Pollife.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Радиоуправляемый выключатель своими руками. Часть 1 — Hardware

Радиоуправляемый выключатель своими руками. Часть 1 — Hardware

Этот пост — первая часть из серии рассказов о том, как можно относительно несложно сделать своими руками радиоуправляемый выключатель полезной нагрузки.
Пост ориентирован на новичков, для остальных, думаю, это будет «повторение пройденного».

  1. Hardware выключателя
Начало
  1. Хочется реализовать удаленное управление светом и вытяжкой.
  2. Выключатели есть одно- и двух-секционные (свет и свет+вытяжка).
  3. Выключатели установлены в стене из гипсокартона.
  4. Вся проводка — трехпроводная (присутствует фаза, нуль, защитное заземление).

Второй пункт в общем-то предполагает, что надо бы сделать две разные схемы (для одно- и двух-канального выключателя), но поступим иначе — сделаем «двухканальный» модуль, но в случае, когда реально требуется только один канал — не будем распаивать часть комплектующих на плате (аналогичный подход реализуем и в коде).

Третий пункт — обуславливает некоторую гибкость в выборе форм-фактора выключателя (реально снимается существующий выключатель, демонтируется монтажная коробка, внутрь стены монтируется готовое устройство, возвращается монтажная коробка и монтируется выключатель назад).

Четвертый пункт — существенно облегчает поиск источника питания (220В есть «под рукой»).

Вводные данные ясны, можно двигаться дальше.

Принципы и элементная база

Выключатель хочется сделать многофункциональным — т.е. должна остаться «тактильная» составляющая (выключатель физически должен остаться и должна сохраниться его обычная функция по включению/выключению нагрузки, но при этом должна появиться возможность управления нагрузкой через радиоканал.

Для этого обычные двухпозиционные (включено-выключено) выключатели заменим на аналогичные по дизайну выключатели без фиксации (кнопки):

Эти выключатели работают примитивно просто: когда клавиша нажата — пара контактов замкнуты, когда клавишу отпускаем — контакты размыкаются. Очевидно, что это обычная «тактовая кнопка» (собственно так ее и будем обрабатывать).

  • берем МК (atmega8, atmega168, atmega328 — использую то, что есть «прямо сейчас»), в комплекте с МК добавляем резистор для подтяжки RESET к VCC,
  • подключаем две «кнопки» (для минимизации количества навесных элементов — будем использовать встроенные в МК резисторы подтяжки), для коммутации нагрузки воспользуемся реле с подходящими параметрами (у меня как раз были припасены реле 833H-1C-C с 5В управлением и достаточной мощностью коммутируемой нагрузки — 7A 250В

Радиоканал будем организовывать с помощью nRF24L01+:

Модуль, как известно, толерантен к 5В-сигналам на входах, но требует для питания в 3.3В, соответственно, в схему добавим еще линейный стабилизатор L78L33 и пару конденсаторов к нему.

Дополнительно добавим блокировочные конденсаторы по питанию МК.

МК будем программировать через ISP — для этого на плате модуля предусмотрим соответствующий разъем.

Собственно, вся схема описана, осталось только определиться с выводами МК, к которым будем подключать нашу «периферию» (радиомодуль, «кнопки» и выбрать пины для управления реле).

  • Радиомодуль подключается на шину SPI (таким образом, подключаем пины колодки с 1 по 8 на GND, 3V3, D10 (CE), D9 (CSN), D13 (SCK), D11 (MOSI), D12 (MISO), D2 (IRQ) — соответственно).
  • ISP — вещь стандартная и подключается следующим образом: подключаем пины разъема с 1 по 6 на D12 (MISO), VCC, D13 (SCK), D11 (MOSI), RESET, GND — соответственно).

Теперь следует определиться с тем, какие «корпуса» будем использовать. В этом месте начинает диктовать правила моя природная лень: мне очень не нравится сверлить печатные платы — поэтому выберем по максимуму «поверхностный монтаж» (SMD). С другой стороны, здравый смысл подсказывает, что использование SMD очень существенно сэкономит размер печатной платы.

