Акустични ключове. Устройство и работа. Приложение. Акустичен превключвател: как да направите прост и надежден превключвател за памук Как да направите прост превключвател за звук и светлина
Съдържание:Много съвременни осветителни системи са оборудвани с дистанционно управление. За тази цел се използват дистанционни управления, както и оборудване от сигнален тип, например превключвател. В този случай натискането за включване и изключване е звук с достатъчна интензивност, приблизително равен по сила на пляскане с ръце. Преди това сглобяването на такива схеми се извършваше изключително от радиолюбители. Понастоящем аудио устройства могат да бъдат закупени свободно в повечето магазини за електротехника.
Памучен ключ за осветление
За да активирате такъв превключвател, просто трябва да пляскате с ръце. В резултат на това устройството ще се включи или изключи. Обикновено тези устройства се монтират в помещения с минимални нива на шум - в спални, сервизни помещения, складове, мазета и др. Не се препоръчва използването на памучни ключове на шумни места с много хора, тъй като прекомерният шум може да намали качеството на устройството. Офиси, производствени обекти и цехове са напълно неподходящи за монтаж.
Тези устройства често се бъркат с акустични превключватели. Основната разлика между тях е, че акустичното устройство се задейства от всеки шум, а превключвателят за пляскане се задейства от пляскане. Тези устройства са се доказали добре в семейства с малки деца, които не могат да достигнат обикновен превключвател. Сега детето просто трябва да пляска с ръце, за да включи или изключи светлината.
Верига на памучен превключвател
Всички кламерни превключватели са инсталирани по стандартен модел, подобен на единични или. Някои модели могат да имат свои индивидуални характеристики, но общите принципи остават същите. Тоест устройство с един ключ е свързано към мрежата по такъв начин, че да може да захранва памучното устройство.
Превключвателят и лампата работят по стандартната схема. Първо, чрез щита и разпределителната кутия, трябва да захранвате обикновен ключ. Нулевият проводник от таблото се свързва към една лампа или група лампи. Самите лампи са свързани паралелно с изключващото устройство.
Захранващата верига, която отива към ключа, трябва да бъде прекъсната и свързана към акустичното устройство. Тази операция е много проста поради малкия размер на устройството, което позволява монтаж директно върху тялото на лампата. Поради това няма нужда да инсталирате допълнителни жлебове в стената.
Всеки стандартен превключвател е оборудван с два чифта проводници - бял и черен. Белите проводници са свързани към захранването, тоест към фазовия и нулевия кабел от таблото, а черните към товара. Препоръчва се свързването на проводниците чрез конвенционално усукване или използване на клеми. В този случай не се използва запояване на ставите.
След като връзката приключи, стандартният превключвател с ключ се включва и работата на цялата система се проверява. Ако е необходимо, той може да бъде напълно отстранен от веригата и захранването да бъде свързано директно към памучното устройство. Остава само да конфигурирате устройството по такъв начин, че да елиминирате фалшивите аларми от външни звуци.
Направи си сам памучен превключвател
Всички акустични или памучни системи имат микрофон, който се използва за запис на звук. Освен това веригата е допълнена с реле за време или контролно реле за мощност. В стандартна схема, работеща с напрежение 220 V, сигналът, идващ от микрофона, се усилва от транзистора T1. След това преминава към модула за съгласуване на съпротивлението и емитерния повторител на транзистора Т2. Цифров чип се използва за сглобяване на тригера и компаратора на сигнала.
Основната функция на компаратора е да предпазва превключвателя от акустични смущения, прекъсвайки дълги или твърде кратки звуци. Когато сигналът премине, състоянието на тригера се променя на включено или изключено. По този начин спусъкът управлява осветителното устройство чрез тиристор и мощен транзистор. Подобна схема може да бъде сглобена на базата на интегриран таймер.
Изготвянето на диаграма ще бъде по-удобно, ако маркирате определени зони върху нея. Те включват транзисторен микрофонен усилвател, компаратор на микросхема, тригер и транзистор, който управлява захранващо реле.
Можете сами да сглобите clap switch с помощта на микроконтролер Arduino. За да направите това, ще ви е необходима звукова модулна платка, захранващо реле и Arduino Nano. Освен това ще ви трябва компютър, USB кабел и 5-волтово захранване. За да флашнете фърмуера на микроконтролера, програмата Arduino е инсталирана на компютъра.
Като промените някои от параметрите за настройка на звуковото реле, можете да го настроите фино. Окабеляването е свързано по същия начин, както в стандартните схеми. Остава само да настроите защитния праг срещу фалшиви аларми и смущения и устройството е готово за работа.
В днешно време дистанционното управление на осветлението става популярно. Можете да използвате превключвател за звук или пляскане за това. Ако звукът е достатъчно силен, равен по сила на пляскане с ръце, светлината се включва или изключва. Ако по-рано такива електрически вериги бяха сглобени от радиолюбители, сега устройството може да се купи в много магазини за електрически стоки.
Модел памучен ключ
Схеми на свързване
Най-простото устройство, което правите сами, работи от микрофон, като усилва сигнала няколко пъти. Една такава схема е показана на фигурата по-долу. Всички компоненти са лесно достъпни.
Схема на работа на превключвателя за памук
Усилвателят се състои от два транзистора (KT315). Сигналът от микрофона (М) преминава през тях, усилва се и отива в основата на мощен транзистор (КТ 818). Той управлява реле (Rel1), което затваря или отваря своя контакт в захранващата верига на лампа или друг товар: климатик, вентилатор и др. Чувствителността на устройството е 4-5 m, което е достатъчно за битови помещения. Звукът, който се подава периодично, последователно свързва и изключва товара от мрежата.
Схемата е една от най-простите, особено след като микрофонът може да бъде взет от стар касетофон или телефон. Електретен микрофон е често срещан. Един щифт е свързан към тялото (минус). Лесно е да се обадите и да намерите. Консумацията на енергия на устройството е незначителна, а захранваното напрежение е 3,5-16 V.
Вместо реле можете да свържете LED лампа с ниска мощност, която ще бъде основният товар. Тогава веригата няма да има механични части и нейната надеждност ще се увеличи. Електрическата крушка е доста подходяща за нощна лампа, осветяваща битово помещение, както и стая, в която е трудно да се движите през нощта, а главният ключ е трудно да се намери.
Показаната схема на превключване е твърде проста. Можете да сглобите по-модерно и надеждно устройство, като използвате тиристори със собствените си ръце.
Схема на свързване на памучен превключвател с помощта на тиристори
Основата е тригер, направен от тиристори (V2), (V3) и транзисторен ключ (V4). Тригерът е свързан към делител на напрежение, състоящ се от микрофон (B1) и резистор (R8). Ключът управлява лампата (H1). Тригерът се захранва от диод (V9) и резистори (R9), (R10). Напрежението се изравнява с помощта на кондензатор (C7) и ценеров диод (V1).
Стабилно състояние на спусъка ще бъде, когато един от тиристорите е включен, а другият е изключен. Когато се получи звуков сигнал от микрофона, на делителя на напрежението се появява импулс, прехвърлящ спусъка в друго състояние. Лампата или ще светне, или ще изгасне.
Товарната мощност на превключвателя е около 100 W. Ако трябва да се увеличи, се използват по-мощни диоди (V5-V8) на мостовата верига и SCR се монтират на радиатори.
Осветление за кацане
За междуетажно осветление е препоръчително да използвате акустичен сензор с фотореле.
Схема на превключвател, комбиниран с фотосензор
Фотодиодът (VD1) образува делител на напрежение с резистор (R2), който образува с него делител на напрежение и ви позволява да регулирате чувствителността на сензора. Ако фотосензорът не е необходим, той се изключва чрез настройване на резистора (R2) на минимум.
Веригата се основава на микросхемата K176LA7, чиито елементи са D1.1-D1.4. D1.1 и D1.2, те са проектирани да елиминират тракането на автоматичния превключвател на светлината при прагови стойности на осветеност.
Звуковият сигнал се улавя от електретен микрофон и се преобразува в електрически сигнал. След това се усилва от биполярни транзистори и се подава към логически елементи (D1.3) и (D1.4), които генерират импулс с продължителност около 10 секунди. През това време светлинната лампа (La1) остава включена. През деня лампата се изключва от управляващ сигнал, идващ от изхода (4) на елемента (D1.2).
Автоматичен мек превключвател
Превключвателят служи за плавно включване на светлината от аналогов микрофонен сигнал за определено време.
Схема на работа на плавен акустичен превключвател
Звукът влиза в микрофона, преобразува се в електрически сигнал и се усилва, преминавайки през операционния усилвател (DA1.1), зареждайки кондензатора (C6). Когато зарядът стане по-голям от капацитета (C7), компараторът (DA1.2) превключва и на изхода му се появява логическа единица вместо нула. В резултат на това генераторът на транзистора (VT1) стартира, той доставя импулси, които отварят триака (VS1), през който се подава захранване към лампата (EL1).
След определено време напрежението в кондензатора ще намалее. Тъй като намалява, триакът получава управляващи импулси с нарастващо фазово закъснение, което води до плавно изключване на лампата.
След като изберете рейтингите (C6) и (R5), можете да включите лампата за до 3 минути.
Производители
Памучен ключ “Екосвет”
Намалените цени на електрониката правят непрактично да правите акустични ключове за осветление със собствените си ръце. Превключвателят Ecolight работи с всички видове лампи 220 V. Спецификации:
Устройството е закрепено със самонарезни винтове към монтажните пластини. Принципът на работа е включване и изключване на товара с едно пляскане. Превключвателят не трябва да се намира в помещения, където може да има външен звук. Допускат се фалшиви положителни резултати, въпреки факта, че е конфигуриран предимно за пляскане.
“Екосвет” се включва към мрежа 220 V съгласно схемата за свързване на плавен акустичен превключвател, показана на фигурата по-горе. Вижда се, че е свързан към обикновен превключвател, който е необходим за изключване на веригата и нейното извеждане от работа.
Схема на свързване на ключ "Екосвет"
Превключвател „Пляскане“.
Модерният модел на превключвателя "Claps" е едно от новите разработки, където звукът се обработва от микропроцесор. Устройството е настроено на няколко пляскания и не реагира на други външни звуци. В този случай задължително условие за включване или изключване на светлината е изпращането на сигнали в редица. В една стая можете да инсталирате няколко такива превключвателя, които реагират на определен брой удари. За да направите това, трябва да поставите джъмпер на електронната платка на устройството в определена позиция. По този начин, чрез подаване на необходимия брой сигнали, равномерно следващи един след друг, можете да управлявате няколко устройства, например източници на светлина, вентилатор, овлажнител, музикален център и други.
Електрически отварящите се завеси могат да впечатлят гостите. Устройството за управление е с размерите на кибритена кутийка и може лесно да се скрие в корпуса на устройството или в гнездото на ключ. Версията “Claps Plug” може лесно да се използва за адаптиране на всеки домакински уред с електрически кабел, който ще се включва със звук.
Памучен превключвател “Claps Plug”
Такава работа осигурява по-добра защита срещу външен шум. Този модел се различава от акустичен ключ. Лампите могат да бъдат всякакви. В сравнение с предишния модел цената на устройството е значително по-висока (2450 рубли).
Ако памучният превключвател осигурява плавно превключване на товара, тогава той няма да работи с флуоресцентни лампи. Превключвателят „Claps“ може да се използва с тях.
Принцип на действие. Видео
Можете да научите за принципа на работа и схемата на дизайна на памучния превключвател от видеоклипа по-долу.
Когато инсталирате и регулирате превключвателя за памучна светлина, трябва да спазвате мерките за безопасност при работа с електричество. След инсталирането трябва да зададете необходимата чувствителност. Устройствата работят надеждно в помещения, където няма външен звук. Също така е възможно да се осигури превключване към работа от конвенционален превключвател.
Фигурата показва диаграма на акустично реле, което направих. Тази диаграма никога не е била публикувана никъде преди. Специална характеристика на дизайна е използването на карбонов микрофон. Тези микрофони се използват в телефонни апарати, в които няма усилватели за предаване и приемане (TA-68, TAN-70, TAI-43 и други). Амплитудата на електрическите вибрации на микрофона е достатъчна за комуникация на десетки километри без използване на усилватели. Освен това има невероятна чувствителност. Недостатъкът е тясната честотна лента на аудиочестотния спектър. Но в нашия случай това е плюс, тъй като ненужните звуци и смущения се прекъсват.Работа на веригата. Когато пляскате с ръце или щракате, въглеродният прах в микрофона се движи и променя съпротивлението си. В този случай в точката на свързване между ограничителния резистор R1 и микрофона се появява променлив компонент, който през разделителния кондензатор C 1 се подава към основата на транзистора T 1. Транзисторът T1 е едновременно усилвател на променлив и постоянно напрежение. С помощта на резистор R2 транзисторът T1 е в леко отворено състояние. Променливият компонент, получен в основата, се усилва от транзистор и от колектора през кондензатор С2 отива към удвояващ токоизправител, монтиран на елементи DD1, DD2, C3. Двойно постоянно напрежение се натрупва върху кондензатор C3, който се разрежда през веригата: минус кондензатор, резистор R1, база-емитер T1, плюс кондензатор. В този случай транзисторът се отваря като лавина, релето P1 се задейства, контактите му се затварят за времетраенето на звуковия сигнал. Когато настройвате работата на веригата, понякога се оказва, че нейната чувствителност е твърде висока, тя се задейства от автомобили, преминаващи по улицата или от размахване на ръка близо до микрофона. Всичко зависи от вида на използваното реле. Можете да нагрубите веригата, като свържете променлив резистор последователно с кондензатор C1. За да превключите товара (електрическите крушки) с помощта на щипки, е необходимо да добавите тригер към веригата. Схемата на такъв тригер на поляризирано реле е показана на фигура 2 - не е отпечатана никъде преди.
При подаване на звуков сигнал (пляскане, щракване) контактите на релето KP1 временно се затварят. Променливо напрежение от 220 V през лампата L1, диод D1 с положителен полупериод се прилага към края на втората намотка на релето RP-4, щифт 8, началото на намотката, щифт 7, резистор за ограничаване на тока R1, кондензатор C1, затворени контакти на релето KR1, щифт 220V. Зарядният ток на кондензатор С1 превключва арматурата на релето в ляво положение съгласно схемата, електрическа крушка L1 светва и електрическа крушка L2 изгасва, диод D1 е блокиран от контактите на релето, а диод D2 е отключен и готов за работа. Когато пристигне следващият звуков сигнал, контактите на релето P1 KP1 се затварят. Напрежение от 220 V през електрическа крушка L2 и диод D2 се прилага като плюс към началото на първата намотка, контакт 5, от изхода на намотката, контакт 6 отива към резистора R1 и презарежда кондензатора C1. Поляризирано реле превключва арматурата към правилния контакт във веригата. Диод D2 е блокиран, а диод D1 е готов за следващия цикъл. Светлина L1 изгасва и светлина L2 светва. Така при постъпване звукови сигналивъзниква алтернативно превключване на товара. За да може тригерът да изпълнява функцията за включване и изключване само на една електрическа крушка, трябва да изключите една от електрическите крушки от веригата и вместо това да включите последователна верига от 0,33 μF x 300 V кондензатор и 5 –10 kOhm, 2 W резистор. Когато настройвате работата на спусъка, е необходимо да регулирате арматурата на поляризираното реле, така че да превключва добре и да е здраво фиксирано в дясно или ляво положение.
Правилно определете началото и края на намотките на релето или променете полярността на един от диодите. Разбира се, този дизайн на акустично реле на въглероден микрофон е по-подходящ за начинаещи, така че в следващата статия ще бъде описан на една микросхема, а като сензор се използва пиезоелектричен елемент.
Обсъдете статията ПРОСТО АКУСТИЧНО РЕЛЕ
Акустичният превключвател е много полезно и необходимо нещо в домакинството, особено ако искате да автоматизирате някои устройства или осветление в дома си и да добавите креативност към дома си! С помощта на акустичен ключ можете да изключвате и включвате осветлението или да го използвате за други устройства, като електрическа кана или вентилатор.
Тази схема е напълно работеща, рационализирана и стабилна. В интернет има много схеми на подобни устройства, но при сглобяването им възникват много проблеми с производителността и някои от тях водят до дълги дискусии, в края на които проблемът често не се решава. По-долу е самата диаграма.
Веригата се захранва от напрежение от 5 до 9 волта, така че изборът на източник на захранване няма да бъде труден. Можете да използвате например корона или други батерии и акумулатори. Ако имате нужда от стационарно захранване, тогава има много схеми за захранване онлайн, дори безтрансформаторна такава ще свърши работа.
Печатната платка е направена за DIP компоненти, но въпреки това има доста компактни размери и изборът на корпус за нея няма да е труден. Можете да изтеглите печатната платка от линка:
(изтегляния: 726)
Списък на частите за монтаж
Производство на печатни платки
Няма да обяснявам подробно как да направя печатна платка, тъй като ще отнеме много време. PCB файлът се отваря с помощта на програмата sprint-layout 6.0:
(изтегляния: 612)
Веригата използва диод VD1, необходим е за защита на транзистора VT3 от ЕМП на бобината на релето. Ако свържете реле като товар, тогава трябва да инсталирате диод; ако използвате лек товар, тогава можете да инсталирате джъмпер вместо това.
След като направите дъската, за да избегнете окисляване, калайдисайте праговете с калай. Отворете програмата sprint-layout 6.0 и запоете всички части в нея според местоположението. Ако всичко е направено правилно, частите и стойностите не са смесени, тогава устройството трябва да работи веднага без никакви проблеми.
Ето как изглежда сглобеният акустичен превключвател.
И още една снимка със свързан акумулатор и светодиод върху товара.
Бих искал да ви разкажа за един проблем, който може да възникне. Веригата съдържа 1,5 kOhm резистор R8, ако използвате LED като товар, можете да го оставите, ако планирате да инсталирате реле, след това сменете резистора с 2 Ohm. Не би трябвало да има повече проблеми))
Резултатът беше евтино, но много ефективно и полезно устройство, което определено ще намери своето приложение в домакинството!))
За да увеличат комфорта си и да опростят ежедневието си, хората непрекъснато измислят нови устройства. Днес ще разгледаме устройство за дистанционнополезен товар, използвайки хлопки. Домашен памучен превключвател е полезен например за включване на светлината във вестибюл или килер, където обикновено намирането на правилния превключвател причинява много неудобства. За читателите на сайта ще ви разкажем подробно как да направите такова устройство със собствените си ръце, какви части трябва да бъдат подготвени за това и каква схема на сглобяване трябва да се следва.
Монтажни схеми
Всички памучни или акустични машини са обединени от наличието във веригата на микрофон, който е необходим за запис на звук. Дизайнът също така осигурява усилвател, тригер или за управление на превключвателя на захранването.
В тази схема, работеща от мрежа от 220 V, сигналът от електретния микрофон се подава към транзистора VT1 за усилване, след това към блока за съгласуване на съпротивлението и емитерния последовател на транзистора VT2. И след това към компаратора и тригера, сглобени на цифровия чип K561TM2.
Необходим е компаратор за защита на превключвателя от акустични смущения; той прекъсва звуците, които са твърде кратки или дълги. Сигналът, който преминава през филтъра, променя състоянието на тригера (включено или изключено), което от своя страна управлява товара чрез мощен транзистор, реле и тиристор. Това може да бъде всяка лампа, например с нажежаема жичка.
Ето схема за сглобяване на домашен памучен ключ с подобно предназначение - на интегриран таймер.
За удобство при изучаване на веригата подчертахме основните компоненти в нея: микрофонен усилвател на транзистор KT3102, компаратор на чип ne555, тригер TM561 и транзистор KT3102, който управлява захранващото реле.
Не по-малко интересно ще бъде самостоятелното сглобяване на акустично реле на микроконтролер Arduino и готови модули за него, което значително ще опрости разбирането на принципите на работа за начинаещи и ще ви позволи да настроите фино някои работни параметри.
За да направите машина за памук със собствените си ръце, трябва да подготвите три дъски:
- Arduino Nano;
- звуков модул;
- модул за захранващо реле (имайте предвид, че е 5 волта).
Нуждаете се също от компютър, за да изтеглите фърмуера, USB кабел и 5-волтово захранване (всяко зарядно за телефон ще свърши работа). Трябва да инсталирате програмата Arduino IDE на вашия компютър, за да флашнете фърмуера на микроконтролера. Можете да го изтеглите безплатно от официалния сайт на разработчика на борда.
Като копирате текста на скицата (програмата) и го поставите в прозореца на Arduino IDE, можете веднага да флашнете контролера. Като промените някои параметри и пренапишете устройството, можете да настроите фино вашето домашно звуково реле за стабилна работа. Както можем да видим от диаграмата, четири проводника са свързани към контролера: два за захранване. Жълтият проводник, свързан към щифт 13, е за управление на захранващото реле. Контролният проводник от микрофонния модул, свързан към аналоговия вход A0 на контролера, е маркиран в зелено.
Чипът съдържа 8 аналогови входа и 14 цифрови входно/изходни контакта. За нашия проект взехме A0 и D13, тъй като заедно с него светодиодът на платката Arduino светва и можете ясно да видите кога се изпраща сигнал към релейния модул.
Скица на Arduino за създаване на звуково реле:
Чрез промяна на стойността на x в реда if(analogRead(Al)>x) задаваме прага на чувствителност, чиято максимална стойност е 1024. Чрез извършване на промени в линията на забавяне се променя периодът на забавяне след изпълнението на скицата. Това задава времето за готовност за превключване. Освен това се настройва защитният праг срещу смущения и фалшиви аларми. В допълнение, чувствителността на микрофона може да се регулира с променлив резистор на платката с помощта на малка отвертка.
За да тестваме и конфигурираме веригата, взехме платка Arduino UNO, базиран на микроконтролера ATmega238. В този случай всички други модели също са подходящи, тъй като не използваме много щифтове за дъска и скицата не изисква висока производителност.
Видеото по-долу ясно показва домашен памучен превключвател, който сглобихме съгласно предоставената диаграма:
Видео инструкции
Във видеото са показани няколко прости идеи за създаване на собствен акустичен превключвател за осветление:
Сега знаете как да направите памучен ключ със собствените си ръце. Надяваме се, че предоставените опции за сглобяване, прости диаграми и видео уроци са били полезни и интересни за вас!
Прочетете също:
