Акустичні вимикачі Пристрій та робота. Застосування. Як зробити простий і надійний бавовняний вимикач Як зробити найпростіший звуковий вимикач світла
Зміст:Багато сучасних систем освітлення обладнані дистанційним керуванням. З цією метою використовуються пульти, а також обладнання сигнального типу, наприклад бавовняний вимикач. В даному випадку поштовхом до включення та вимкнення є звук достатньої інтенсивності, за своєю силою приблизно рівний бавовні в долоні. Раніше складання таких схем проводилося виключно радіоаматорами. В даний час звукові пристрої можна придбати в більшості магазинів електротоварів.
Бавовняний вимикач світла
Для того щоб привести в дію подібний вимикач, просто ляснути в долоні. В результаті, увімкнення або вимкнення приладу. Зазвичай ці пристрої встановлюються у приміщеннях з мінімальним рівнем шуму – у спальнях, підсобках, коморах, підвалах тощо. Не рекомендується використовувати бавовняні вимикачі в шумних місцях з великою кількістю людей, оскільки зайвий шум може знизити якість роботи приладу. Для встановлення зовсім не підходять офіси, виробничі майданчики та майстерні.
Нерідко ці пристрої плутають із акустичними вимикачами. Основна відмінність між ними полягає в тому, що акустичний пристрій спрацьовує на будь-який шум, а бавовняний вимикач по бавовні. Дані прилади добре зарекомендували себе в сім'ях з маленькими дітьми, які не можуть дістати звичайного вимикача. Тепер дитині достатньо ляснути в долоні, щоб увімкнути або вимкнути світло.
Схема вимикача по бавовні
Усі бавовняні вимикачі встановлюються за стандартною схемою, аналогічно одно- або . Деякі моделі можуть мати свої індивідуальні особливості, але загальні принципи залишаються незмінними. Тобто, одноклавішний прилад підключається до мережі таким чином, щоб він міг живити бавовняний пристрій.
Вимикач та світильник працюють за стандартною схемою. Спочатку через щиток та розподільну коробку потрібно підвести живлення до звичайного вимикача. Нульовий провід від щитка підводиться до однієї лампи або групи світильників. Самі лампи з'єднуються паралельно з пристроєм, що відключає.
Ланцюг живлення, що йде до клавішного вимикача, повинен бути перерваний та підведений до акустичного пристрою. Ця операція дуже проста у зв'язку з невеликими розмірами приладу, що допускають встановлення безпосередньо на корпус світильника. Тому влаштовувати додаткові штроби у стіні не потрібно.
Кожен стандартний вимикач оснащений двома парами дротів – білого та чорного кольору. Білі дроти підключаються до живлення, тобто до фазного та нейтрального кабелів від щитка, а чорні – до навантаження. З'єднання провідників рекомендується виконувати звичайним скручуванням або за допомогою клем. У цьому випадку паяння місць з'єднань не застосовується.
Після закінчення підключення здійснюється включення стандартного клавішного вимикача та перевіряється робота усієї системи. При необхідності його можна повністю прибрати зі схеми та підключити живлення безпосередньо до бавовняного пристрою. Залишається лише налаштувати прилад таким чином, щоб унеможливити помилкові спрацьовування від сторонніх звуків.
Бавовняний вимикач своїми руками
У всіх акустичних або бавовняних системах є мікрофон, за допомогою якого відбувається реєстрація звуку. Крім того, схема доповнюється реле часу або керуючим силовим реле. У стандартній схемі, що працює з напругою 220, сигнал, що надходить з мікрофона, посилюється транзистором Т1. Далі він проходить до вузла узгодження опору та емітерного повторювача транзистора Т2. Для складання тригера та компаратора сигналу використовується цифрова мікросхема.
Основною функцією компаратора є захист вимикача від акустичних перешкод, відсікання тривалих або занадто коротких звуків. При проходженні сигналу стан тригера змінюється на положення увімкнено або вимкнено. Таким чином, тригер через тиристор та силовий транзистор здійснює управління освітлювальним приладом. Аналогічна схема може бути зібрана з урахуванням інтегрального таймера.
Складання схеми буде зручнішим, якщо на ній виділити певні зони. Вони входять підсилювач мікрофона на транзисторі, компаратор на мікросхемі, тригер і транзистор, керуючий силовим реле.
Самостійно бавовняний вимикач можна зібрати на основі мікроконтролера Ардуїно. Для цього знадобляться плати звукового модуля, силового реле та Arduino Nano. Крім того, буде необхідний комп'ютер, шнур USB та блок живлення на 5 вольт. Для прошивки мікроконтролера на комп'ютер встановлюється програма "Ардуїно".
За допомогою зміни деяких регулювальних параметрів звукового реле можна виконати його тонкі налаштування. Підключення проводів виконується так, як і в стандартних схемах. Залишається встановити захисний поріг від хибних спрацьовувань та перешкод і пристрій готовий до роботи.
У наш час стає популярним дистанційне керування освітленням. Для цього можна використовувати звуковий або бавовняний вимикач. Якщо звук досить інтенсивний, рівний за силою бавовни в долоні, відбувається увімкнення або відключення світла. Якщо раніше подібні електричні схеми збирали радіоаматори, зараз пристрій можна купити у багатьох магазинах електротоварів.
Модель бавовняного вимикача
Схеми підключень
Найпростіший пристрій, який роблять своїми руками, працює від мікрофона з посиленням сигналу в кілька разів. Одна з таких схем наведена нижче. Усі компоненти легко доступні.
Схема роботи бавовняного вимикача
Підсилювач складається із двох транзисторів (КТ315). Сигнал з мікрофона (М) проходить через них, посилюється та надходить на базу потужного транзистора (КТ 818). Він керує реле (Rel1), що замикає або розмикає свій контакт в ланцюзі живлення лампи або іншого навантаження: кондиціонера, вентилятора та ін. Чутливість приладу становить 4-5 м, що достатньо для побутових приміщень. Звук, який подається періодично, по черзі забезпечує підключення та відключення навантаження від мережі.
Схема є однією з найпростіших, тим більше, що мікрофон можна взяти зі старого магнітофона або телефону. Поширено електретний мікрофон. Один висновок у нього з'єднаний із корпусом (мінус). Його нескладно продзвонити та знайти. Споживання енергії у приладу незначне, а напруга, що подається, становить 3,5-16 В.
Замість реле можна підключити світлодіодну лампу невеликої потужності, яка буде основним навантаженням. Тоді в схемі не буде механічних частин, і її надійність підвищиться. Лампочка цілком підійде для каганця, освітлення побутового приміщення, а також кімнати, де вночі важко зорієнтуватися, а основний вимикач знайти складно.
Наведена схема вимикача дуже проста. Можна зібрати своїми руками досконаліший і надійніший пристрій на триністорах.
Схема підключення бавовняного вимикача на триністорах
Основою є тригер із тріністорів (V2), (V3) і транзисторний ключ (V4). Тригер підключений до дільника напруги з мікрофона (В1) та резистора (R8). Ключ керує лампою (Н1). Живлення тригера проводиться через діод (V9) та резистори (R9), (R10). Напруга вирівнюється за допомогою конденсатора (С7) та стабілітрону (V1).
Стійкий стан тригера буде, коли один із триністорів увімкнений, а інший – вимкнений. Коли звуковий сигнал подається від мікрофона, на дільнику напруги з'являється імпульс, що переводить тригер в інший стан. При цьому лампа або увімкнеться або вимкнеться.
Потужність навантаження вимикача складає близько 100 Вт. Якщо її треба збільшити, беруться діоди (V5-V8) бруківки більш потужні, а триністори встановлюються на радіатори.
Освітлення сходового майданчика
Для міжповерхового освітлення доцільно використовувати акустичний датчик із фотореле.
Схема вимикача, поєднаного з фотодатчиком
Фотодіод (VD1) утворює дільник напруги з резистором (R2), що утворює з ним дільник напруги і дозволяє регулювати чутливість датчика. Якщо фотодатчик не потрібний, його вимикають, встановивши резистор (R2) на мінімум.
Схема виходить з мікросхемі К176ЛА7, елементами якої є D1.1-D1.4. D1.1 і D1.2, вони призначені для усунення брязкоту автомата включення світла при порогових значеннях освітленості.
Звуковий сигнал уловлюється електретним мікрофоном і перетворюється на електричний. Потім він посилюється біполярними транзисторами і подається на логічні елементи (D1.3) та (D1.4), що виробляють імпульс тривалістю близько 10 с. Протягом цього часу лампа освітлення (La1) залишається увімкненою. У денний час лампа відключається керуючим сигналом, що надходить із виходу (4) елемента (D1.2).
Автоматичний плавний вимикач
Вимикач служить для плавного включення світла від аналогового сигналу мікрофона на заданий час.
Схема роботи плавного акустичного вимикача
Звук надходить на мікрофон, перетворюється на електричний сигнал і посилюється, проходячи через операційний підсилювач (DA1.1), заряджає конденсатор (С6). Коли заряд стає більшим, ніж на ємності (С7), компаратор (DA1.2) перемикається, і на його виході замість нуля з'являється сигнал логічної одиниці. В результаті генератор запускається на транзисторі (VT1), він подає імпульси, що відкривають симістор (VS1), через який подається живлення на лампу (EL1).
Через певний час напруга на конденсаторі зменшиться. У міру його зниження на симистор надходять управляючі імпульси зі зростаючою фазовою затримкою, викликаючи плавне вимкнення лампи.
Підібравши номінали (С6) та (R5), можна вмикати лампу до 3 хвилин.
Виробники
Бавовняний вимикач "Екосвітло"
Зниження цін на електроніку робить недоцільним виготовлення акустичних вимикачів світла своїми руками. Вимикач "Екосвітло" працює з усіма видами ламп на 220 В. Технічні характеристики:
Пристрій кріпиться шурупами за кріпильні лапки. Принцип роботи полягає у включенні та відключенні навантаження по одній бавовні. Вимикач не слід розміщувати в приміщеннях, де може бути сторонній звук. Допускаються помилкові спрацьовування, незважаючи на те, що він налаштований переважно на бавовну.
“Екосвітло” підключається до мережі 220 за схемою підключення плавного акустичного вимикача, зображеної на малюнку вище. При цьому видно, що він пов'язаний із звичайним вимикачем, який потрібен для того, щоб знеструмити схему та вивести її з роботи.
Схема підключення бавовняного вимикача "Екосвітло"
Вимикач “Claps”
Сучасна модель вимикача "Claps" - це одна з нових розробок, де звук обробляється мікропроцесором. Пристрій налаштований на кілька бавовнів і не реагує на інший звук. При цьому обов'язковою умовою для увімкнення або вимкнення світла є подача сигналів поспіль. В одному приміщенні можна встановлювати кілька таких вимикачів, що реагують на певну кількість бавовни. Для цього на електронній платі пристрою потрібно встановити перемичку у певне положення. Таким чином, подаючи необхідну кількість рівномірно наступних один за одним сигналів, можна керувати кількома приладами, наприклад, джерелами світла, вентилятором, зволожувачем повітря, музичним центром та іншими.
Відкриття за допомогою електроприводу штор бавовнами може справити враження на гостей. Пристрій керування має розміри сірникової коробки і може легко бути захованим у корпусі приладу або в підрозетнику вимикача. Під версію “Claps Plug” можна легко пристосувати будь-який побутовий прилад із електричним шнуром, який включатиметься по звуку.
Бавовняний вимикач “Claps Plug”
Таке спрацьовування краще захищає від стороннього шуму. Цим модель відрізняється від акустичного вимикача. Лампи можуть бути будь-які. Порівняно з попередньою моделлю, ціна пристрою значно вища (2450 руб.).
Якщо у бавовняному вимикачі передбачено плавне включення навантаження, то з люмінесцентними лампами він не працюватиме. Вимикач “Claps” можна використовувати з ними.
Принцип роботи. Відео
Про принцип роботи та схему пристрою бавовняного вимикача можна дізнатися з відео нижче.
Під час встановлення та налаштування бавовняного вимикача світла слід виконувати заходи безпеки для роботи з електрикою. Після встановлення потрібно виставити потрібну чутливість. Пристрої надійно працюють у приміщеннях, де немає стороннього звуку. Можна також передбачити перемикання на роботу від звичайного вимикача.
На малюнку зображено схему виготовленого мною акустичного реле. Ця схема раніше ніде не друкувалася. Особливістю конструкції є вугільний мікрофон. Такі мікрофони використовуються в телефонних апаратах, у яких відсутні підсилювачі на передачі та прийомі (ТА-68, ТАН-70, ТАІ-43 та інші). Амплітуда електричних коливань мікрофона є достатньою для зв'язку на десятки кілометрів без використання підсилювачів. Крім того, він має неймовірну чутливість. Недоліком є вузька смуга пропускання частотного звукового спектру. Але в нашому випадку це є плюсом, тому що відсікаються зайві звуки та перешкоди.Робота схеми. При бавовні в долоні чи клацанні вугільний порошок у мікрофоні переміщується та змінює свій опір. При цьому в точці з'єднання обмежувального резистора R1 і мікрофона з'являється змінна складова, яка через розділовий конденсатор 1 надходить на базу транзистора Т 1. Транзистор Т1 є одночасно підсилювачем змінної і постійної напруги. За допомогою резистора R2 транзистор Т1 знаходиться у відкритому стані. Змінна складова, що надійшла на базу, посилюється транзистором і, з колектора через конденсатор С2, надходить на випрямляч-подвоювач, зібраний на елементах DD1, DD2, C3. Подвоєна постійна напруга накопичується на конденсаторі С3, який розряджається по ланцюгу: мінус конденсатора, резистор R1, база-емітер Т1 плюс конденсатора. Транзистор при цьому лавиноподібно відкривається, спрацьовує реле Р1 його контакти замикаються на час дії звукового сигналу. При налаштуванні роботи схеми, іноді виявляється, що її чутливість занадто велика, спрацьовує від автомашин, що проходять по вулиці, або від помаху руки поблизу мікрофона. Все залежить від типу реле, що використовується. Загрубувати схему можна послідовно включивши конденсатору С1 змінний резистор. Для того щоб перемикати навантаження (лампочки) за допомогою бавовни, необхідно доповнити схему тригером. Схема такого тригера на поляризованому реле показана малюнку 2 - раніше так само ніде не друкувалася.
При подачі звукового сигналу (бавовни, натискання) тимчасово замикаються контакти реле КР1. Змінна напруга 220 через лампочку Л1 діод D1 позитивним напівперіодом прикладається до кінця другої обмотки реле РП-4 висновок 8, початок обмотки висновок 7, обмежувач струму резистор R1, конденсатор С1, замкнуті контакти реле КР1, висновок 220В. Зарядний струм конденсатора С1 перемикає якір реле в ліве за схемою положення, лампочка Л1 спалахує, а лампочка Л2 гасне, діод D1 блокується контактами реле, а діод D2 розблокований і готовий до роботи. При надходженні наступного звукового сигналу контакти реле Р1 КР1 замикаються. Напруга 220 через лампочку Л2 і діод D2 прикладається плюсом до початку першої обмотки контакт 5, з виходу обмотки контакт 6 надходить на резистор R1 і перезаряджає конденсатор С1. Поляризоване реле перемикає якір до правого за схемою контакту. Діод D2 блокується, а діод D1 готовий до роботи у наступному циклі. Лампочка Л1 гасне, а лампочка Л2 спалахує. Таким чином, при вступі звукових сигналіввідбувайся почергове перемикання навантаження. Для того, щоб тригер виконував функцію включення та вимкнення тільки однієї лампочки, потрібно виключити зі схеми одну з лампочок, а замість неї включити послідовний ланцюжок з конденсатора 0.33мкф х 300 В та резистора 5-10 кОм, 2 Вт. При налаштуванні роботи тригера необхідно відрегулювати якір поляризованого реле так, щоб він добре перемикався та надійно фіксувався у правому чи лівому положенні.
Правильно визначити початок і кінець обмоток реле чи змінити полярність включення однієї з діодів. Звичайно дана конструкція акустичного реле на вугільному мікрофоні більше підходить для початківців, тому в наступній статті буде описано на одній мікросхемі, а як датчик використаний п'єзоелемент.
Обговорити статтю ПРОСТО АКУСТИЧНЕ РЕЛЕ
Акустичний вимикач дуже корисна та потрібна річ у господарстві, тим більше якщо ви хочете автоматизувати деякі прилади чи освітлення у своєму будинку та додати креативності у своє житло! За допомогою акустичного вмикача, можна вимикати та вмикати освітлення або використовувати його для інших приладів, наприклад, для електричного чайника або вентилятора.
Ця схема повністю робоча, налагоджена та стабільно працює. В інтернеті є багато схем подібних пристроїв, але при їх збиранні виникає маса проблем з працездатністю і частина піднімаються довгі обговорення в кінці яких проблема часто не вирішується. Нижче представлено саму схему.
Схема живиться напругою від 5 до 9 вольт, так що підібрати джерело живлення не важко. Можна використовувати, наприклад, крону або інші батареї та акумулятори. Якщо вам потрібне стаціонарне харчування, то в мережі є безліч схем блоків живлення, підійде навіть безтрансформаторний.
Друкована плата зроблена під DIP компоненти, але не дивлячись на це, має досить компактні розміри і підібрати для неї корпус не складе труднощів. Завантажити друковану плату можна за посиланням:
(скачувань: 726)
Список деталей для збирання
Виготовлення друкованої плати
Докладно пояснювати як виготовити друковану плату я не буду, тому що це займе багато часу. Файл друкованої плати відкривається за допомогою програми sprint-layout 6.0:
(завантажень: 612)
У схемі використовується діод VD1, він необхідний захисту транзистора VT3 від ЕРС котушки реле. Якщо ви підключатимете в якості навантаження реле, то діод потрібно поставити, якщо буде використовуватися легке навантаження, то замість нього можна поставити перемичку.
Після виготовлення плати, щоб уникнути окислення, пролудіть поріжки оловом. Відкрийте програму sprint-layout 6.0 і припаяйте всі деталі на ній, згідно з розташуванням. Якщо все зроблено правильно, деталі і номінали не переплутані, пристрій повинен запрацювати відразу без будь-яких проблем.
Ось так виглядає зібраний акустичний вимикач.
І ще одне фото з підключеною батареєю та світлодіодом на навантаженні.
Хотілося б сказати про одну проблему, яка може виникнути. У схемі стоїть резистор R8 на 1.5 кОм, якщо ви будете використовувати як навантаження світлодіод, то його можна залишити, якщо плануєте встановлювати реле, то замініть резистор на 2 Ом. Більше проблем виникнути не повинно))
У результаті вийшов не дорогий, але дуже ефективний і корисний прилад, який обов'язково знайде своє застосування в господарстві!))
Для підвищення свого комфорту та спрощення повсякденної рутини люди постійно вигадують нові прилади. Сьогодні ми розглянемо пристрій для дистанційного керуваннякорисним навантаженням, за допомогою бавовни. Саморобний бавовняний вимикач стане в нагоді, наприклад, для включення світла в тамбурі або коморі, де зазвичай пошук потрібного вимикача завдає багато незручностей. Для читачів сайту ми докладно розповімо, як зробити такий пристрій своїми руками, які деталі для цього потрібно підготувати та за якою схемою здійснювати збирання.
Схеми збирання
Усі бавовняні або акустичні автомати поєднує наявність у схемі мікрофона, який потрібний для реєстрації звуку. Також у конструкції передбачений підсилювач, тригер або для управління силовим перемикачем.
У цій схемі, що працює від мережі 220в, сигнал з електретного мікрофона надходить на транзистор VT1 для посилення, далі на вузол узгодження опору та емітерний повторювач на транзисторі VT2. А потім на компаратор та тригер, зібрані на цифровій мікросхемі К561ТМ2.
Компаратор необхідний захисту вимикача від акустичних перешкод, він відсікає занадто короткі чи тривалі звуки. Сигнал, який пройшов через фільтр, змінює стан тригера (на включено або вимкнено), а той у свою чергу через силовий транзистор, реле та тиристор керує навантаженням. Як її може виступати будь-яка лампа, наприклад - розжарювання.
Ось схожа за призначенням схема збирання саморобного бавовняного вимикача – на інтегральному таймері.
Для зручності вивчення схеми ми виділили основні вузли: підсилювач мікрофона на транзисторі КТ3102, компаратор на мікросхемі ne555, тригер ТМ561 і транзистор КТ3102, який керує силовим реле.
Не менш цікавим буде самостійне складання акустичного реле на мікроконтролері Ардуїно та готових модулях до нього, що суттєво спростить розуміння принципів роботи початківцями та дозволить точно налаштувати деякі параметри роботи.
Щоб зробити бавовняний автомат своїми руками, необхідно підготувати три плати:
- Arduino Nano;
- звуковий модуль;
- модуль силового реле (зверніть увагу, щоб він був на 5 вольт).
Також потрібний комп'ютер для завантаження прошивки, USB-шнур, блок живлення на 5 Вольт (підійде будь-яка зарядка для телефону). На ПК потрібно встановити програму Arduino IDE для прошивки мікроконтролера. Завантажити її можна безкоштовно із офіційного сайту розробника плати.
Скопіювавши текст скетчу (програми) та вставивши його у вікно Arduino IDE, можна одразу ж прошити контролер. Змінюючи деякі параметри та перезаписуючи пристрій, можна тонко налаштувати саморобне звукове реле для стабільної роботи. Як бачимо зі схеми, на контролеру підключено чотири дроти: два на живлення. Жовтий провід, підключений до контакту 13, призначений для керування силовим реле. Зеленим відзначений провід керування від модуля мікрофона, підключений до аналогового входу контролера А0.
Мікросхема містить у собі 8 аналогових входів та 14 цифрових контактів вхід/вихід. Для нашого проекту ми взяли А0 та D13, оскільки разом з ним загоряється світлодіод на платі Ардуїно, і ви зможете наочно побачити, коли на релейний модуль подається сигнал.
Скетч Ардуїно для виготовлення звукового реле:
Змінюючи значення x у рядку if(analogRead(Al)>x), ми встановлюємо поріг чутливості, максимальне значення якого – 1024. Вносячи зміни до рядка delay, змінюється проміжок затримки після виконання скетчу. Тим самим встановлюється час готовності до перемикання. На додаток до цього регулюється захисний поріг від перешкод та помилкових спрацьовувань. Крім того, чутливість мікрофона можна підкоригувати змінним резистором на платі за допомогою маленької викрутки.
Для перевірки та налаштування схеми, нами було взято плату Ардуїно UNO, Заснована на базі мікроконтролера ATmega238. При цьому підходять і будь-які інші моделі, оскільки ми не використовуємо багато пінів плати, а скетч не вимагає високої продуктивності.
На відео нижче наочно показується саморобний бавовняний вимикач, який ми зібрали за наданою схемою:
Відео інструкції
Декілька простих ідей дозволяють самостійно виготовити акустичний вимикач світла, надані на відео:
Тепер ви знаєте, як зробити бавовняний вимикач своїми руками. Сподіваємося, надані варіанти складання, найпростіші схеми та відео уроки були для вас корисними та цікавими!
Також читають:
