Схемы акустических реле для включения освещения

Самый лучший акустический выключатель.

Автор: Владислав Мясин
Опубликовано 20.08.2010

Многим из вас приходилось подолгу нащупывать в темноте выключатель настольной лампы, натыкаясь на разные предметы. Этот процесс обычно сопровождается грохотом и нецензурными выражениями. Но теперь этому пришёл конец! Предлагаемый акустический выключатель выгодно отличается от всех подобных: не требует внешнего источника питания, собирается из распространённых деталей (в частности в нём нет реле), имеет неплохую чувствительность и защиту от сетевых помех, а главное — простоту конструкции и настройки.
Хлопок в ладоши — устройство включит свет, ещё хлопок — выключит. Время нахождения в каждом из состояний неограниченно.

Принцип действия
Звуковой сигнал от электретного микрофона поступает на двойной усилительный каскад на транзисторах VT1 и VT2. Применение транзисторов разной проводимости позволило избежать паразитных связей. Конденсатор С3 защищает схему от сетевых помех. Резистор R5 шунтирует вывод 11 микросхемы и одновременно является нагрузкой транзистора VT2. Сигнал на выходе усилителя имеет синусоидальную форму, но для управления триггером сигнал должен быть импульсным. Преобразование сигнала осуществляется одновибратором, выполненным на блоке DD1.1 микросхемы К561ТМ2. Длительность импульса при указанных номиналах R6 C4 составляет 0,5с.

Сердцем устройства является триггер, выполненный на элементе DD1.2 той же микросхемы. Триггер — устройство, имеющее два устойчивых состояния и переключаемое из одного состояния равновесия в другое при каждом воздействии внешнего управляющего сигнала. Когда на выходе триггера (вывод 1 микросхемы) присутствует низкий уровень напряжения, транзистор VT3 закрыт и нагрузка обесточена. При высоком логическом уровне на выходе DD1 транзистор VT3 и тиристор (соответственно) находятся в открытом состоянии и на нагрузку (EL1) поступает напряжение питания. Использование устройства возможно только с лампой накаливания, т.к. на нагрузку подаётся выпрямленное четверкой диодов напряжение, включенных по мостовой схеме.
Источник питания выполнен по бестрансформаторной схеме. Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD2-VD4, проходит через ограничительный резистор R9 и фильтруется стабилитроном VD1 и конденсатором C5. При слишком высоком сопротивлении R9 тока может не хватить для отпирания тиристора, при слишком низком — сгореть стабилитрон. Оптимальное значение R9 составляет 28 кОм. Чувствительность устройства на хлопок составляет 4-6 метров.
Детали
Лампа накаливания ELI рассчитана на напряжение 220-235 В и мощность 7-60 Вт. Электретный микрофон любой. Все постоянные резисторы типа МЛТ, мощность резистора R9 2Вт. Все конденсаторы на напряжение не менее 16В. Стабилитрон VD1 заменяют КС 175А, Д808, Д814А или на аналогичный с напряжением стабилизации 9-12 В. Выпрямительные диоды VD2-VD4 заменяют диодами КД226В, КД258Б, Д112-16 и аналогичные, учитывая, что их обратное напряжение не должно быть менее 300 В. Вместо дискретных диодов можно применить готовый выпрямительный мост типа КЦ402А, КЦ405А, КЦ407А. Вместо транзистора VT3 можно применить КТ940А-КТ940Г, КТ630А-КТ630В и даже КТ315Б. Транзистор VT1 структуры n-p-n,VT2 структуры p-n-p. Тиристор VS1 должен быть с минимальным током управляющего электрода. Кроме указанного на схеме, это может быть Т112-16-х или другой, с худшими характеристиками, например, типа КУ201 К-КУ201М, КУ202К-КУ202Н.
Монтаж
Устройство собирают на монтажной плате и закрепляют в корпусе из диэлектрического материала. Соблюдайте цоколёвку микросхемы!

При монтаже элементов стремятся к тому, чтобы их выводы имели минимальную длину (для уменьшения влияния помех). Силовую часть монтируют так, чтобы корпуса тиристора и выпрямительных диодов (в случае применения дискретных диодов) не имели контакта с другими элементами (не санкционированного по электрической схеме). Не размещайте резистор R9 вблизи других компонентов во избежание их перегрева. Не устанавливайте выключатель на столе, т.к. тряска во время работы может привести к ложному срабатыванию.
Налаживание
Ахтунг! Не касайтесь силовой части включенного в сеть устройства! Не забывайте о предохранителе!
В налаживании устройство не нуждается и при исправных элементах начинает работать сразу после включения. Чувствительность узла можно подкорректировать изменением помехозащитного конденсатора С3, его ёмкость лежит в пределах 0,1-1мкФ. Чем выше ёмкость С3, тем ниже чувствительность.

Источник

Акустический выключатель лампы своими руками

Если у Вас возникла необходимость в включении хлопком в ладоши какого-либо устройства или просто освещения, то можно рассмотреть для изготовления простые схемы, приведённые ниже, в этой статье.

Схема может использоваться для управления освещением, настольной лампой, прибором, устройством или кокой-либо игрушки.

В темноте по щелчку включается свет, при дневном освещении выключается. Микрофон чувствительный, поэтому схема срабатывает даже на голос.

Принципиальная схема акустического выключателя

Краткое описание работы схемы

Схема простая, состоит из нескольких деталей. Транзистор Q1 всегда открыт через резистор R2. При попадании звука в зоне микрофона, эл.колебания закрывают транзистор. Далее через цепочку R4,3,6 открывается тиристор Q2 и лампа загорается .

Фоторезистор R5, стоящий между эмиттером и коллектором не даёт срабатывать схеме в дневное время суток. Если этого не требуется фоторезистор можно из схемы исключить.

Необходимые радиодетали

Внешний вид платы

Мы можем использовать эту цепь для различных применений, как автоматический свет для диско или шоу. Вместо лампы можно использовать реле с обмоткой на

220V. В этом случае мы можем получить звуковое реле (переключатель, который может использоваться для управления более мощными лампами или другими устройствами).

ОСТОРОЖНО! Питание схемы осуществляется от опасного напряжения!

На рисунке ниже, ещё один вариант схемы с питанием от 12В постоянного тока. Q1 усиливает аудиосигнал, приходящий от микрофона. Переменный резистор 5к использован для того, чтобы отрегулировать пик сигнала (0,7 вольта), работает как регулятор чувствительности. Некоторый уровень сигнала, приходя от микрофона, после усиления полевым транзистором Q1, вызовет включение SCR и лампы. Вот принципиальная схема схемы:

Проверка тиристора MCR100-6

Для проверки тиристора понадобятся:

• лампочка накаливания на 3-6 Вольт мощностью до 4 Ватт;
• батарейка 3-6В;
• резистор на 50-100 кОм.

Описание проверки тиристора или симистора

Данным способом можно проверять любые тиристоры и симисторы. При подключении батареи к последовательному соединению исправного тиристора и лампы — лампа не должна гореть.

Если соединить плюс батареи через резистор R1 50-100кОм с управляющим электродом, то тиристор открывается и остается включенным, пока выключатель S2 замкнут. Лампа горит.

Выключить тиристор (отключить лампу) можно кратковременным замыканием его анода и катода включателем S3.

Если лампа загорается сразу после включения батареи, то тиристор — пробит (коротко замкнут КЗ).

Источник

Датчики звука для автоматического включения света

Датчик звука используется не только для сигнализаций, устройств обнаружения, но и как база умной подсветки. Акустический автоматический включатель может быть в составе осветительного прибора, но чаще продается отдельно. Контроллер можно смонтировать на любую линию с лампочкой, на другие электрические устройства, добавив к ним функцию дистанционного включения от звука. Современные шумовые сенсоры могут различать определенный спектр звуковых команд (1 или 2 хлопка и так далее) с разным реагированием на них.

Акустические автовключатели и реле, что это

Детекторы, реагирующие на звуковые сигналы, с реле, смыкающим/размыкающим цепи питания, известны давно как части систем безопасности, сигнализаций. Со временем они стали популярными для осветительных систем, ламп любой разновидности, для квартир, подъездов, на улицах, во дворах. Ограничений по применению нет. Звуковой контроллер для света купить можно почти в каждом магазине электротехники.

Датчик звука для освещения — это небольшая коробочка с электронными элементами, микросхемой внутри. Обычно это пластиковый прямоугольник с выведенными контактами, клеммами для подключения и с отверстиями для крепления болтиками. А также изделие может выполняться как плафон или иметь любой иной вид по решению производителя. Есть также модульное исполнение: осветительные приборы, лампочки или патроны для них, внутри которых вмонтированы такие обнаружители с расцепителем.

• если сравнивать датчики движения и шума, то основным преимуществом последних является отсутствие ложных срабатываний при передвижении домашних животных и при электромагнитных наводках;
• низкая цена, в среднем 300 руб.;
• возможность монтажа в любых условиях, прибор чрезвычайно компактный;
• дополнительные опции: программируемость на разные команды, регулировка чувствительности, анализ наличия света и его уровня, чтобы не включаться в светлые периоды суток.

Минус, пожалуй, один: ложные срабатывания при фоновом шуме. Проблема решается настройкой чувствительности микрофона, но не у всех изделий есть такая функция.

Детекторы шума для освещения используются для труднодоступных мест, где нет возможности дотянуться к ручному выключателю:

• подъезды;
• коридоры;
• санузлы;
• склады;
• технические помещения;
• уличное освещение;
• лестничные клетки;
• придомовые территории;
• это отличное решение, когда есть маленький ребенок, который боится темноты, так как ему не нужно будет искать выключатель.

Обычно всегда акустические сенсоры используются вместе с ручными выключателями: наличие таких устройств, сколько бы их ни было на линии, никак не влияет на их работу.

Из чего состоит звуковой детектор для осветительных приборов

Элементы звукового обнаружителя, автоматически размыкающего цепь питания, можно условно разделить на 3 группы:

• корпус с креплением;
• внутри небольшая электронная плата, на которой размещены датчик звука (микрофон с усилителем), программируемый контроллер, позволяющий анализировать поступившие сигналы. На схеме есть клеммы, от них отходят провода для подключения;
• реле, размыкающее цепь по команде из электронной части;
• таймер, создающий задержку, для удерживания ламп включенными некоторое время после последнего звука. В этот период акустический датчик не реагирует на шум;
• у экземпляров с дополнительными опциями есть сенсоры освещенности, отслеживающие уровень для работы только в темноте, и у комбинированных — обнаружители движения.

Как работает акустическое реле для включения света

1. Звук улавливает микрофон.
2. Сигнал приходит на контроллер платы, распознающий его.
3. Память содержит эталонные цифровые оболочки разных шумов, происходит сравнивание поступившего сигнала с ними.
4. Из контроллера на реле поступает одна из команд соответствующих пришедшему на нее варианту звука.
5. Реле смыкается, лампочка включается, одновременно активируется таймер задержки.

Особенности работы, опции

Описываемые изделия относятся к акустическим устройствам, в основе которых обнаружение, распознавание чувствительными элементами (микрофоном с мембраной и прочим) звуковых волн разного диапазона. Такой сигнал поступает на контроллер, в памяти которого внесены эталоны, алгоритм действий (вкл./выкл., понижение/повышение интенсивности света и так далее). А далее, последний элемент сравнивает поступивший сигнал с записанным, выбирает команду, посылает ее на исполнительные узлы — реле, таймер.

Принцип работы электронных элементов: фиксация и узнавание диапазонов отклонений от звуковых волн, отличающихся от параметров тишины. Контрольными факторами выступает скорость сигнала (улавливается путем определения частоты и фазности) и его амплитуда.

Когда акустические датчики только появились на рынке, то было много некачественных приборов с низкой чувствительностью, ложными срабатываниями. Но на современном рынке описанных недостатков нет даже у самых простых изделий из-за развития и массового распространения технологий, что дает возможность удешевить производство, сохраняя качество.

Инициирующие звуки для простых шумовых датчиков любые, так как значение имеет лишь их громкость: открытие дверей, голоса, шаги, покашливание, хлопок. Поэтому они больше подвержены ложным активациям от фоновых шумов. Более продвинутые модели могут различать речь, отдельные команды и реагировать на них по-разному, имеют возможность расширенного программирования. Интересное обстоятельство: не только самодельные модели акустических реле программируются через Arduino, подобными программными модулями, часто на заводах при сборке используют аналогичные инструменты.

Виды акустических датчиков, варианты действий

Все акустические узлы управления можно разделить на 2 типа:

• реагирующие на любой шум, это подавляющее большинство моделей. Обычно для стандартных задач не требуется большего;
• различающие звуковые команды. Как правило, это премиум сегмент. Такие экземпляры дороже, реже встречаются.

Шумовые контроллеры, варианты срабатывания, где лучше применить

Шумовые сенсоры звука чаще всего устанавливают на лестничных клетках, в подъездах, коридорах, на прилегающей к дому территории. Использование внутри дома не всегда целесообразное, так как они выключаются через определенные промежутки времени, когда нет шума, что неудобно для быта. Исключение составляют изделие с реле задержки для помещений типа проходных коридоров, кладовых.

Датчик звука в подъезде для включения света или в иных помещениях, на улице фиксирует шум пусть и тихий, но обязательно возникающий при передвижении человека: стук двери, шаги, разговоры, сработавший замок. Дальше возможны два варианта сработки.

1. Человек проходит.
2. Обнаружитель фиксирует шум. Дает команду на вкл. света.
3. Пока есть шаги и шум контроллер оставляет свет включенным, а последний звук (закрывающейся двери) отключает его.

Второй алгоритм (боле распространенный):

1. Изделие улавливает шум, подает команду на вкл., но одновременно сигнал идет на особое реле — с задержкой.
2. Освещение включается и длится определенный промежуток времени, заложенный в память устройства, который выбирается достаточный для возможных действий — прохождение коридора, лестничной площадки. Происходит включение на определенное время, например, на 30 сек, 1 мин. Обнаружитель в течение указанного периода не реагирует на звуковой фон, а после — контакты размыкаются, свет гаснет, контроллер снова активирует режим мониторинга. Это намного удобнее, так как не всегда шум постоянный. Если же задержка прошла и в помещении есть человек, создающий звуки, то обнаружитель снова тут же включится.

Опция задержки может быть встроенной или реализовываться отдельно подсоединяемыми узлами (реже). И в первый описанный нами вариант может добавляться такая функция, но только на включение с целью предотвратить ложные срабатывания. В таком случае активация происходит не от кратковременного шума (случайных шорохов, сигналов автомашин), а от более продолжительного звука.

Преимущества шумовых датчиков автоматического включения и выключения света, как и у всех таких устройств — мы описали их выше, плюс цена ниже среди прочих видов, так как устройство проще.

• в светлое время, когда создается повышенная шумность, детектор желательно перевести на ручное включение или посредством таймера. В последнем случае можно выбрать изделие не с обычным таким узлом, а с астрономическим реле, учитывающим движение солнца по введенным географическим координатам, что позволит включать прибор за полчаса до заката и выключать через несколько минут после рассвета и при этом его не надо регулировать при смене сезонов;
• минусы, связанные с чувствительностью:
  • выключение будет происходить, когда свет затребован в тишине, например, когда пользователь будет читать книгу, лежать на диване, слушать музыку в наушниках;
  • несмотря на возможность регулировки чувствительности, установленный в жилом помещении прибор будет срабатывать постоянно, так как пользователь, конечно же, не будет все время контролировать шумность свою и окружающих. Ненужные активации при значительных фоновых шумах также ограничивают применение в подъездах, выходящих на шумные улицы.

Акустический автовключатель света, реагирующий на команды

Самый простой вариант звукового обнаружителя, различающего команды, — прибор улавливающий звук намного громче, чем при обычной обстановке. Классический пример — хлопок ладонями. Это фактически обычное шумовое реле, описанное выше, только порог инициирующего звука можно настроить, плюс прибор различает минимум 2 команды. Пример: 1 хлопок — свет вкл., 2 — выкл., устройство рекомендовано для жилых помещений.

Более сложные акустические датчики имеют микросхемы, различающие человеческую речь, подобные сложные звуки. Но такие заводские устройства редкость, обычно их собирают небольшие предприятия на заказ, электронщики, в том числе из специальных программируемых комплектов из спецмагазинов электроники.

Хлопковые датчики

Отдельно выделим подвид детекторов, реагирующих на команды, — «хлопковые». Такие простые, но весьма практичные и удобные приборы предназначены именно для управления хлопками в ладоши. Их настройка предельно легкая — перемычками на плате.

Датчики комбинированные, на звук и движение

Есть модели автовключателей освещения комбинированные, реагирующие на звук и движение одновременно, а также обычно можно отключать одну из указанных опций при ее ненужности в конкретных условиях.

Качественные ИК-сенсоры движения умеют различать кто движется — животное или человек, но все же риск ложных активаций у них выше, что должен учесть потребитель при выборе. Одной из их разновидностей являются PIR — приборы пассивного обнаружения, которые воспринимают только излучение от объекта.

Оптико-акустические разновидности

Опция самостоятельной оценки уровня освещенности есть у оптико-акустических моделей, что позволит держать цепь замкнутой в светлую часть суток, несмотря на наличие шума, когда освещение по естественным причинам не требуется. Вполне логично, что такие приборы затребованы в помещениях и местах, доступных солнечному свету, а не, например, в кладовых, санузлах, во внутренних, закрытых коридорах, проходах без окон. Конструкция описываемых моделей включает фотоэлемент чувствительный к разным уровням света.

Установка, подключение и настройка

Подсоединение реле к цепи осветительных приборов предельно простое:

• подключение последовательное;
• к клеммам L, N подсоединяем проводки линии питания, при этом полярность на входе не имеет значения. Не обязательно, но желательно, чтобы на L стала фаза, на N — ноль, но как уже сказано, это не важно, и если перепутать, реле будет работать полноценно;
• к клеммам выхода подключаем проводки, идущие к лампочке.

Места контактов могут скрываться под крышкой, провода можно зажать внешним клеммником. Датчик фиксируется на болты, шурупы, двусторонний скотч. Хотя это не желательно, но прибор может просто висеть на проводах, при минимальном стабильном положении и надежной фиксации проводков зажимами, так как он легкий. Пользователь должен определить, с каким уровнем шума локацию выбрать соответственно выставленным настройкам, чтобы не было ложных активаций.

Положение должно быть такое, чтобы свет не мешал работе, если есть сенсор, отслеживающий светлую пору суток.

Настройка

Встроенный микрофон обладает высокой чувствительностью и если его не отрегулировать, риск ложных активаций будет значительным. Для настройки стандартный датчик звука с опцией регулировки имеет селекторы (кнопки, колесики). Один — для выставления границ предельного шума, при которых происходит срабатывание. Считается, что оптимальный уровень — 50 дБ (эквивалент хлопка ладонями). Другим устанавливают временный промежуток, через который происходит отключение после фиксации звуковых волн.

Если устройство, например, находится далеко от дверей, то чувствительность повышают, если есть много фоновых шумов — понижают.

Примеры моделей датчиков звука для освещения

Рассмотрим не только обычные звуковые датчики и стандартные типоразмеры, но и специфические, например, ночники, лампочки со встроенной электронной начинкой.

ASO-208

Недорогая модель (300–400 руб.) белорусского производителя. Подойдет для лестничной площадки. На корпусе прописана управляемая мощность для разных ламп. Чувствительность микрофона регулируется отверткой или подобным. При максимальном уровне среагирует даже на звон ключей.

Это шумовой вариант без регулируемого реле задержки, то есть продолжительность до выключения нельзя изменить, она составляет 1 мин. после распознавания последнего звука. Несмотря на данный минус модель — одна из самых качественных для не особо сложных целей, например, для подъездов, общественных коридоров.

Реле (лестничный автомат) ЭВ-01

Контроллер шума российского бренда ООО «Реле и автоматика». Дешевый — 300–400 руб., относительным недостатком является поддерживаемая мощность — до 60 Вт, впрочем, для большинства случаев этого хватит, тем более, если учесть, что теперь чаще используют экономные лампочки с небольшим потреблением энергии.

Прибор с базовыми функциями, реле не регулируемое, встроенная задержка 50 сек., радиус мониторинга 5 м. Чувствительность микрофона не настраиваемая, но для помещений типа подъездов, лестничных клеток, коридоров этого особо и не требуется. Достоинства: есть фотоэлемент, включающий прибор только для темного времени. Но его чувствительность также не регулируется, поэтому надо выбирать места, чтобы не было засветки, например, фонарями на улице.

Joying Liang

На Aliexpress есть много достойных дешевых акустических реле, Joying Liang одно из них. Стоит всего около 270 руб. Управляет нагрузкой до 60 Вт, задержка — 40–50 сек. Регулировка микрофона и датчика света отсутствует.

Лампочки с датчиком звука

Осветительные приборы с вмонтированным акустическим включателем удобные, так как не надо заниматься отдельным монтажом сенсора. Одним из типоразмеров является лампочка с такой электронной начинкой. Изделие ничем не отличается по внешнему виду от обычной экономки LED. Стоимость — 250–300 руб.

Пример стандартной лампочки E27, 9 Вт (эквивалент лампе накаливания 60 Вт), LED со звуковым дистанционным включателем:

• особенность: есть не только сенсор звука, но и освещенности;
• радиус действия обнаружителей — 3–8 м;
• чувствительность — 50 дБ;
• задержка — 30 сек.

Минус: чувствительность датчика и микрофона не регулируемая.

ANBLUB

Изделие от бренда ANBLUB отличается практичностью для определенных условий. Звуковой датчик выполнен внутри цоколя (патрона), то есть надо всего лишь вкрутить его, а затем — лампочку.

• нерегулируемые датчик света (работает только в темноте) и звука;
• реагирует на шум 45–50 дБ (хлопок, громкий кашель);
• задержка 45 сек.;
• цоколь E27/E26 (универсальный);
• для нагрузки 25 W, то есть изделие для экономных LED лампочек.

Lincoiah

Модель с клеммами, спрятанными под крышкой, провода уже есть и выведены для подключения к цепи.

• задержка 45 сек.;
• диапазон частот для реагирования 50–70 дБ;
• управляемая нагрузка — 60 Вт;
• есть спящий режим, когда светло, то есть вмонтирован также обнаружитель уровня освещенности;
• не регулируемый.

Ночник с датчиком шума

Звуковые обнаружители можно вмонтировать в любые приборы с электроцепью. Один из примеров — ночник из Aliexpress.

• с блоком питания на ≤ 36 В, крайне низкое потребление — 0.5 W, 32 mA;
• 10 режимов;
• спящий режим в светлые периоды суток;
• охватывает 150° (широкий угол), дальность 3–6 м.

Комплекты автовключателей света с разными датчиками

Пример комплекта с акустическим реле, сенсором движения:

• переключатель-контроллер (реле задержки);
• звуковой детектор;
• фотосенсор;
• сенсор PIR, он же датчик движения.

Что выбрать

Для проходных помещений, наподобие общих коридоров зданий и лестничных клеток МКД, а также для кладовых и подобных комнат, подойдет самый простой шумовой датчик звука. В большинстве случаев там нет смысла ставить более продвинутые модели. Желательно, чтобы задержка настраивалась.

Внутри жилых помещений комнат в санузлах используют сенсоры, различающие команды и с регулировкой чувствительности микрофона. Последняя опция рекомендована для любых типов таких контроллеров, это же касается и функции активации только при темноте. Например, отличным выбором будет изделие, различающее команды, установленное в прихожей-коридоре квартиры: при входе человека – с одним хлопком свет выключится, два хлопка при закрытии двери — выключится.

При значительном фоновом шуме (подъезд, выходящий на шумную улицу) следует устанавливать датчики звука с регулировкой чувствительности микрофона. Если того требуют особенности среды, например, когда шум нежелательный в определенные периоды, то выбирают комбинированные модели с сенсорами акустическим и движения одновременно, такие приборы практичные, так как одну из опций можно отключать при ненадобности.

Видео по теме

Источник