Акустическое реле своими руками. Две схемы акустических реле

Схема:

Учитывая все недостатки, схема была доработана, как показано на рисунке и был получен новый вариант акустического реле. Решено было отказаться от управляющего мультивибратора, создающего помехи, приводящие к зацикливанию, заменить мощный симистор менее мощным и более доступным триодным тиристором, повысить чувствительность реле за счет введения дополнительного усилительного каскада, и ввести её регулировку, уменьшить емкость конденсатора С5 и внедрить индикацию ждущего режима на светодиоде.

Устройство:
Алгоритм работы устройства остался прежним - хлопок в ладоши, или другой подобный звук, и освещение включается на две минуты, затем свет автоматически выключается. Схема датчика акустических колебаний на операционном усилителе К140УД6 аналогична прототипу ранее описанному, и пояснений не требует. Далее сигнал через С5 поступает на регулятор чувствительности на R5, и далее, через С6, на дополнительный усилительный каскад на транзисторе VT1. Затем через С7 усиленный сигнал поступает на детектор на VD3 и VD4. В момент хлопка на выходе этого детектора появляется некоторое постоянное напряжение (на С8), которое поступает на базу VT3 и открывает его. При этом конденсатор С3 разряжается через диод VD1 и транзистор VT3. На входах элемента D1.1 устанавливается логический нуль, который держится в течение времени зарядки конденсатора С3 через R3 (примерно 2 минуты). В течение этого времени на выходе D1.1 держится уровень логической единицы, который поступает на базу VT4 и открывает его. Ток, протекающий через этот транзистор, открывает тиристор VS1, который включает лампу освещения. Как только С3 зарядится до единичного уровня на выходе D1.1 установится логический ноль, и транзистор VT4 закроется, отпирающий ток прекратится, и тиристор VS1 также закроется, выключив, таким образом, лампу. Узел индикации ждущего режима выполнен на элементе D1.2 и транзисторе VT2. В то время когда лампа погашена на выходе D1.1 действует логический нуль, он инвертируется элементом D1.2 и единица с его выхода поступает на базу VT2, который открывается и включает светодиод VD2. Когда лампа включена на выходе D1.1 единица а, следовательно, на выходе D1.2 ноль, транзистор VT2 закрыт и светодиод не горит.

Настройка:
Чувствительность устройства высока, при крайне верхнем положении движка резистора R5 устройство срабатывает от негромкого звука или хлопка в ладоши на расстоянии 6-8 метров. При монтаже свободные входные выводы D1 нужно соединить с общим проводом. Не допускать прохождений сетевых проводов вблизи входных цепей ОУ А1. Микрофон М1 - любой динамический.

Радиоконструктор №4 2000г стр. 38

• 24.09.2014

  Сенсорный выключатель показанный на рисунке имеет двухконтактный сенсорный элемент, при касании обеих контактов напряжение питания (9В) от источника питания подается в нагрузку, а при следующем касании сенсорных контактов питания отключается от нагрузки, нагрузкой может быть лампа или реле. Сенсор очень экономичен и потребляет малый ток в режиме ожидания. В момент …

• 08.10.2016

  MAX9710/MAX9711 — стерео/моно УМЗЧ с выходной мозностью 3 Вт имеющие режим пониженного потребления. Технические характеристики: Выходная мощность 3 Вт на нагрузке 3 Ом (при КНИ до 1%) Выходная мощность 2,6 Вт на нагрузке 4 Ом (при КНИ до 1%) Выходная мощность 1,4 Вт на нагрузке 8 Ом (при КНИ до 1%) Коэффициент подавления шумов …

• 30.09.2014

  Характеристики: Диапазон воспроизводимых частот 88…108 МГц Реальная чувствительность 3 мкВ Выходная мощность УНЧ 2*2Вт Диапазон воспроизводимых частот 40…16000Гц Напряжение питания 3…9В Приемник построен на 2-х микросхемах CXA1238S и TEA2025B. CXA1238S содержит универсальный АМ\ЧМ радиоприемный тракт, выбор режима работы определяет лог. уровень на 15-ом выводе микросхемы. В состав ЧМ входит — …

• 22.04.2015

  На рисунке № 1 показана схема простого индикатора сетевого напряжения. R1 ограничивает прямой ток через светодиод HL1. С1 используется в качестве балластного элемента, что позволило улучшить тепловой режим уст-ва индикации. При отрицательной полуволне сетевого напряжения стабилитрон VD1 работает как обычный диод, предохраняя светодиод от пробоя в обратным смещением. При положительной …

• 21.09.2014

  В наше время, когда многие обзавелись дачей или домом в селе, где сварка является необходимостью, возникает проблема с ее приобретением. Покупка заводского аппарата осложняется его высокой стоимостью. Самая трудоемкая часть — изготовление самого сварочного трансформатора. При этом изготовитель сталкивается с проблемой приобретения магнитопровода. К магнитопроводу предъявляют следующие требования: достаточная площадь …

С помощью этого устройства можно автоматизировать включение-выключение освещения или других бытовых приборов: хлопните в ладоши, либо щелкните пальцами, либо издайте любой отрывистый звук – свет включится; на следующий хлопок – свет выключится. Прибор позволяет регулировать чувствительность микрофона, имеет небольшие размеры, обладает высокой надёжностью, прост в изготовлении, не создает помех в электросети.
Нагрузка подключается к разомкнутым контактам реле на печатной плате, которые при хлопке замыкают цепь питания нагрузки.

На транзисторах VT1-VT3 выполнен простой усилитель низкой частоты, который усиливает сигнал с микрофона MIC до необходимого уровня. Подстроечным резистором VR1 можно отрегулировать коэффициент усиления. На транзисторах VT4, VT5 выполнен известный триггер Шмитта, широко применяемый в радиотехнических устройствах. Особенностью триггера является то, что он имеет два устойчивых состояния, изменяющихся при каждом приходе сигнала с коллектора транзистора VT3. Таким образом, при каждом хлопке триггер меняет свое состояние, и реле периодически включает-отключает нагрузку. Светодиод LED1 индицирует срабатывание реле.
Конструктивно устройство выполнено на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с размерами 83х38 мм. Для удобства установки устройства в корпус по краям платы предусмотрены монтажные отверстия диаметром 3 мм.

Для повышения своего комфорта и упрощения повседневной рутины люди постоянно придумывают новые приборы. Сегодня мы рассмотрим устройство для дистанционного управления полезной нагрузкой, с помощью хлопков. Самодельный хлопковый выключатель пригодится, к примеру, для включения света в тамбуре или кладовой, где обычно поиск нужного выключателя доставляет много неудобств. Для читателей сайта мы подробно расскажем, как сделать такое устройство своими руками, какие детали для этого нужно подготовить и по какой схеме осуществлять сборку.

Схемы сборки

Все хлопковые или акустические автоматы объединяет наличие в схеме микрофона, который нужен для регистрации звука. Также в конструкции предусмотрен усилитель, триггер или , для управления силовым переключателем.

В данной схеме, работающей от сети 220в, сигнал с электретного микрофона поступает на транзистор VT1 для усиления, далее на узел согласования сопротивления и эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. А затем на компаратор и триггер, собранные на цифровой микросхеме К561ТМ2.

Компаратор необходим для защиты выключателя от акустических помех, он отсекает слишком короткие или продолжительные звуки. Сигнал, который прошел через фильтр, меняет состояние триггера (на включено или выключено), а тот в свою очередь через силовой транзистор, реле и тиристор управляет нагрузкой. В качестве нее может выступать любая лампа, например — накаливания.

Вот похожая по назначению схема сборки самодельного хлопкового выключателя — на интегральном таймере.

Для удобства изучения схемы мы выделили на ней основные узлы: усилитель микрофона на транзисторе КТ3102, компаратор на микросхеме ne555, триггер ТМ561 и транзистор КТ3102, который управляет силовым реле.

Не менее интересным будет самостоятельная сборка акустического реле на микроконтроллере Ардуино и готовых модулях к нему, что существенно упростит понимание принципов работы начинающими и позволит точно настроить некоторые параметры работы.

Чтобы сделать хлопковый автомат своими руками, необходимо подготовить три платы:

• Arduino Nano;
• звуковой модуль;
• модуль силового реле (обратите внимание, чтобы он был на 5 вольт).

Также необходим компьютер для загрузки прошивки, USB-шнур, блок питания на 5 Вольт (подойдет любая зарядка для телефона). На ПК нужно установить программу Arduino IDE, для прошивки микроконтроллера. Скачать ее можно бесплатно с официального сайта разработчика платы.

Скопировав текст скетча (программы) и вставив его в окно Arduino IDE, можно сразу же прошить контролер. Изменяя некоторые параметры и перезаписывая устройство, можно тонко настроить самодельное звуковое реле под себя для стабильной работы. Как видим из схемы, на к контролеру подключено четыре провода: два на питание. Желтый провод, подключенный к контакту 13, предназначен для управления силовым реле. Зеленым отмечен провод управления от модуля микрофона, подключенный к аналоговому входу А0 контроллера.

Микросхема содержит в себе 8 аналоговых входов и 14 цифровых контактов вход/выход. Для нашего проекта мы взяли А0 и D13, так как вместе с ним загорается светодиод на плате Ардуино, и вы сможете наглядно увидеть, когда на релейный модуль подается сигнал.

Скетч Ардуино для изготовления звукового реле:

Изменяя значение x в строке if(analogRead(Al)>x), мы устанавливаем порог чувствительности, максимальное значение которого — 1024. Внося изменения в строку delay, изменяется промежуток задержки после исполнения скетча. Тем самым устанавливается время готовности к переключению. В дополнение с этим регулируется защитный порог от помех и ложных срабатываний. Кроме того, чувствительность микрофона можно подкорректировать переменным резистором на плате с помощью маленькой отвертки.

Для проверки и настройки схемы, нами была взята плата Ардуино UNO, основанная на базе микроконтроллера ATmega238. При этом подходят и любые другие модели, так как мы не задействуем много пинов платы, а скетч не требует высокой производительности.

На видео ниже наглядно показывается самодельный хлопковый выключатель, который мы собрали по предоставленной схеме:

Видео инструкции

Несколько простых идей позволяющих самостоятельно изготовить акустический выключатель света, предоставлены на видео.

набор NS048

На основе этого акустического реле можно самостоятельно созда­вать охранные системы, а также и другие устройства, способные реаги­ровать на звук, например: автоматические звуковые выключатели ос­вещения, системы, отслеживающие источник звука и, конечно, «интел­лектуальные» игрушки.

Технические характеристики

Напряжение питания [В] 9-12

Максимальный ток потребления [мА] 60

Описание работы акустического реле

Внешний вид акустического реле и его электрическая схема пока­заны на Рис. 1 и Рис. 2.

Рис. 1. Внешний вид акустического реле

Электрическая схема состоит из двух основных частей: аналоговой и цифровой. Аналоговая часть включает два операционных усилителя А1 и А2, цифровая - инверторы N1…N4.

С выхода электретного микрофона электрический сигнал звуковой частоты поступает на вход первого операционного усилителя А1, осу­ществляющего согласование микрофона с выходным каскадом, соб­ранным на операционном усилителе А2. Чувствительность схемы в це­лом устанавливается подстроечным резистором Р1. Коэффициент уси­ления выходного каскада определяется соотношением сопротивлений R7, Р1 и R5.

Усиленный сигнал звуковой частоты подается на схему формиро­вателя. В процессе прохождения его через инвертор N1 происходит за­ряд конденсатора С2 до напряжения логической единицы по нижнему на схеме входу инвертора N2. Как только конденсатор заряжается, на выходе N2 происходит изменение логического уровня на противопо­ложный, тем самым заставляя переброситься в противоположное со­стояние триггерную схему, построенную на инверторах N3N4. На вы­ходе инвертора N4 появляется логическая единица, открывающая транзистор TR1. В результате этого зажигается светодиод D2 и к ис­точнику питания подключается обмотка электромагнитного реле К1, которое через контакты К 1.1 коммутирует нагрузку. Диод D1 необхо­дим для защиты транзистора во время его переключения от бросков тока, возникающих вследствие переходных процессов в обмотке элект­ромагнитного реле.

Если электретный микрофон некоторое время не улавливает акус­тические колебания, на выходе операционного усилителя А2 перемен­ная составляющая будет равна нулю, что приводит к появлению логи­ческого нуля на выходе инвертора N1. Конденсатор С2 начинает разря­жаться через резистор R1. После прекращения процесса разряда формирователь N2 перебрасывает триггерную схему в исходное состо­яние, приводящее к закрытию транзистора TR1, а следовательно, и обесточиванию обмотки электромагнитного реле. Нагрузка отключа­ется. Акустическое реле переходит в дежурный режим.

Сборка акустического реле

Перед сборкой акустического реле внимательно ознакомьтесь с при­веденными в начале этой книги рекомендациями по монтажу электрон­ных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и отдельных эле­ментов схемы. Перечень элементов набора приведен в Табл. 1.

Таблица 1. Перечень элементов набора NS048

Отформуйте выводы элементов, установите их на плату и припаяй­те выводы. Подключите источник питания и нагрузку в соответствии со схемой, приведенной на Рис. 3.

Рис. 3. Схема подключения источника питания и нагрузки к плате акустического реле

Включите питание электронной схемы акустического реле. Резис­тором Р1 установите необходимую чувствительность устройства. Те­перь все готово для успешной эксплуатации акустического реле.

В том случае, если вы пожелаете изготовить на основе набора NS048 конструктивно законченное устройство, в каталоге, приведен­ном в этой книге, или на сайте www.masterkit.ru вы сможете выбрать подходящий стабилизированный источник питания и корпус для акус­тического реле. Конструкция платы предусматривает ее установку в корпус: для этого имеются монтажные отверстия по краям платы под винты 03 мм. Правильно собранное устройство дополнительной на­стройки для работы не требует.

Подобное акустическое реле может собрать даже начинающий ра­диолюбитель. Набор NS048 уже полностью укомплектован всем необ­ходимым, поэтому остается лишь выполнить монтаж компонентов. Возникающие при сборке проблемы можно обсудить на конференции сайта http://www.masterkit.ru, а вопросы можно задать по адресу: [email protected].

Наборы NS048, а также и другие наборы из каталога МАСТЕР КИТ можно приобрести в магазинах радиодеталей или на радиорынках.