  • микроконтроллер — atmega168 в корпусе TQFP32 — 1 шт.
  • транзистор — MMBT2222ALT1 в корпусе SOT23 — 2 шт.
  • диод — 1N4148WS в корпусе SOD323 — 2 шт.
  • стабилизатор — L78L33 в корпусе SOT89 — 1 шт.
  • реле — 833H-1C-C — 2 шт.
  • резистор — 10кОм, типоразмер 0805 — 1 шт. (подтяжка RESET к VCC)
  • резистор — 1кОм, типоразмер 0805 — 1 шт. (в цепь базы транзистора)
  • конденсатор — 0.1мкФ, типоразмер 0805 — 2 шт. (по питанию)
  • конденсатор — 0.33мкФ, типоразмер 0805 — 1 шт. (по питанию)
  • электролитический конденсатор — 47мкФ, типоразмер 0605 — 1 шт. (по питанию)

Тут я немного хитрю и подглядываю в свои «запасники» (просто выбираю то, что там уже есть в наличии). Вы можете выбирать компоненты по своему усмотрению (выбор конкретных компонентов выходит за пределы этого поста).

Поскольку вся схема уже практически «сформирована» (по крайней мере, в голове), можно приступать к проектированию нашего модуля.

Проектирование

Для этого воспользуемся замечательной программой — EAGLE.

На мой взгляд — очень простая, но в то же время — очень удобная программа для создания принципиальных схем и печатных плат по ним. Дополнительные «плюсы» в копилку EAGLE: мультиплатформенность (мне приходится работать как на Win-, так и на MAC-компьютерах) и наличие бесплатной версии (с некоторыми ограничениями, которые для большинства «самодельщиков» покажутся совершенно несущественными).

Научить вас пользоваться EAGLE в этом топике не входит в мои планы (в конце статьи есть ссылка на замечательный и очень простой для освоения учебник по пользованию EAGLE), я лишь расскажу, некоторые свои «хитрости» при создании платы.

Мой алгоритм создания схемы и платы был примерно следюущий (ключевая последовательность):

  • Создаем новый проект, внутри которого добавляем «схему» (пустой файл).
  • Добавляем МК и необходимую «обвеску» (подтягивающий резистор на RESET, блокировочный конденсатор по питанию и т.п.). Обращаем внимание на корпуса (Package) при выборе элементов из библиотеки.
  • «Изображаем» ключ на транзисторе, который управляет реле. Копируем этот кусок схемы (для организации «второго канала»). Входы ключей — пока оставляем «болтаться в воздухе».
  • Добавляем на схему разъем ISP и колодку для подлючения радиомодуля (делаем соответствующие соединения в схеме).
  • Для питания радиомодуля добавляем в схему стабилизатор (с соответствующими конденсаторами).
  • Добавляем «разъемы» для подключения «кнопок» (один пин разъема сразу «заземляем», второй — «болтается в воздухе»).
  • Размещаю клеммники для подключения силовой нагрузки.
  • Правее клеммников — реле.
  • Еще правее — элементы транзисторных ключей.
  • Стабилизатор питания для радиомодуля (с соответствующими конденсаторами) размещаю рядом с транзисторными ключами (в нижней части платы).
  • Размещаю колодку для подключения радиомодуля снизу справа (обращаем внимание на то, в каком положении окажется сам радиомодуль при паравильном подключении к этой колодке — по моей задумке он должен не выступать за пределы основной платы).
  • Разъем ISP размещаю рядом с разъемом радиомодуля (поскольку используются одни и те же «пины» МК — чтобы было проще разводить плату).
  • В оставшемся пространстве располагаю МК (корпус надо «покрутить», чтобы определить наиболее оптимальное его положение, чтобы обеспечить минимальную длинну дорожек).
  • Блокировочные конденсаторы размещаем максимально близко к соответствующим выводам (МК и радиомодуля).

Теперь уже можно определиться с подключением ключей и кнопок (смотрю, какие пины ближе к соответствующим цепям и которые проще будет подключить на плате), для этого хорошо перед глазами иметь следующую картинку:

  • Транзисторные ключи подключаем на пины D3, D4.
  • Кнопки — на A1, A0.

После этого уже доделываю последние соединения в проекте печатной платы, «набрасываю» полигоны GND (поскольку лазерный принтер плохо печатает сплошные полигоны, делаю его «сеточкой»), добавляю пару-тройку переходов (VIA) с одного слоя платы на другой и проверяю, что не осталось ни одной не разведенной цепи.

У меня получилась платка размером 56х35мм.

Вуаля, можно приступать к изготовлению печатной платы.

