолированную от цепи датчика нагрузку: нагревательный элемент либо, напротив, вентилятор.
Для защиты выходного транзистора от импульсов напряжения, возникающих при коммутации обмотки реле (индуктивной нагрузки), необходимо включать параллельно обмотке реле полупроводниковый диод.
Так, на рис. 1 анод диода должен быть соединен с нижним по схеме выводом обмотки реле, катод — с шиной питания. Вместо диода с тем же результатом может быть подключен стабилитрон или конденсатор.
Термореле на тиристоре
Термореле [МК 6/82-3] (рис. 2) имеет выходной каскад с самоблокировкой на тиристоре.
Рис. 2. принципиальная схема термореле на транзисторе и тиристоре.
Это приводит к тому, что после срабатывания схемы выключить сигнализацию можно только после кратковременного отключения питания устройства.
Простой термоиндикатор
Термореле (рис. 3), или, говоря точнее, термоиндикатор, выполнен по мостовой схеме [ВРЛ 83-24]. Когда мост сбалансирован, ни один из светодиодов не светится. Стоит температуре повыситься, включится один из светодиодов.
Рис. 3. Принципиальная схема простого термо-индикатора на одном транзисторе и светодиодах.
Если температура, напротив, понизится, загорится другой светодиод. Чтобы различать, в какую сторону изменяется температура, для индикации ее повышения можно использовать светодиод красного свечения, а для индикации понижения — светодиод желтого (или зеленого) свечения. Для балансировки схемы вместо резистора R2 лучше включить потенциометр.
Фотореле на транзисторах
Фотореле (рис. 4) отличается от термореле (рис. 16.1) тем, что вместо терморезистора использован фоточувствительный прибор (фотодиод или фотосопротивление).
Рис. 4. Принципиальная схема простого фото-реле на транзисторах.
Фотореле с двухкаскадным усилителем
Схема фотореле, показанная на рис. 5, содержит двухкаскадный усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах разного типа проводимости.
Рис. 5. Принципиальная схема фотореле с двухкаскадным усилителем.
При изменении электрического сопротивления фотодиода и, соответственно, смещения на базе транзистора VT1, увеличится коллекторный ток выходного транзистора усилителя VT2, и напряжение на резисторе R2 возрастет.
Как только это напряжение превысит напряжение пробоя порогового элемента — полупроводникового стабилитрона VD2, включится оконечный каскад на транзисторе VT3, управляющий работой исполнительного механизма (реле).
Использование в схеме порогового элемента (полупроводникового стабилитрона) повышает четкость срабатывания фотореле.
Фотореле со звуковой сигнализацией
Фотореле (рис. 6) является таковым не в полной мере, поскольку реагирует на изменение освещенности плавным изменением частоты генерируемых колебаний [B.C. Иванов].
Рис. 6. Принципиальная схема фотореле со звуковой сигнализацией.
В то же время это устройство может работать совместно с измеряющими частоту приборами, частотно-избирательными реле, сигнализировать высотой звукового сигнала об изменении освещенности, что может быть весьма актуально для слабовидящих.
Схема реле влажности, реле уровня жидкости
Реле влажности или реле уровня жидкости (рис. 7) так же, как и некоторые из вышеприведенных схем выполнено на основе триггера Шмитта [МК 2/86-22].
Рис. 7. Принципиальная схема реле влажности, реле уровня жидкости.
Порог срабатывания устройства устанавливают регулировкой потенциометра R3. Контакты датчика влажности выполнены в виде медного (Си) и железного (Fe) стержней, погруженных в землю.
При изменении содержания влаги в земле электропроводность среды и сопротивление между электродами меняются. С увеличением смещения на базе транзистора VT1 он открывается.
Коллекторный и эмиттерный токи транзистора возрастают, что приводит к росту напряжения на потенциометре R3 и, соответственно, к переключению триггера.
Реле срабатывает. Устройство может быть настроено на уменьшение электропроводности земли ниже заданной нормы. Тогда, при срабатывании исполнительного устройства, включается система автоматического полива земли (растений).
Реле времени
Реле времени (рис. 8) описано в книге П. Величкова и В. Христова (Болгария). Кратковременное нажатие на кнопку SA1 разряжает времязадающий конденсатор С1 и устройство начинает «отсчет времени».
Рис. 8. Принципиальная схема реле времени на транзисторах.
В процессе заряда конденсатора напряжение на его обкладках плавно увеличивается. В итоге, через некоторое время реле сработает, и включится исполнительное устройство.
Скорость заряда конденсатора, а, следовательно, и время выдержки (время экспозиции) можно изменять потенциометром R1. Реле обеспечивает максимальное время экспозиции до 10 сек при указанных на схеме параметрах элементов. Это время может быть увеличено за счет увеличения емкости конденсатора С1, либо сопротивления потенциометра R1.
Стоит отметить, что для столь простых схем «аналоговых» таймеров стабильность временного интервала невелика. Кроме того, нельзя до бесконечности наращивать емкость времязадаю-щего конденсатора, поскольку заметно возрастает его ток утечки.
Такой конденсатор неприемлем в схемах «аналоговых» таймеров. Существенно увеличить время экспозиции за счет сопротивления потенциометра R1 также нельзя, поскольку входное сопротивление последующих каскадов, если только они не выполнены на полевых транзисторах, невелико.
Аналоговые таймеры (реле времени) широко используют при фотопечати, для задания времени выполнения каких-либо процедур. Эти устройства используются, например, для получения воды, ионизированной серебром.
Реле что реагирует на уровень напряжения
Реле напряжения (рис. 9, 10) используются для контроля заряда или разряда элементов питания, аккумуляторов, контроля напряжения питания, поддержания напряжения на заданном уровне. Схемы, описанные в книге П. Величкова и В. Христова, предназначены для контроля разряда (рис. 9) или перезаряда (рис. 10) аккумулятора.
Рис. 9. Принципиальная схема реле для контроля разряда аккумулятора.
Рис. 10. Принципиальная схема реле для контроля перезаряда аккумулятора.
При необходимости напряжение срабатывания этих устройств может быть изменено. Порог срабатывания задается типом стабилитрона. Для изменения в небольших пределах порога срабатывания подобных реле последовательно со стабилитроном можно включать 1 — 3 германиевых Щ9) или кремниевых (КД503, КД102) диодов в прямом направлении.
Катоды диодов должны «смотреть» в сторону базы входного транзистора. Германиевый диод смещает порог срабатывания примерно на 0,3 В, а кремниевый — на 0,5 В.
Для цепочки из двух, трех диодов эти значения удваиваются (утраиваются). Промежуточные значения напряжений можно получить при последовательном включении германиевого и кремниевого диодов (0,8 В).
Акустическое реле
Акустическое реле (рис. 11, 12) используют для контроля уровня шума, а также в составе систем охранной сигнализации [Б.С. Иванов, М 2/96-13]. Помимо прочего, такие схемы часто используют в системах связи — в устройствах голосового управления каналом связи.
Рис. 11. Принципиальная схема акустического реле.
Рис. 12. Принципиальная схема акустического реле на транзисторах.
Так, при разговоре автоматически и без вмешательства оператора происходит переключение радиостанции или линии связи с приема на передачу. Устройство содержит датчик звукового сигнала — микрофон, в качестве которого можно использовать обычный микротелефонный капсюль, усилитель низкой частоты, детектирующее и исполняющее (релейное) устройство.
Коэффициент усиления УНЧ определяет чувствительность акустического реле. На микрофон может быть установлен звукоулавливающий рупор для повышения направленных свойств акустического реле. Резонансный фильтр, включенный после УНЧ, позволяет акустическому реле реагировать только на звук определенной частоты и игнорировать остальные звуки.
Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003.
Схема акустического датчика (звуковое реле) на микросхемах CD4069, CD4020
Этот датчик можно применить в системе автоматического управления освещением, чтобы по его сигналу включать свет, если в помещении кто-то ходит или разговаривает, по хлопку в ладоши, или в охранной системе, чтобы реагировать на шум в том месте, где шума быть не должно, да и много других применений ему можно найти.
Схема акустического сенсора
Питание на микрофон поступает через блокирующую RC-цепочку R1-C1, резистор R2 служит нагрузкой его встроенного усилителя. Сигнал через конденсатор С2 поступает на подстроечный резистор R3, которым можно регулировать чувствительность датчика в целом.
Далее, сигнал поступает на усилитель НЧ, выполненный на логических элементах D1.1-D1.3 микросхемы CD4069. Для того чтобы данные элементы работали в усилительном аналоговом режиме цепь из трех последовательно включенных элементов охвачена обратной связью, состоящей из резисторов R4 и R5. Теоретически, коэффициент усиления этого усилителя будет равен делению R5 на R4.
На самом деле, он будет существенно ниже. На элементе D1.4 сделан еще один усилитель, данный элемент в аналоговый режим переведен цепью обратной связи, состоящей из резистора R6.
При наличии достаточного уровня громкости, этот усилитель переходит в режим ограничения и на его выходе появляются хаотические импульсы логической амплитуды, которые через конденсатор С5 поступают на вывод 11 счетчика D2. Цепь C5-R7 эти импульсы преобразует в положительные, и первый же из них устанавливает счетчик D2 в нулевое положение.
Исходным, является такое положение счетчика D2, в котором на его старшем выходе (вывод 3) присутствует логическая единица. При этом, высокий логический уровень с вывода 3 D2 через диод поступает на вывод 13 D1.5. А на элементах D1.5 и D1.6 выполнен мультивибратор, генерирующий импульсы, поступающие на счетный вход счетчика D2 (на его вывод 10).
Пока на вывод 13 D1.5 через VD1 проходит логическая единица, мультивибратор D1.5- 1.6 заблокирован, и импульсы не генерирует.
Если же, уровень звука достаточный для срабатывания датчика, то амплитуда импульсов с выхода D1.4 будет достаточной для обнуления счетчика D2. При этом, на его всех выходах, в том числе и на старшем, устанавливается логический ноль. При этом, диод VD1 закрывается и перестает влиять на вход логического элемента D1.5.
Мультивибратор D1.5-D1.6 запускается и генерирует импульсы, поступающие на вход «С» D2. А логический ноль на выводе 3 D2 зажигает индикаторный светодиод, и служит сигналом к тому, что датчик сработал.
Рис. 1. Принципиальная схема акустического датчика (звукового реле) на двух микросхемах.
Дальше ситуация может развиваться двумя путями. Если звук прекратился, то счетчик D2 посчитает импульсы, генерируемые мультивибратором D1.5-D1.6, и, примерно через 15 секунд, на его выводе 3 установится логическая единица. Светодиод погаснет, а диод VD1 выключит мультивибратор.
Если звук не прекращается, или повторяется чаще, чем один раз в 15 секунд, то счетчик D2 будет периодически обнуляться импульсами с выхода D1.4, и состояния с единицей на выводе 3 не достигнет.
Таким образом, ноль на выводе 3 D2 присутствует столько времени, сколько звучит звук, раздающийся с интервалами не реже чем 15 секунд, плюс еще 15 секунд. Например, если этот датчик должен управлять лампой по хлопку в ладоши, то после каждого хлопка свет будет гореть 15 секунд.
Время 15 секунд некритично, его можно изменить как угодно, для этого нужно изменить соответствующим образом частоту импульсов, генерируемых мультивибратором на D1.5-D1.6 подбором сопротивления R8 или емкости С6.
Детали и их замена
Светодиод HL1 нужен только для демонстрации работы датчика, в реальном устройстве его можно исключить из схемы.
Микросхему CD4069 можно заменить любой из «. 4069» или отечественным аналогом К561ЛН2. Микросхему CD4020 можно заменить любой из «. 4020» или отечественным аналогом К561ИЕ16.
Напряжение питания может быть от 5 до 15V, но нужно учитывать, что при увеличении напряжения питания усилительные свойства усилительных каскадов на основе инверторов микросхемы CD4069 снижаются.
Акустические датчики для освещения – чудо техники, которое экономит ваши деньги
Стоимость электроэнергии постоянно возрастает, поэтому есть необходимость ее экономить. Один из способов — автоматизировать управление освещением. Один из вариантов — установить акустические датчики для освещения.
Расскажем о них подробнее, опишем способы применения, принцип работы. Также рассмотрим несколько схем этих устройств для самостоятельной сборки.
Как работают акустические датчики управления освещением
Держать включенным освещение нужно только в том случае, если в помещении или на площадке, где оно смонтировано, присутствуют люди. Исключение составляют только дежурные светильники, предназначенные для того, чтобы можно было заметить несанкционированное проникновение на территорию.
Дома оно не применяется. Для того чтобы зафиксировать появление людей, и чтобы лампы работали только в их присутствии, и предназначены датчики акустические для освещения.
Условно датчики можно разделить на два типа:
Рассмотрим каждый тип по отдельности.
Реагирующие на шум
Чаще всего для освещения акустический датчик монтируют на лестничных площадках и коридорах. В доме их устанавливать бесполезно, кроме комбинации с реле задержки отключения в санузлах и ванных (этот вариант мы рассмотрим тоже).
Если человек передвигается, то он обязательно издает звуки, пусть даже и негромкие, конечно, если нет задачи пройти бесшумно. Это стук открывающейся или закрывающейся двери, шум шагов разговоры (и даже сработавшего замка). Их и фиксирует датчик.
Совместная работа с освещением его основана на следующем принципе. Например, датчик шумовой для освещения смонтирован на лестничной площадке (о том, где их лучше устанавливать, а где нежелательно расскажем ниже), возможны два варианта.
Первый вариант
Второй вариант
Функция задержки может быть встроена как в само акустическое реле (большинство моделей), так и выполнятся с помощью дополнительных узлов.
Надо отметить, что и в первый вариант работы реле может включаться реле задержки, но только не выключения, а включения. Это делается для того чтобы защититься от ложных срабатываний. То есть освещение не включается от кратковременного шума (например, удара грома на улице или сигнала автомашины), необходимо чтобы звук продолжался в течение некоторого времени.
Реле, реагирующее на шум, имеет как достоинства, так и недостатки.
Достоинства
Минусы
Совет. Лучше совместно с акустическим реле монтировать не простой таймер, который включает и выключает его, например, в шесть вечера и восемь утра, а астрономическое реле. Это устройство при введенных географических координатах учитывает движение солнца. Например, разрешает включать реле звука за полчаса до заката и выключает через четверть часа после рассвета, вне зависимости от времени года.
Реле, реагирующее на команды
В простейшем случае это может быть звук гораздо громче, чем те, которые могут быть слышны при обычном присутствии людей в комнате. Например, хлопок в ладоши.
Автор этой статьи собирал подобную конструкцию в детстве, посещая дом пионеров. Такое реле фактически представляет собой обычное реле шума, только порог его срабатывания выше и оно различает минимум две команды.
Например, хлопнули один раз, свет зажегся, два раза погас. Его вполне можно устанавливать в жилых помещениях, правда, все-таки наверно удобнее пользоваться обычным выключателем, чем постоянно хлопать.
В более сложном варианте можно собрать устройство, которое будет различать голосовые команды. То есть реле будет различать речь, так как браузер различает «О’ Кей Гугл». Правда, промышленных вариантов этого реле пока нет в продаже.
Промышленные реле
Рассмотрим несколько моделей акустических реле, которые можно приобрести.
Лестничный автомат ASO-208
Одно из недорогих реле от белорусских производителей — его можно приобрести за 300-400 рублей (около 7-8 долларов). Устройство вполне достаточно для стандартной лестничной площадки. Как видно на фото оно, поддерживает лампочки до 150 ват, чего хватает для освещения любой лестничной площадки даже лампами накаливания (хотя если экономить, то лучше применять светодиодные, энергосберегающие).
Реле монтируется прямо на стенку и имеет встроенный микрофон. Чувствительность микрофона регулируемая.
Например, если устройство установлено далеко от входных дверей, то ее можно увеличить, если же имеется фоновый шум, то уменьшить. Регулировка осуществляется ручкой, которую можно проворачивать отверткой или любым другим подобным инструментом.
При максимальном уровне гарантируется срабатывание даже на звон связки ключей.
В реле встроена задержка выключения на 1 минуту, после того как был распознан последний звук. Задержку, к сожалению, изменить нельзя.
Реле ЭВ-01
Это датчик шума для освещения уже российского производства (ООО «Реле и автоматика»), цена его тоже порядка 300-400 рублей. От предыдущего устройства отличается меньшей мощностью подключаемой нагрузки, всего лишь 60 Вт. Однако и этого хватит для большинства лестничных подъездов и площадок.
Как и в предыдущем случае, оно монтируется прямо на стену и имеет встроенный микрофон. Его чувствительность, к сожалению не регулируется. Производитель гарантирует срабатывание на любой звук в радиусе 5 метров. Присутствует также задержка выключения, она правда меньше всего 50 секунд.
Плюсом данного реле является наличие фотоэлемента, который разрешает работу только в темное время суток. Его чувствительность тоже не регулируется, поэтому нужно выбирать место установки устройства так, чтобы не было ложного срабатывания, например, от засветки через окно уличными фонарями.
Подключается устройство точно так же как и предыдущее, правда клеммы скрыты под крышкой корпуса.
Реле с Али Экспресс
Более дешевое устройство можно заказать на всем известной площадке Ali Express. Например, там предлагается акустическое реле Joying Liang (на сайте название: РАДУЯСЬ ЛЯН Звук Свет Управления Задержки Переключатель Поверхностного типа Энергосберегающие Акустическая Светло-активируется Реле, это последствия автоматического перевода) всего за 266 рублей.
Это устройство по своим характеристикам похоже на реле российского производителя.
Подключается реле с помощью клемм выпущенными из корпуса проводами (их можно зажать во внешний клеммник).
Самодельные акустические реле
Теперь перейдем к схемам для сборки своими руками. Приведем несколько вариантов разной сложности.
Простейшая схема на одном транзисторе
Начнем с простейшей схемы из двух блоков собственно акустического реле и триггера для управления нагрузкой.
Акустическое реле
Реле собранно всего лишь на одном транзисторе, вот его схема.
Используется старый германиевый транзистор МП 39, его легко найти в старой технике 60-90 годов выпуска, там же легко найти и остальные элементы, в том числе и диоды Д 2 Б.
Совет. Желательно не брать из старой техники электролитические конденсаторы (те на которых указана полярность, они обычно большой емкости от 0,1 микрофарада и больше). Если все остальные детали не теряют своих свойств со временем, конденсаторы высыхают.
В качестве датчика применен угольный микрофон от старого телефона ТА 68 (аналоги ТАИ 43, ТАН 40). Эти микрофоны используются в простейших телефонах с дисковым номеронабирателем, в которых не встроены усилители.
Достоинство угольного микрофона — огромная чувствительность, недостаток — узкий частотный диапазон пропускания. Но в нашем случае минус является плюсом, так как уменьшается возможность срабатывания от посторонних шумов, то есть избирательность устройства.
Работает схема следующим образом:
При чрезмерной чувствительности реле можно устроить регулировку, установив переменный или построечный резистор сопротивлением около 100 Ом последовательно с конденсатором С1.
В принципе можно включить последовательно с контактами КР1 обычное мощное реле, рассчитанное на 220 В, которое и будет управлять освещением, но такой подход не очень удобен. При исчезновении шума свет будет гаснуть. Поэтому нужно применить реле с задержкой выключения.
Схему можно собрать как навесом, так и на макетной или печатной плате. Авторский вариант представлен на фото ниже.
Для питания можно использовать любой блок питания с напряжением 9-12 вольт. В случае соблюдения всех мер безопасности, даже бестрансформаторный.
Триггер для управления освещением
Автор схемы предлагает несколько другой подход, для управления освещением — он смонтировал триггер на поляризованном реле РП 4. В данном случае после каждого звука (хлопка в ладоши) происходит переключение двух ламп. Если оставить только одну, то она будет просто включаться выключаться.
Управление освещением в этом случае будет выглядеть следующим образом:
В данной схем можно использовать любые мощные диоды, рассчитанные на ток, проходящий через ламы освещения, и напряжение 220 В, например Д245.
Обратите внимание. Конденсатор С1 тоже должен быть рассчитан на напряжение 220 В.
Работает триггер следующим образом:
Если нам необходимо чтобы триггер управлял только одной лампой, то вместо второй включаем последовательной конденсатор 0,25 мкФ х 300В и резистор 10-5 кОм мощностью не менее 2 Вт.
Схема на трех транзисторах
Это более сложная схема на трех транзисторах, зато она уже сама работает как триггер, включая освещение по первому звуку и выключая по второму.
В схеме применены тоже распространенные в радиотехнике транзисторы КТ315 и КТ818 — их можно выпаять или приобрести в любом специализированном магазине. Даже если покупать весь комплект радиодеталей, то он обойдется максимум в 70 рублей, что значительно дешевле готового акустического реле.
При напряжении питания 9 вольт чувствительность устройства порядка 2 метров. Увеличив напряжение (реле может работать в диапазоне 3,5-15 В), можно поднять ее, уменьшив — снизить. Если применить транзисторы КТ368 или их аналоги, то возможно добиться распознавания звуков на дальности более 5 метров.
Вместо отечественных транзисторов можно использовать их аналоги зарубежного производства (во многих случаях под разборку доступнее импортная техника). Например, КТ315 заменить на 2N2712 или 2SC633, КТ818 на 2N6247 или 2SB558. Вообще, схема не критична к используемым деталям.
Микрофон используется электродинамический, его можно взять тоже из сломанного магнитофона или любого другого подобного устройства — тип тоже не критичен.
Электромагнитное реле должно быть рассчитано на напряжение 220 вольт и соответствующий ток. Если через его обмотку протекает значительный ток, то желательно монтировать транзистор КТ818 на радиаторе, чтобы исключить его перегрев и выход из строя.
Работает схема следующим образом:
Для питания акустического реле тоже может использоваться небольшой блок питания, готовый (например, зарядное устройство сотового телефона) или самостоятельно собранный. Как мы уже говорили устройство работоспособно в диапазоне 3,5-15 В. Главное, чтобы напряжение соответствовало максимально допустимому для обмотки реле и его хватало для надежного замыкания контактов.
Собрать акустическое реле можно на макетной плате, а можно и изготовить печатную. Вариант автора данной схемы показан на снимке ниже.
Видео, как работает собранное реле, можно посмотреть:
Почему от одного сигнала генерация устанавливается, а от другого срывается
После прочтения описания работы устройства, у многих может возникнуть вопрос — почему один сигнал усилителя запускает генератор, а другой останавливает? Ведь они могут быть полностью идентичные, и второй, кажется, должен поддерживать работу генератора. Поясним на физическом аналоге генератора — маятнике.
Такие же процессы происходят и в нашем реле. Конечно, возможно, что второй сигнал будет синхронным с колебаниями генератора, но вероятность этого мала. К тому же хлопнуть второй раз несложно, если реле не отреагировало на первый звук.
Вариант реле с использованием микросхем
Рассмотрим еще один вариант реле, в котором используется микросхема. Он еще интересен и тем, что не требуется отдельного блока питания, он включен в конструкцию самого устройства.
Также схема отличается и тем, что вместо электромагнитного реле используется тиристор. Такой подход позволяет увеличить надежность, у реле есть определенный ресурс (количество срабатываний), а у тиристора такого ограничения нет. К тому же управление нагрузкой с помощью полупроводникового элемента позволяет снизить габариты реле, не уменьшая мощность управляемой нагрузки.
Устройство рассчитано на работу с лампами накаливания мощностью 60-70 Вт и имеет чувствительность до 6 метров. Конструкция несложная в сборке и неплохо защищена от помех. Принципиальная схема представлена ниже.
Реле тоже не критично к деталям, возможны замены аналогами:
Теперь рассмотрим работу устройства. Чтобы не отвлекаться потом, сразу опишем принцип действия микросхемы. В ее состав входят два триггера (в переводе с английского — защелки) это видно по букве «Т» на условном обозначении элемента. На схеме они обозначены DD1.1 и DD1.2.
Триггер — это цифровое устройство. Его входы воспринимают только два типа сигнала.
Эти же сигналы формируются и на выходах питания. Триггер работает следующим образом:
Теперь подробнее о том, как работает схема:
Конденсаторы С1 и С2 служат для развязки микрофона с усилителем и обоих транзисторов между собой. Конденсатор С3 защищает усилитель от наводок по сети питания.
Таким образом, на DD1.1 собран одновибратор – устройство, которое на каждый входной импульс, вне зависимости от его формы и длительности, на выходе выдает прямоугольный импульс, с амплитудой равной напряжению логической единицы. Его длительность определяется номиналами конденсатора С4 и резистора R6 в прямой зависимости (осциллограмма сигналов в реле показана ниже). При данных величинах емкости и сопротивления, длительность импульса 0,5 сек.
Если система срабатывает нечетко, то можно продлить период импульса, увеличив сопротивление R6 (он, кстати, и отмечен на схеме звездочкой — «*», что значит подбираемый)
Чтобы были более понятны процессы, происходящие в реле, можете изучить осциллограмму сигналов формирующихся в его узлах.
Для питания реле в схеме предусмотрен бестрансформаторный блок питания, он состоит из следующих элементов.
Обратите внимание. Если все остальные резисторы могут быть небольшой мощности 0,125 Вт, то мощность этого не менее 2 Вт, иначе он неизбежно сгорит. Также при возможных модернизациях схемы его номинал придется подбирать заново, чтобы напряжение питания не было более 12 В.
Собрать схему можно и на макетной плате, но все же лучше изготовить печатную так более надежно. При сборке обратите внимание на нумерацию выводов микросхемы К561ТМ2, ее цоколевка приведена ниже.
Разместить устройство можно в любом удобном корпусе — как самостоятельно собранном, так и от других устройств.
Внимание. Все элементы устройства находятся под напряжением 220 В, будьте предельно внимательны при испытании и наладке устройства. Корпус тоже должен обеспечивать защиту от поражения электрическим током. Желательно, чтобы реле подключалось на линии электропроводки с установленным УЗО (устройством защитного отключения).
Теперь приведем несколько вариантов модернизации данной схемы.
Увеличение мощности нагрузки
Реле рассчитано на нагрузку в 60 — 70 Вт, этого вполне достаточно для лестничного освещения. Однако при необходимости ее можно увеличить. Для этого диоды моста VD2 — VD5 и тиристор VS1 нужно установить на радиаторы, которые уменьшат их нагрев.
Правда придется использовать уже диоды Д112 — Д116 они имеют резьбу под гайку для крепления на радиатор.
Чем больше площадь радиатора, тем лучше. При установке элементов на радиатор учтите следующие нюансы.
Работа в режиме реле шума
В исходном варианте реле реагирует на команды, подаваемые с помощью хлопков. Однако можно переделать ее так, что она будет реагировать на шум, как промышленные реле, представленные в нашей статье.
То есть при возникновении звука реле включает освещение, при исчезновении отключает через определенный промежуток времени. Для этого даже не придется усложнять устройство, наоборот оно упрощается. В схему вносим изменения — инструкция такова.
Совет. Можно конечно подбирать емкость и сопротивление методом проб и ошибок, но проще рассчитать. Формула следующая T=CxR.
Пример, выбираем емкость конденсатора 300 мкФ, а время задержки выключения 60 сек. Преобразуем формулу, чтобы высчитать сопротивление резистора: R=T/C, в нашем случае 60/300×10-6=200000 Ом, то есть 200 кОм. Также можно воспользоваться онлайн калькулятором, например по ссылке: http://hostciti.net/calc/physics/condenser.html.
Можно также вместо обычного резистора R6 установить переменный или построечный, потом в процессе эксплуатации реле будет легко изменять время задержки.
Все, других изменений в схему вносить не нужно.
Работа нагрузки не от выпрямленного тока, а от переменного
Питание нагрузки на нашей схеме происходит постоянным пульсирующим током, так как перед тиристорным ключом установлен диодный мост. Это не совсем правильное решение для устройства предназначенного экономить электроэнергию. Все дело в том, что от постоянного тока 220 В могут питаться только лампы накаливания. Энергосберегающие лампы рассчитаны на переменный ток.
Поэтому, естественно, лучше перейти на подачу для нагрузки переменного тока. Сделать это можно тремя способами.
Устанавливается симистор с нагрузкой до диодного моста. При этом последний будет использоваться только для питания электронных компонентов устройства, поэтому можно использовать менее мощные диоды, например Д102 или вообще использовать готовый мост, например КЦ405. Симистор можно выбрать, например КУ208Г или ТС112.
Вот и все, что мы хотели рассказать про датчик звука для освещения. Надеемся, наша статья помогла вам понять принципы работы этого устройства, и рассказала о возможностях его применения. Отлично если вы смогли самостоятельно реализовать одну из предложенных схем или хотя бы приобрели промышленное реле для управления освещением. Пусть ваше жилище будет удобным и экономным.