Звуковое реле своими руками схема. Акустическое реле (схема, монтажная плата)

10.09.2021

Схема данного акустического выключателя была найдена на одном из буржуйских сайтов. После проверки стало ясно, что схема не рабочая, после недолгих опытов и переделки схемы — о чудо! она заработала! Почти все номиналы используемых компонентов были заменены, чтобы схема была более доступной для начинающих радиолюбителей, и в итоге получилось вот что.

Пожалуй, эта самая простая схема из всех, что может существовать, в ней использовано минимальное количество компонентов, которые доступны всем. В следствии переделки были использованы отечественные детали, что значительным образом облегчает подбор. Микрофон был взят из китайского магнитофона, можно также использовать отечественные, типа сосна.

Микрофонный усилитель собран на двух транзисторах КТ315, но для повышения чувствительности микрофона желательно использовать транзисторы типа КТ368 или его импортные аналоги, в общем, транзисторы не критичны.

Силовая часть схемы — мощный биполярный транзистор, который управляет нагрузкой, а для того чтобы управлять большими нагрузками было использовано реле (на 12 24 или 220 вольт).

Сигнал от микрофона усиливается и подается на базу мощного ключа, переход открывается и именно в этот момент срабатывает реле, микрофон реагирует на громкие звуки (например хлопок), чувствительность такой схемы 4-5 метров. При втором хлопке, схема автоматическим образом отключается, следовательно, прекращается подача тока на нагрузку.

Конденсаторы электролитические, напряжение не так уж и важно, можно использовать соответствующие емкости с напряжением на 10, 16, 25, 50 вольт.

Диапазон питающих напряжений тоже достаточно широкий — от 3,5 до 14 — 16 вольт, ток потребления в холостом режиме (когда схема выключена) практически нулевой. Схему можно собрать как на макетной плате, так и навесным монтажом, номиналы деталей не критичны и могут отклоняться в ту или иную сторону на 20%, но емкости используемых конденсаторов старайтесь не заменять, поскольку наилучшие параметры получаются именно с указанными на схеме конденсаторами.

Список радиоэлементов

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 https://www.masterkit.ru, а вопросы можно задать по адресу:

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

Всем привет, сегодня мы поговорим об акустическом выключателе, и хотя в интернете есть много для этого схем на микросхемах для начинающих, иногда трудно найти микросхемы. На транзисторах это уже легче и проще, увидел схему — она удивительно простая: двухкаскадный усилитель сигнала с микрофона на КТ315 или взять современные транзисторы указанных на схеме. Например 2sc945 обладающие большим усилением. Также можно заменить силовой bd140 на отечественный КТ818. Сначала применил 2 штуки bc547, но позже, протестировав схему с bd140 выяснилось, что он перегорел, тогда заменил на кт818 и все заработало. Питание аккустического реле от 15 В аккумулятора. Микрофон, взял от гарнитуры Nokia. Транзисторы bc547 и кт818, нагрузка — лампа от гирлянд, резисторы ищем чётко по номиналу. Конденсаторы не проблема. Собрал все на картонке для эксперимента.

Лампочка рассчитана на 6 вольт, так что долго не продержалась и после двух хлопков перегорела. Зато понятно, что работает…

Давайте разглянем схему. На фото показаны детали, какие нам нужно.

Делаем выводы после испытаний — плюсы и минусы.

Плюсы

: схема проста и не требует настройки, незадействованные дефицитные детали, простота схемы, большой диапазон питания.

Минусы

: реле реагирует на любые громкие звуки, особенно это относится к низким частотам. Низкая чувствительность, нестабильная работа при минусовой температуре нужно два хлопка, а иногда и три.

Как видите вышло больше минусов, чем положительных моментов, с другой стороны конструкция показала себя очень неплохо, со своей простотой. Всем удачи в начинаниях начинающим и хорошей работы электронных устройств!

Акустический выключатель своими руками

Акустический выключатель довольно занимательное и интересное устройство, которое очень полезно собрать начинающему электронщику или радиолюбителю для совершенствования своих навыков. Рассмотрим, как сделать акустический выключатель своими руками из доступных радиоэлементов.
Принцип работы такого устройства заключается в том, что звуковой сигнал, как правило, хлопок в ладоши, воспринимается микрофоном, после чего с помощью различных схемных решений происходит подключение или отключение нагрузки. Чаще всего нагрузкой служит лампа накаливания или светодиодная лампа.

Плюсы и минусы

Важнейшим преимуществом звукового переключателя перед классическими является простота и удобство использования. Пользователю не нужно думать, куда установить выключатель.

Основные преимущества:

• работают с любыми электроприборами или источниками света;
• возможность включить и выключить бытовой прибор или свет, находясь в любой точке комнаты;
• отсутствие лишних проводов;
• надежность и длительный срок службы;
• бесшумность;
• безопасность.

Недостатки:

• Современные датчики умеют распознавать звук, который нужен для включения и выключения. Пользователю нужно точно знать, на какой именно сигнал отреагирует сенсор.
• Зона чувствительности ограничена. В большой по площади комнате придется хлопать громко или подходить ближе к сенсору. Если увеличить чувствительность, датчик может ложно среагировать на аналогичные звуки.

Для радиолюбителей, которые хотят сделать хлопковый выключатель своими руками, недостатком является сложность электронной схемы.

Как работает акустический выключатель

Алгоритм работы простейшего акустического выключателя выглядит так: когда раздается хлопок – лампа включается, при следующем хлопке – она гаснет и так повторяется все время. При этом в любом состоянии лампочка может находиться бесконечно долго. Мы же соберем более продвинутое устройство.

Первый алгоритм работы нашего акустического выключателя функционирует таким образом: один хлопок – зажигается одна лампа, второй – вторая, третий – третья, четвертый – все лампы гаснут. Далее все повторится снова.

Второй алгоритм – все происходит в обратной последовательности: первый хлопок – включаются три лампы, второй – одна гаснет и остаются светиться две лампы, третий – остается светиться одна лампа, четвертый – все лампочки выключаются. Такой вариант хорошо подходит для «ночника», поскольку с каждым хлопком свет становит тусклее, а затем гаснет.

Применение

Выключатель света по хлопку включается и отключается в результате реакции на издаваемый шум. Алгоритм работы таков: первый хлопок — включение, второй — выключение.

Устройства подобного типа рекомендуется ставить только в нешумных помещениях. К помещениям такого типа относят спальни, кладовки, подсобные комнаты, подвалы. Нерационально устанавливать хлопковые устройства в помещениях, где бывает множество людей (офисы, гостиные, производственные территории), так как посторонние шумы приводят к ложным реакциям устройств.

Наиболее распространенное место для установки выключателя света по хлопку — спальня. Очень удобно управлять освещением, не вставая с постели. Популярны хлопковые системы в семьях с маленькими детьми, так как для включения или выключения света теперь не нужно дотягиваться до высоко расположенного выключателя.

Многие путают хлопковые и акустические устройства. Акустический выключатель срабатывает на любой шум, а хлопковый — только на хлопки.

Схема акустического выключателя

Существует огромное множество схем акустических выключателей (АВ): на транзисторах, логических микросхемах, триггерах и т.п., но мы будем собирать наш аппарат на микроконтроллере. Применяя микроконтроллер можно довольно просто реализовать алгоритмы различной сложности с минимальной переделкой схемы либо вовсе без переделок.

Первый и неотъемлемый элемент любого акустического выключателя – это микрофон. Микрофон преобразует сигнал звуковой частоты в переменное напряжение. Нам подойдет самый простой электретный микрофон.

Одним выводом микрофон подключается к минусу, а вторым через подстроечный резистор R1, сопротивлением 510 кОм, – к плюсу. С помощью R1 регулируется чувствительность микрофона. Далее переменный сигнал с выхода микрофона через разделительный конденсатор C1, емкостью 1 мкФ, подается на усилитель, выполненный на одном транзисторе BC547. Эмиттер транзистора соединен с минусом, а коллектор посредством резистора R2, сопротивлением 1 кОм, — с плюсом. Настройка усилителя осуществляется с помощью подстроечного резистора R3, сопротивлением 1 МОм.

Принцип работы

Устройство функционирует за счет установленного в нем микроконтроллера. Контроллер санкционирует включение и выключение света по хлопку. Данный прибор при желании можно использовать для контроля за другими электробытовыми устройствами (кондиционерами, вентиляторами и т. п.).

В составе обычного звукового выключателя света имеется электронный микрофон с предусилителем. Этот компонент усиливает поступающий в устройство звук, что позволяет фиксировать даже самые негромкие хлопки. Деятельность усилителя управляется с помощью транзисторов VT1 и VT2. Схема контролируется парой резисторов R2, а для выравнивания сигнала используются диоды VD1 и VD2.

Звук от хлопка проходит через микрофон, там усиливается и трансформируется электрический импульс. Далее происходит выравнивание звука благодаря работе выпрямляющих диодов. Звук находится под контролем резистора (если уровень громкости звука ниже заданного, резистор не допустит срабатывания прибора). Когда выравнивается сигнал на конденсаторе, возрастает напряжение, открывается транзисторный ключ VT3.

Свет отключается и включается после последовательной зарядки и разрядки конденсаторов. По окончании полного цикла деятельности (по еще одному хлопку) резистор и конденсатор C10 разряжаются за четыре секунды. Это приводит устройство к выключению.

Настройка акустического выключателя

Настройка устройства осуществляется с помощью двух переменных резисторов. Я добивался такой чувствительности, что выключатель не реагировал на музыку, речь и легкие удары дверью, но при этом отлично срабатывал по хлопку с противоположного конца комнаты. Следует учитывать, что микрофон нужно располагать в направлении хлопка.

Вы наверняка задавались вопросом, почему именно хлопок? Дело в том что амплитуда звуковой волны, вызванная хлопком, гораздо больше, чем при обычном разговоре или музыке, поэтому усилитель можно настроить таким образом, чтобы отсеять другие источник звука, тем самым исключить ложное срабатывание устройства.

Производители

Наиболее известные модели, представленные на российском рынке — «Экосвет» и «Claps». Рассмотрим их основные характеристики.

Выключатель «Сlaps»

Одной из новейших разработок является модель хлопкового выключателя «Сlaps». В этом устройстве звук обрабатывается при помощи микропроцессора, ни на какие посторонние шумы он не реагирует, но настраивается на несколько хлопков подряд (это самое главное условие работы).

В одном помещении допустимо установить несколько таких выключателей, каждый из них будет реагировать на определённое число хлопков, и включать соответственно свет, увлажнитель воздуха, вентилятор, телевизор либо музыкальный центр. Под эту модель выключателя приспосабливают любые бытовые приборы, имеющие электрический шнур.

Возможно, кому-то хлопковый выключатель покажется игрушкой или абсолютно ненужным устройством. Другие наоборот горят идеей создать свой «умный дом», чтобы свет и электроприборы включались и начинали работать по команде или хлопку. Устраивайте свою жизнь так, как хочется именно вам, но при этом сделайте её максимально комфортной.

Выключатель «Экосвет»

Устройство «Экосвет» предназначено для работы с лампочками на 220 Вольт.

Основные параметры прибора:

• нагрузка — 300 Ватт;
• разброс звукового сигнала — от 30 до 150 децибел;
• уровень защищенности корпуса — IP30;
• допустимый температурный режим — от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля;
• стоимость — от 350 рублей.

«Экосвет» фиксируют саморезами за крепежные лапы. Прибор не рекомендуется устанавливать в шумных помещениях. Несмотря на то, что «Экосвет» настроен на хлопки, возможны ложные срабатывания.

На рисунке вверху показана схема подключения прибора. «Экосвет» соединен с обычным выключателем, чтобы предоставить возможность обесточивания схемы и прекращения его работы.

С микроконтроллером

Микроконтроллер — это маленький кусочек кремния, покрытый пластиком и имеющий металлические выводы, который не выполняет никаких функций без программного обеспечения. Применение его в любой техничке делает её умной и предполагает использование в системе «Умный дом».

Отличие от стандартного звукового выключателя:

• уменьшенное время срабатывания до 100 микросекунд;
• возможности перепрограммирования, установки индивидуальных параметров;
• увеличенный радиус действия;
• возможность изменения порогового значения сигнала (для устранения помех и исключения реагирования на ложные команды);
• плавное изменение яркости освещения;
• меньшее количество составных частей;
• защита от замыкания.

Делаем необходимые отверстия

Если необходимо только заменить старый и подключить новый выключатель, то этот этап можно пропустить, но тех, кто “с нуля” налаживает освещение в доме без строительных работ не обойтись.

Для монтажа скрытого выключателя с проводкой, размещенной внутри стен, придется предпринять следующее:

• Определить место для установки выключателя.
• Наметить линию будущей проводки от ближайшей распределительной коробки до непосредственной точки выхода.
• Проштробить канал в стене глубиной в 2 см, а для выключателя проделать отверстие необходимого размера.
• Проложить от коробки до переключателя проводку прямо, но не натягивая, закрепить зажимами и заштукатурить.
• Устанавливаем и подключаем выключатель

Будущее место для нового устройства необходимо тщательно очистить, а торчащие провода зачистить на один или два сантиметра.

Далее приступаем непосредственно к подключению выключателя:

• Устанавливаем в подготовленное отверстие подрозетник, не забыв вывести провода в специальные дырочки на задней стенке.
• Разбираем выключатель на две части: сердцевину и декоративную крышку.
• Фиксируем жилы в специальные зажимы, затягиваем крепежный винт и проверяем надежность закрепления (отходящий контакт будет подгорать, провоцировать утечку тока и в худшем случае может вызвать короткое замыкание и пожар).
• Закручиваем остальные элементы устройства, следя за тем, чтобы корпус не изменил свое положение.
• Раскручиваем имеющиеся распорки или лапки, вставляем в подрозетник, регулируя положение строго по горизонтали.
• Закрепляем опорные винты, проверяем устойчивость конструкции.
• Закрепляем защитное обрамление.
• Размещаем клавиши, следя за совмещением специальных кнопок и пазов устройства.

Подробнее следует рассмотреть, как правильно подключить выключатель с одним, двумя или тремя клавишами. Самым простым считается одноклавишный, так как здесь всего два провода – нулевой и фаза.

В случае с двумя клавишами на задней стенке корпуса переключателя будут три вывода. Одинокий ввод предназначен для входной фазы, а два расположенных рядом отверстия – для исходящих фаз к разным группам светильников. Схема подключения тройного выключателя аналогична предыдущей с тем лишь отличием, что рядом будут находиться сразу три отверстия для трех групп лампочек.