Изготовление печатной платы

Плату делаю методом ЛУТ (Лазерно-Утюжная Технология). В конце поста есть ссылка на материалы, которые мне очень помогли.

  • Печатаю на бумаге Lomond 130 (глянцевая) нижнюю сторону платы.
  • Печатаю на такой же бумаге верхнюю сторону платы (зеркально!).
  • Складываю полученные распечатки изображениями внутрь и на просвет совмещаю (очень важно получить максимальную точность).
  • После этого степлером скрепляю листки бумаги (постоянно контролируя, чтобы совмещение не было нарушено) с трех сторон — получается «конверт».
  • Вырезаю подходящего размера кусок двустороннего стеклотекстолита (ножницами по металлу или ножевкой).
  • Стеклотекстолит нужно обработать очень мелкой шкуркой (убираем окислы) и обезжирить (я делаю это ацетоном).
  • Полученную заготовку (аккуратно, за края, не трогая очищенные поверхности) помещаю в полученный «конверт».
  • Разогреваю утюг «на полную» и тщательно утюжу заготовку с двух сторон.
  • Оставляю плату остыть (минут 5), после этого можно под струей воды отмачивать бумагу и удалять ее.

Далее плату травлю в растворе хлорного железа (не допуская недо- и пере-травливания).

Тонер смываю ацетоном.

Контроль качества

После этого делаю визуальный контроль (требуется хорошее освещение и лупа). Если есть какие-то подозрения, что имеется «залипуха» — контроль тестером «подозрительных» мест.

Для самоуспокоения — контроль тестером всех соседствующих проводников (удобно пользоваться режимом «прозвонка», когда при «коротком замыкании» тестер подает звуковой сигнал).

Если все-таки где-то обнаружен ненужный контакт — исправляю это острым ножом. Дополнительно обращаю внимание на возможные «микротрещины» (пока просто фиксирую их — исправлять буду на этапе лужения платы).

Лужение, сверление

Я предпочитаю плату перед сверлением залудить — так мягкий припой позволяет чуть проще сверлить и сверло на «выходе» из платы меньше «рвет» медные проводники.

Сначала изготовленную печатную плату необходимо обезжирить (ацетон или спирт), можно «пройтись» ластиком, чтобы убрать появившиеся окислы. После этого — покрываю плату обычным глицерином и дальше уже паяльником (температура где-то около 300 градусов) с небольшим количеством припоя «вожу» по дорожкам — припой ложится ровно и красиво (блестит). Лудить надо достаточно быстро, чтобы дорожки не поотваливались.

Когда все готово — отмываю плату с обычным жидким мылом.

После этого уже можно сверлить плату.
С отверстиями диаметром более 1мм все достаточно просто (просто сверлю и все — надо только вертикальность постараться соблюсти, тогда выходное отверстие попадет в отведенное ему место).

А вот с переходными отверстиями (я их делаю сверлом 0,6мм) несколько сложнее — выходное отверстие, как правило, получается немного «рваным» и это может приводить к нежелательному разрыву проводника.
Тут можно посоветовать делать каждое отверстие за два прохода: засверлить сначала с одной стороны (но так, чтобы сверло не вышло с другой стороны платы), а затем — аналогично с другой стороны. При таком подходе «соединение» отверстий произойдет в толще платы (и небольшая несоосность не будет проблемой).

Монтаж элементов

Сначала распаиваются межслойные перемычки.
Там где это просто переходные отверстия — просто вставляю кусочек медной проволоки и запаиваю его с двух сторон.
Если «переход» осуществляется через одно из отверстий для выводных элементов (разъемы, реле и т.п.): распускаю многожильный провод на тонкие жилы и аккуратно запаиваю кусочки этой жилы с двух сторон в тех отверстиях, где нужен переход, при этом минимально занимая пространство внутри отверстия. Это позволяет реализовать переход и отверстия остаются достаточно свободными для того, чтобы соответствующие разъемы нормально встали на свои места и были распаяны.

Тут опять следует вернуться к этапу «контроль качества» — прозваниваю тестером все подозрительные ранее и полученные в ходе лужения/сверления/создания переходов новые места.
Проверяю, что обнаруженные ранее микротрещины устранены припоем (или устраняю припаивая тонкий проводник поверх трещинки, если после лужения трещинка осталась).

Устраняю все «залипухи», если такие все-таки появились в процессе лужения. Это гораздо проще сделать сейчас, чем в процессе отладки уже полностью собранной платы.

Теперь можно приступать непосредственно к монтажу элементов.

Мой принцип: «снизу вверх» (сначала распаиваю наименее высокие компоненты, потом те, что «повыше» и те, что «высокие»). Такой подход позволяет с меньшими неудобствами разместить все элементы на плате.

Таким образом, сначала распаиваются SMD-компоненты (я начинаю с тех элементов, у которых «больше ног» — МК, транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы), потом дело доходит и до выводных компонентов — разъемов, реле и т.п.

Как сделать акустический выключатель

Своими руками

Для упрощения повседневной жизни, повышения комфорта люди придумают, совершенствуют и реализуют приборы, которыми пользуются. Ранее управление ими производилось при непосредственном контакте; сегодня все чаще делают это на расстоянии, в частности, с помощью, например, звука.

Описанный ниже автомат работает от звука хлопка и может пригодиться для включения освещения в помещении, в котором по разным причинам невозможно поставить выключатель. Он имеет в составе схемы микрофон, который регистрирует звук. Кроме того, устройство снабжено реле времени или триггером, призванным управлять силовым реле.

Схема запитывается от бытовой сети напряжением 220 В. Сигнал, поступивший на микрофон, преобразуется и передается транзистору, где усиливается. Затем проходит согласование на узле сопротивлений, поступает на эмиттер транзистора.

На отдельной микросхеме собирают триггер, компаратор. Последний необходим, чтобы защитить выключатель от акустических помех: прибор не пропускает звуки, которые длятся долго или коротко.

Сигнал, прошедший через компаратор, проходит к триггеру и изменяет его состояние, включая или выключая прибор. Триггер же, воздействуя на силовой трансформатор и тиристор, выполняет корректировку нагрузки, управляя лампой накаливания.

В схеме акустического выключателя выделяются несколько зон. Одна из них – усилитель микрофона, сделана с использованием транзистора КТ3102. Вторая – компаратор; для его изготовления применяется микросхема 555, для триггера – ТМ561. Кроме того, в схеме установлен еще один транзистор КТ3102, его задача – управлять силовым реле.

Чтобы собрать акустический выключатель самостоятельно, нужно запастись тремя платами: ArduinoNano; звукового модуля; силового реле. Не обойтись без USB-шнура, 5-вольтового блока питания и компьютера. Последний нужен для установки программы ArduinoIDE, которая используется для прошивки микроконтроллера. Для этого копируют текст соответствующей программы, вставляют в окноArduinoIDE. Можно изменять некоторые параметры, настраивая звуковое реле по желанию.

Далее скачивают программу, которая поможет изготовить звуковое реле. В ней можно поменять значение if, которым регулируют порог чувствительности, максимальное значение которого может быть 1024. Если сделать изменения в строке delay, будет изменено время приведения реле к переключению. Здесь же устанавливают защиту от помех, ложных срабатываний.

Регулировка чувствительности микрофона проводится так же на плате с помощью переменного регулятора.

Хлопковый выключатель или включение света по хлопку. Применение и схема подключения

Апрель 2nd, 2014 Рубрика: Розетки и выключатели

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

А Вы слышали что-нибудь про хлопковые выключатели? Это такие электронные устройства, которые позволяют управлять освещением с помощью обычного хлопка в ладоши. Если честно, то я впервые сталкиваюсь с такими, хотя не раз видел их применение в различных кинофильмах.

Сегодня покажу Вам пример того, как я сделаю свою квартиру чуточку «умнее». А начну я с установки хлопкового выключателя «Экосвет‑Х‑300-Л». Выпускается он компанией «Ноотехника», которая находится в г.Минске республики Беларусь (сайт: noo.com.by).

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_1

Сразу озвучу стоимость данного устройства, т.к. она вполне приемлема по сравнению с подобными устройствами других фирм-производителей — это всего 350 рублей.

В комплект поставки входит упаковка, руководство и сам выключатель:

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_3

Технические характеристики «Экосвет‑Х‑300-Л»

Технические характеристики хлопкового выключателя представлены ниже:

  • напряжение сети 220 (В)
  • мощность нагрузки до 300 (Вт)
  • регулировка звука — от 30 до 150 (дБ)
  • рабочая температура от -20°С до +40°С
  • класс защиты корпуса IP-30

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_5

Как видите, «Экосвет‑Х‑300-Л» может применяться практически с любыми лампами, в том числе с люминесцентными и светодиодными, что не может не радовать, ведь Федеральный закон №261 «Об энергосбережении» пока никто не отменял.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_55

А вот его габаритные размеры, которые соизмеримы со спичечным коробком.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_4

Он легко помещается в основании люстры или светильника, правда нужно самостоятельно предусмотреть крепление. Можно его приклеить на двухсторонний скотч. Я закрепил его к корпусу светильника за крепежные лапки с помощью саморезов.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_2

Применение и назначение хлопкового выключателя

С помощью этого выключателя можно дистанционно (на расстоянии) производить включение и отключение света по хлопку в ладоши.

Кстати, в виде нагрузки могут быть не только перечисленные выше лампы, но и вентиляторы, трансформаторы, катушки контакторов и прочее электрооборудование, главное, это соблюдать ограничение по мощности нагрузки.

Алгоритм действий выключателя такой: первый хлопок — это включение нагрузки, второй хлопок — ее отключение. Все просто.

Выключатели по хлопку рекомендуется устанавливать в относительно тихих помещениях. К таким помещениям можно отнести спальные комнаты, кладовки, подсобки, подвалы и т.п.

Нецелесообразно устанавливать подобные выключатели в местах, где находится много людей и имеются постоянные посторонние шумы. К таким помещениям можно отнести офисы, производственные площадки, мастерские и т.п. В таких помещениях появляется вероятность ложных срабатываний выключателя от резких и громких шумов.

Выключатель света по хлопку я планирую установить в своей спальне. Почитав книгу перед сном, порой так не хочется вставать из теплой постели и идти выключать свет в комнате (вот я обленился). Достаточно просто хлопнуть в ладоши и свет погаснет. Удобно, не правда ли?

Также данное устройство может быть полезно и детям. Раньше обычные выключатели устанавливали высоко (порядка 1,7 м) и каждый раз детям приходилось обращаться за помощью к родителям или пользоваться стулом. А ведь это не совсем безопасно — ребенок может легко потерять равновесие и упасть с него. Теперь этого не нужно, ведь достаточно просто похлопать в ладоши.

Людям с ограниченными возможностями хлопковый выключатель может оказать незаменимую помощь.

Думаю, что приведенных примеров достаточно. Можно привести массу других примеров, все ограничивается лишь Вашими фантазиями и желаниями.

Кстати, прошу не путать хлопковый выключатель с акустическим выключателем света. Последний срабатывает на любые звуки и шумы, а хлопковый — только на хлопок в ладони, но я это еще проверю чуть позже. Акустические выключатели чаще всего устанавливают в подъездах для экономии электроэнергии — там это применение вполне целесообразно. Об акустическом выключателе будет отдельная статья — подписывайтесь на рассылку.

Монтаж и схема подключения выключателя света по хлопку

Как я уже говорил выше, устанавливать хлопковый выключатель я планирую в своей спальной комнате. Там у меня установлен светильник с двумя лампами КЛЛ.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_11

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_12

Вот схема подключения дистанционного выключателя «Экосвет‑Х‑300-Л», реагирующего на хлопки.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_6

Белые провода нужно подключить в сеть 220 (В), причем строго соблюдать полярность при этом не требуется. К черным проводам подключается нагрузка — в моем случае это две лампы КЛЛ.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_9

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_10

В настоящее время с распределительной коробки на светильник приходит фаза (через одноклавишный выключателя) и ноль. Вот их нам и нужно соединить с белыми проводами.

Для соединений медных проводов я буду использовать клеммы Wago 222 серии. Об их достоинствах и недостатках Вы можете почитать здесь.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_14

Черные провода нужно подключить непосредственно на лампы светильника, которые подключены параллельно друг с другом.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_15

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_16

Вот схема питания светильника с хлопковым выключателем:

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_13

Питание хлопкового выключателя идет через существующий одноклавишный выключатель. Если мы хотим временно вывести его из работы, то достаточно отключить этот одноклавишный выключатель.

С помощью регулятора чувствительности звука выставим нужный нам уровень.

xlopkovyj_vyklyuchatel_хлопковый_выключатель_7

Настроим регулятор так, чтобы хлопок был и не слабым (исключим ложные срабатывания при легких случайных хлопках), и не сильным (чтобы руки не отбить).

Испытания и эксперименты (видео)

Проверим этот выключатель на действие следующих посторонних громких и звонких звуков от:

  • ударов молотка
  • работающего пылесоса
  • звонка телефона
  • работы перфоратора
  • стука посуды (кружка с ложкой)

Попробуем спровоцировать ложные срабатывания путем воздействия на выключатель звуками от вышеперечисленных приборов и устройств. Алгоритм работы выключателя, а также проведенные мной эксперименты я снял на видео:

Сделаем вывод из экспериментов: выключатель ложно реагирует на звуки от работы перфоратора и на очень звонкие звуки от стука ложки о кружку. В остальных случаях ложных срабатываний замечено не было.

В принципе я считаю, что обнаруженные недочеты вполне сглаживаются достоинствами этого выключателя.

После часа работы я проверил нагрев его корпуса. Могу Вас обрадовать — корпус слегка теплый, что в пожарном отношении является безопасным.

Реальная польза от выключателя света по хлопку. Нужен ли он?

Вы можете сказать, что это все игрушки. Я же Вам сейчас попытаюсь объяснить обратное.

Если это игрушки, то почему люди с каждым годом все чаще и больше внедряют в свои дома и квартиры системы «Умного дома». Для чего они за это платят сотни тысяч рублей. Дело в том, что на самом деле подобные девайсы приносят удобство и комфорт в Ваш дом. Решать Вам. Лично я уже пользуюсь им и мне нравится.

Включение электроприбора «на хлопок»

Рис.1
C помощью резистора R3 регулируют чувствительность ОУ 741. Резистор R1 устанавливает чувствительность микрофона. Резистор R4 предназначен для исключения ложных срабатываний счетчика К561ИЕ8. Свечение светодиода HL1 указывает на выключенное состояние нагрузки.

Акустическое реле с питанием от 5В

Простое самодельное акустическое реле для управления различными нагрузками, принципиальная схема и описание блока. Этот выключатель управляется хлопками в ладоши или аналогичным громким ирезким коротким звуком. Каждый хлопок изменяет состояние выключателя на противоположное, — раз хлопнули — включено, еще раз хлопнули — выключено.
Принципиальная схема

Органом управления служит электретный микрофон М1, — практически любой, самый обычный с двумя выводами и встроенным усилительным каскадом. Сигнал на выходе электретного микрофона слишком мал для управления логическим элементом, поэтому он сначала подается на усилительный каскад на транзисторе VT1. Коллектор транзистора непосредственно соединен с входом «С» триггера D1.

Работа акустического датчика и устройства в целом сильно зависит от режима этого транзистора по постоянному току, поэтому, для облегчения налаживания базовый резистор R2 этого каскада сделан подстроечным.

При налаживании им выставляют такой режим работы транзистора, чтобы напряжение на его коллекторе было где-то у порога логической единице, но еще воспринималось входом микросхемы D1 как логический ноль. Это нужно делать экспериментальным путем, так чтобы чувствительность и стабильность работы схемы были оптимальными.

Принципиальная схема самодельного акустического реле на микросхеме К561ТМ2

При хлопке в ладоши или другом звуке напряжение на коллекторе транзистора VT1 будет постоянным + переменным. И это может быть «понято» логическим входом микросхемы D1 как множество импульсов.

Если на триггере D1 сделать обычный делитель на два, то есть вход «D» соединить с инверсным выходом, то потому что число входных импульсов нестабильное, он может оказаться после каждого хлопка в ладоши, многократно переключившись, в любом произвольном состоянии. Чтобы этого не происходило в схеме имеется цепь задержки прохождения логического уровня с инверсного выхода на вход «D», сделанная на элементах С4 и R4. Эта цепь делает так, что триггер за один раз переключается только от первого импульса, поступившего на вход «С», а на последующие не реагирует.

И так, после каждого хлопка в ладоши триггер D1 меняет свое состояние на противоположное. А логический уровень с его инверсного выхода через резистор R5 поступает на транзистор VT2. Если это логическая единица, транзистор открывается и через его коллектор ток поступает на светодиод оптопары U1.

Оптопара открывается и открывает симистор VS1, через который ток поступает на нагрузку. В противном случае, VT2 закрывается и оптопара закрывает оптосимистор VS1.

Сысоев В. РК-2017-02.

Универсальное акустическое реле

Акустическое реле может работать от любого стабилизированного источника питания 5…12В, схема на рис.3

Система срабатывает от любого громкого звука (хлопка), содержит минимальное кол-во элементов, коммутирует нагрузку в зависимости от типа выбранного реле.

R1 определяет чувствительность акустического реле. В качестве датчика выбран электретный микрофон.

Акустический выключатель освещения

Не очень удобно в темной комнате «на ощупь» искать выключатель. Но можно избавится от трудностей, если сделать его акустическим. Хлопнул в ладоши, и зажегся свет. Схема устройства на рисунке 4.

Вот как он работает. В исходном состоянии на выходе 5 триггера DD 1.1 и выходе 9 триггера DD 1.2 присутствуют уровни логического 0. Транзистор VT 2 закрыт, и реле К1 обесточено.

Если подать звуковой сигнал (хлопнуть в ладоши), звук преобразуется микрофоном ВМ1 в электрический импульс, который усиливается транзистором VT 1.

С коллектора транзистора VT 1 усиленный сигнал поступает на вход 4Д – триггера DD 1.1, включенного по схеме одновибратора.

Положительный импульс с выхода 5 триггера DD 1.1 поступает на тактовый вход триггера DD 1.2, который включен по схеме Т – триггера, и переключает его. При этом транзистор VT 2 открывается и выключает реле К1, коммутируя своими контактами (на схеме условно не показаны) нагрузку.

После каждого звукового сигнала триггер DD 1.2 изменяет свое состояние, и на его прямом выходе 9 чередуются уровни логического 0 и логической 1. Вслед за этим синхронно закрывается или открывается транзистор VT 2. После второго звукового сигнала реле К1 выключится и обесточит нагрузку.

Наладка схемы проста и сводится при необходимости к подбору сопротивления резистора R 1. Но следует учесть, что микрофон ВМ1 должен быть только угольным.

Простая схема акустического реле

Неплохой чувствительностью обладает устройство представлено на рис.5. Прибор реагирует с расстояния 5. 7 метров.

Сигнал с хлопка поступает на угольный микрофон, затем усиливается транзистором VT 1. Через согласующий трансформатор поступает на усилительный каскад транзистора VT 2. Затем оконченный каскад на ключе VT 3 включает обмотку реле. Дополнив данную схему электронным реле с двумя устойчивыми состояниями, получим автомат который будет включать и выключать нагрузку на любую продолжительность по времени.

Схема акустического реле на микросхеме К155ЛА3

Акустический выключатель, несмотря на простоту схемы (рис.6), отличается высокой надежностью. Он реагирует на хлопки в ладоши с расстояния до 5м. Основу конструкции составляют два симметричных RS – триггера на логических элементах И-НЕ. Один из них путем добавления цепочек C 4 R 7 и C 5 R 8 превращен в триггер со счетным входом, другой же совместно с каскадом задержки ( VT 3, C 3, R 5 и R 6) выполняют функцию одновибратора.

Микрофонный усилитель на транзисторах VT 1 и VT 2 имеет коэффициент усиления 1250 на частоте 1кГц. При указанных на схеме номиналах С1 и С2 его частотная характеристика имеет спад в области низких частот, достигающий 20 дБ на частоте 60Гц. Этим снижается чувствительность устройства к низкочастотным помехам и шумам. Подбором номиналов резисторов R 1 и R 4 устанавливают режим транзисторов, при котором напряжение на коллекторе VT 2 находится в пределах +2,6…3В.

Для коммутации нагрузки используется реле К1, подключаемое к одному из выходов триггера через усилитель мощности VT 4. Аналогично можно задействовать и второй выход триггера, превратив данную конструкцию в переключатель двух нагрузок.

На рис.7 печатной платы показано подключение дополнительного усилителя мощности VT 5 с соответствующим резистором R 10 в цепи базы.

Рассмотренная схема потребляет ток не более 20 – 30 мА. Поэтому в источнике питания можно использовать общий выпрямитель с напряжением около 10 – 20 В (в зависимости от применяемых реле). При выборе типа регулирующего транзистора для такого стабилизатора важно не забывать, что на нем рассеивается мощность около 0,2 – 0,3 Вт.

Вывод 14 микросхемы DD 1 соединяется во всех случаях с шиной «+5 В», а вывод 7 – с общим проводом.

Описанное устройство на логических элементах во время испытаний сохраняло работоспособность при снижении напряжения до величины 4 В.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Аварийный выключатель топлива рено
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector