Акустическое реле: Акустическое реле своими руками

Опубликовано в Разное
/
21 Май 2020

Акустическое реле своими руками

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Автоматика всё сильнее и сильнее проникает в нашу жизнь с каждым годом. И многим людям сейчас уже недостаточно просто взять и щёлкнуть привычным кнопочным выключателем, чтобы включить или выключить свет. Большую популярность набирают голосовые помощники, которые, слушая голосовые команды, могут выполнить то или иное заранее заданное действие. Недаром говорят, лень — двигатель прогресса, поэтому в этой статье рассмотрим сборку простого акустического выключателя, который при громком хлопке или щелчке может включить или выключить какую угодно электронную нагрузку, чаще всего это осветительные приборы. Конечно, такая схема не сможет распознавать отдельные слова и фразы, ведь она регистрирует любое превышение громкости вокруг микрофона, чем бы оно не было вызвано, но зато её работу действительно можно назвать стабильной и предсказуемой. Схема акустического реле представлена ниже.

Рассмотрим её по порядку, слева на право. В крайней левой части показы три контакта, они служат для подключения питания. Напряжение питания схемы составляет 5В, но также схема содержит стабилизатор 78L05, который позволяется получить 5В для питания схемы из более высокого напряжения. Таким образом, схему можно запитать и от источника на 5В (например, USB-выхода), и от источника с более высоким напряжением, в пределах 7-30В. На плате под каждый из вариантов предусмотрен свой пятачок. Далее на схеме можно увидеть электретный микрофон, обозначенный как MIC1. Здесь можно использовать практически любой электректный микрофон с двумя контактами, обратите внимание, что динамические микрофоны также содержат два контакта, но для этой схемы они не подойдут. Один из выводов микрофона является плюсовым, а второй минусовым, определить их достаточно просто — нужно прозвонить, какой из контактов соединяется с металлической оболочкой микрофона, тот и будет являться минусом. Найти электретный микрофон можно практически в любом сотовом телефоне, диктофоне, либо наушниках, если они могут использовать как гарнитура. Микрофон улавливает звуковые колебания воздуха, преобразует их в электрический сигнал, который через конденсатор С5 поступает на базу транзистора VT1. Транзистор нужен для усиления уровня сигнала, ведь сигнал непосредственно с микрофона очень мал по амплитуде. Здесь можно использовать, например, S9013, BC547, КТ315, КТ3102. В коллекторе транзистора установлен подстроечный резистор R4, он нужен для настройки уровня порога срабатывания. Затем усиленный сигнал поступает на микросхему таймер NE555, она, в свою очередь, формирует на выходе прямоугольный импульс каждый раз, когда уровень сигнала с микрофона превышает пороговый. Наглядно работу этой системы можно увидеть на рисунке ниже.



Напряжение смещения формируется благодаря резисторам R5 R6, они имеют одинаковый номинал, поэтому это напряжение равно половине питающего. Напряжение 1,66В — это треть от питающего, при достижении именно этого напряжения на 2 выводе среагирует таймер. Выходной прямоугольный импульс снимается с 3 вывода NE555 и идёт прямиком на вход триггера U3.1, в качестве него используется микросхема CD4013, описание её выводов показано рядом со схемой. Роль триггера заключается в удержании на выходе (1 вывод) состояния «включено» либо «выключено». Наглядно его работу можно представить так — на вход подали единичный импульс, выход переключился в состояние «включено», подали импульс ещё раз, выход переключился в состояние «выключено», и так далее по кругу. К выходу триггера подключен транзистор VT2, который коммутирует обмотку реле. Здесь нужно использовать транзистор с током как минимум 0,5А, идеально подойдёт S9013. Не стоит забывать про диод VD2, он служит для гашения импульсов самоиндукции обмотки реле, без него транзистору VT2 долго не прожить. Также на схеме показан пример подключения нагрузки — в этом примере в качестве самой нагрузки служит лампочка, а гальванический элемент на ней — сеть 220В. Силовые контакты реле замыкают и размыкают эту цепь, включая и выключая лампочку.



Обратите внимание на посадочное место реле на плате — разновидностей реле существует много, поэтому, если у вашего реле другое расположение выводов, плату перед изготовлением нужно будет подкорректировать. В схеме нужно использовать реле с обмоткой на 5В, максимальная коммутируемая мощность будет зависеть от максимального допустимого тока реле. Плата выполняется методом ЛУТ, процесс не представляет ничего сложного: переносим рисунок, травим, сверлим, залуживаем. Если предполагается использование мощной нагрузки (более 500Вт), то силовые дорожки нужно залудить толстым слоем припоя, либо проложить на них медные жилы, чтобы минимизировать падение напряжения. При установке деталей сперва запаиваются мелкие детали, массивной реле в последнюю очередь. Микрофон можно как установить на плату, так и вывести на проводах, но при этом они обязательно должны быть экранированные и не слишком большой длины. Вид собранной платы показан ниже.



А на этих фотографиях можно увидеть, как происходит переключение. На первом фото контакты реле замкнуты, схема потребляет примерно 60 мА, этот ток обусловлен тем, что обмотка реле находится под напряжением. Затем следует хлопок в ладоши, и мы видим второе фото — на нём контакты реле уже разомкнуты, как показывает мультиметр. Ток потребления в этом режиме составляет менее 10 мА. Удачной сборки!

plata.rar [15.9 Kb] (скачиваний: 41)
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ





   На рисунке изображена схема изготовленного мной акустического реле. Данная схема ранее нигде не печаталась. Особенностью конструкции является использование угольного микрофона. Такие микрофоны используются в телефонных аппаратах, в которых отсутствуют усилители не передаче и приеме (ТА-68, ТАН-70, ТАИ-43 и другие). Амплитуда электрических колебаний микрофона достаточна для связи на десятки километров без использования усилителей. Кроме того, он обладает невероятной чувствительностью. Недостатком является узкая полоса пропускания звукового частотного спектра. Но в нашем случае это является плюсом, так как отсекаются лишние звуки и помехи.  


   Работа схемы. При хлопке в ладоши или щелчке угольный порошок в микрофоне перемещается и меняет свое сопротивление. При этом в точке соединения ограничительного резистора R1 и микрофона появляется переменная составляющая, которая через разделительный конденсатор С 1 поступает на базу транзистора Т 1. Транзистор Т1 является одновременно усилителем переменного и постоянного напряжения. С помощью резистора R2 транзистор Т1 находится в приоткрытом состоянии. Переменная составляющая поступившая на базу, усиливается транзистором и, с коллектора через конденсатор С2, поступает на выпрямитель-удвоитель, собранный на элементах DD1, DD2, C3. Удвоенное постоянное напряжение накапливается на конденсаторе С3, который разряжается по цепи: минус конденсатора, резистор R1, база-эмиттер Т1, плюс конденсатора. Транзистор при этом лавинообразно открывается, срабатывает реле Р1, его контакты замыкаются на время действия звукового сигнала. При настройке работы схемы, иногда оказывается, что её чувствительность слишком велика, срабатывает от проходящих по улице автомашин или от взмаха руки вблизи микрофона. Всё зависит от типа используемого реле. Загрубить схему можно включив последовательно конденсатору С1 переменный резистор. Для того, чтобы переключать нагрузку (лампочки) с помощью хлопков, необходимо дополнить схему триггером. Схема такого триггера на поляризованном реле показана на рисунке 2 — ранее так-же нигде не печаталась. 


   При подаче звукового сигнала (хлопка, щелчка) временно замыкаются контакты реле КР1. Переменное напряжение 220 В через лампочку Л1 диод D1 положительным полупериодом прикладывается к концу второй обмотки реле РП-4 вывод 8, начало обмотки вывод 7, ограничитель тока резистор R1, конденсатор С1, замкнутые контакты реле КР1, вывод 220В. Зарядный ток конденсатора С1 переключает якорь реле в левое по схеме положение, лампочка Л1 загорается, а лампочка Л2 гаснет, диод D1 блокируется контактами реле, а диод D2 разблокирован и готов к работе. При поступлении следующего звукового сигнала, контакты реле Р1 КР1 замыкаются. Напряжение 220 В через лампочку Л2 и диод D2 прикладывается плюсом к началу первой обмотки контакт 5, с выхода обмотки контакт 6 поступает на резистор R1 и перезаряжает конденсатор С1. Поляризованное реле переключает якорь к правому по схеме контакту. Диод D2 блокируется, а диод D1 готов к работе в следующем цикле. Лампочка Л1 гаснет, а лампочка Л2 загорается. Таким образом при поступлении звуковых сигналов происходи поочерёдное переключение нагрузки. Для того, чтобы триггер выполнял функцию включения и выключения только одной лампочки, нужно исключить из схемы одну из лампочек, а вместо неё включить последовательную цепочку из конденсатора 0.33мкф х 300 В и резистора 5–10 кОм, 2 Вт. При настройке работы триггера необходимо отрегулировать якорь поляризованного реле так, чтобы он хорошо переключался и надёжно фиксировался в правом или левом положении.


   Правильно определить начало и конец обмоток реле или поменять полярность включения одного из диодов. Конечно данная конструкция акустического реле на угольном микрофоне больше подходит для начинающих, поэтому в следующей статье будет описано акустическое реле на одной микросхеме, а в качестве датчика использован пьезоэлемент. Автор: Валерий Иванов.

   Форум для начинающих

   Обсудить статью ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ





СХЕМА АКУСТИЧЕСКОГО РЕЛЕ

   В продолжение предыдущей статьи о простых акустических устройствах, представляю описание собранного мной устройства, схема которого изображена на рис. 1. Устройство реагирует на звук (хлопок, стук) и может включать и выключать различные электрические приборы. Особенностью данной схема является то, что функцию микрофона выполняет пьезоэлемент от вызывного устройства телефона. Спектр воспринимаемого звукового диапазона этого элемента сдвинут в сторону высоких частот, за счет этого отсекаются низкие звуковые частоты и хорошо воспринимаются высокие, а это и есть хлопки и щелчки. Обязательным элементом акустического реле является триггер, который обеспечивает переключение исполнительного устройства. В данном случае он выполнен на микросхеме и представляет собой очень простое решение. 


   Схема состоит из датчика звука ZQ1, усилителя звуковой частоты на транзисторе Т1, переключающего триггера на микросхеме DD1, усилителя сигнала триггера на транзисторе Т2 и исполнительного реле Р1. Звуковой сигнал поступает на пьезоэлемент ZQ1, от воздействия звука он вырабатывает электрический импульс, который усиливается усилителем на транзисторе Т1. Резистор R1 обеспечивает режим работы усилителя, резистор R2 является его нагрузкой. Усиленный звуковой сигнал с коллектора Т1 через разделительный конденсатор С1 на вход S элемента DD1.1 микросхемы DD1. Переменный резистор R3 обеспечивает регулировку уровня входного сигнала триггера. Инвертированный импульс с элемента DD1.1 поступает на вход С элемента DD1.2. При появлении на прямом выходе элемента DD1.2 отрицательного напряжения, что соответствует логическому «0», оно поступает через резистор R5 на базу транзистора Т2. 


   Транзистор Т2 открывается, срабатывает реле Р1 и своими контактами включает нагрузку. При поступлении следующего звукового сигнала, триггер переходит в другое устойчивое состояние. На выходе элемента DD1.2 появляется положительное напряжение, т.е. логическая «1» , при этом транзистор Т2 закрывается, реле Р1 обесточивается, контакты реле размыкаются и отключают нагрузку. В качестве ZQ1 можно использовать ЗП-22. Микросхема DD1 – К561ТМ2. Реле можно использовать РЭС6 или РЭС9 на напряжение 9 – 12 вольт. Диоды D1 – D3 типа КД522. Транзистор Т1 – КТ315 с любым буквенным обозначением. Транзистор Т2 – КТ605 или КТ601. Автор:
Валерий Иванов, E-mail: [email protected]

   Форум для начинающих

   Обсудить статью СХЕМА АКУСТИЧЕСКОГО РЕЛЕ


Акустическое реле на симисторе | AUDIO-CXEM.RU