Каталог мастеров
Найдите лучшего мастера или фирму в своем городе

Акустические датчики для освещения – чудо техники, которое экономит ваши деньги

Один из вариантов акустического реле промышленного изготовления
Один из вариантов акустического реле промышленного изготовления

Стоимость электроэнергии постоянно возрастает, поэтому есть необходимость ее экономить. Один из способов — автоматизировать управление освещением. Один из вариантов — установить акустические датчики для освещения.

Расскажем о них подробнее, опишем способы применения, принцип работы. Также рассмотрим несколько схем этих устройств для самостоятельной сборки.

Как работают акустические датчики управления освещением

Основная цель акустического реле — экономия электроэнергии
Основная цель акустического реле — экономия электроэнергии

Держать включенным освещение нужно только в том случае, если в помещении или на площадке, где оно смонтировано, присутствуют люди. Исключение составляют только дежурные светильники, предназначенные для того, чтобы можно было заметить несанкционированное проникновение на территорию.

Дома оно не применяется. Для того чтобы зафиксировать появление людей, и чтобы лампы работали только в их присутствии, и предназначены датчики акустические для освещения.

Условно датчики можно разделить на два типа:

  1. срабатывающие на любой шум, это подавляющие большинство акустических реле промышленного изготовления;
  2. реагирующие на звуковые команды, таких реле меньше и чаще они самодельные.

Рассмотрим каждый тип по отдельности.

Реагирующие на шум

Чаще всего для освещения акустический датчик монтируют на лестничных площадках и коридорах. В доме их устанавливать бесполезно, кроме комбинации с   реле задержки отключения  в санузлах и ванных (этот вариант мы рассмотрим тоже).

Если человек передвигается,  то он обязательно издает звуки, пусть даже и негромкие, конечно, если нет задачи пройти бесшумно. Это стук открывающейся или закрывающейся двери, шум шагов разговоры (и даже сработавшего замка). Их и фиксирует датчик.

Совместная работа с освещением его основана на следующем принципе. Например, датчик шумовой для освещения смонтирован на лестничной площадке (о том, где их лучше устанавливать, а где нежелательно расскажем ниже), возможны два варианта.

Первый вариант

  1. Человек вошел в двери.
  2. Акустический датчик услышал шум и дал приказ на включение освещения.
  3. Пока мы идем (если только стараемся не скрывать свои шаги как ниндзя), он слышит шум и оставляете свет включенным.
  4. Последний звук — закрытая дверь, освещение отключено.

Второй вариант

  1. Реле слышит звук (шаги, замок, скрип двери, разговор), подается команда на реле задержки времени и одновременно включается освещение.
  2. После того как прошло заложенное в реле задержки время (одно должно быть достаточным для того, чтобы пройти коридор или лестничную площадку) освещение выключается.

Функция задержки может быть встроена как в само акустическое реле (большинство моделей), так и выполнятся с помощью дополнительных узлов.

Надо отметить, что и в первый вариант работы реле может включаться реле задержки, но только не выключения, а включения. Это делается для того чтобы защититься от ложных срабатываний. То есть освещение не включается от кратковременного шума (например, удара грома на улице или сигнала автомашины), необходимо чтобы звук продолжался в течение некоторого времени.

Реле, реагирующее на шум, имеет как достоинства, так и недостатки.

Достоинства

  1. Реле, как правило, несложное, а значит цена на него небольшая.
  2. В отличие от датчиков движения оно не срабатывает при передвижении домашних животных и грызунов и на электромагнитные наводки.

Минусы

  • Чтобы избежать включения в светлое время суток освещение его нужно включать либо вручную, либо с помощью таймера. Возможен вариант установки датчика освещенности на улице.

Совет. Лучше совместно с акустическим реле монтировать не простой таймер, который включает и выключает его, например, в шесть вечера  и восемь утра, а астрономическое реле. Это устройство при введенных географических координатах учитывает движение солнца. Например, разрешает включать реле звука за полчаса до заката и выключает через четверть часа после рассвета, вне зависимости от времени года.

  • Акустическое реле нельзя установить в жилых комнатах, так как освещение будет выключаться, например, после того, как вы устроитесь с книгой на диване и не будете издавать никаких звуков.
  • Реле плохо работает, точнее, постоянно включается, если большой уровень фонового шума. Например, нельзя его установить в подъезде, который выходит на шумную улицу.

Реле, реагирующее на команды

В простейшем случае это может быть звук гораздо громче, чем те, которые могут быть слышны при обычном присутствии людей в комнате. Например, хлопок в ладоши.

Автор этой статьи собирал подобную конструкцию в детстве, посещая дом пионеров. Такое реле фактически представляет собой обычное реле шума, только порог его срабатывания выше и оно различает минимум две команды.

Например, хлопнули один раз, свет зажегся, два раза погас. Его вполне можно устанавливать в жилых помещениях, правда, все-таки наверно удобнее пользоваться обычным выключателем, чем постоянно хлопать.

В более сложном варианте можно собрать устройство, которое будет различать голосовые команды. То есть реле будет различать речь, так как браузер различает «О’ Кей Гугл». Правда, промышленных вариантов этого реле пока нет в продаже.

Промышленные реле

Рассмотрим несколько моделей акустических реле, которые можно приобрести.

Лестничный автомат ASO-208

Внешний вид акустического реле ASO-208
Внешний вид акустического реле ASO-208

Одно из недорогих реле от белорусских производителей — его можно приобрести  за 300-400 рублей (около 7-8 долларов). Устройство вполне достаточно для стандартной лестничной площадки. Как видно на фото оно, поддерживает лампочки до 150 ват, чего хватает для освещения любой лестничной площадки даже лампами накаливания (хотя если экономить,  то лучше применять светодиодные, энергосберегающие).

Реле монтируется прямо на стенку и имеет встроенный микрофон. Чувствительность микрофона регулируемая.

Например, если устройство установлено далеко от входных дверей, то ее можно увеличить, если же имеется фоновый шум, то уменьшить. Регулировка осуществляется ручкой, которую можно проворачивать отверткой или любым другим подобным инструментом.

При максимальном уровне гарантируется срабатывание даже на звон связки ключей.

В реле встроена задержка выключения на 1 минуту, после того как был распознан последний звук. Задержку, к сожалению, изменить нельзя.

Подключение просто:

  1. К клеммам L и N подводим питание после выключателя или реле, которое исключит работу устройства в светлое время. Желательно чтобы на контакте L была фаза, а на N ноль. Хотя если перепутать реле все равно будет работать.
  2. На оставшиеся две клеммы подключаем светильники.

Реле ЭВ-01

Внешний вид акустического реле ЭВ-01 Л
Внешний вид акустического реле ЭВ-01 Л

Это датчик шума для освещения уже российского производства (ООО «Реле и автоматика»), цена его тоже порядка 300-400 рублей. От предыдущего устройства отличается меньшей мощностью подключаемой нагрузки, всего лишь 60 Вт. Однако и этого хватит для большинства лестничных подъездов и площадок.

Как и в предыдущем случае, оно монтируется прямо на стену и имеет встроенный микрофон. Его чувствительность, к сожалению не регулируется. Производитель гарантирует срабатывание на любой звук в радиусе 5 метров. Присутствует также задержка выключения, она правда меньше всего 50 секунд.

Плюсом данного реле является наличие фотоэлемента, который разрешает работу только в темное время суток. Его чувствительность тоже не регулируется, поэтому нужно выбирать место установки устройства так, чтобы не было ложного срабатывания, например, от засветки через окно уличными фонарями.

Подключается устройство точно так же как и предыдущее, правда клеммы скрыты под крышкой корпуса.

Реле с Али Экспресс

Более дешевое устройство можно заказать на всем известной площадке Ali Express. Например, там предлагается акустическое реле Joying Liang (на сайте название: РАДУЯСЬ ЛЯН Звук Свет Управления Задержки Переключатель Поверхностного типа Энергосберегающие Акустическая Светло-активируется Реле, это последствия автоматического перевода) всего за 266 рублей.

Это устройство по своим характеристикам похоже на реле российского производителя.

  1. Управляемая нагрузка — 60 Вт.
  2. Время задержки — 40-50 сек.
  3. Отсутствует возможность регулировки чувствительности микрофона и датчика света.

Подключается реле с помощью клемм выпущенными из корпуса проводами (их можно зажать во внешний клеммник).

Самодельные акустические реле

Теперь перейдем к схемам для сборки своими руками. Приведем несколько вариантов разной сложности.

Простейшая схема на одном транзисторе

Начнем с простейшей схемы из двух блоков собственно акустического реле и триггера для управления нагрузкой.

Акустическое реле

Реле собранно всего лишь на одном транзисторе, вот его схема.

Простейшая  схема акустического реле на одном транзисторе
Простейшая  схема акустического реле на одном транзисторе

Используется старый германиевый  транзистор МП 39, его легко найти в старой технике 60-90 годов выпуска, там же легко найти и остальные элементы, в том числе и диоды Д 2 Б.

Совет. Желательно не брать из старой техники электролитические конденсаторы (те на которых указана полярность, они обычно большой емкости от 0,1 микрофарада и больше). Если все остальные детали не теряют своих свойств со временем, конденсаторы высыхают.

В качестве датчика применен угольный микрофон от старого телефона ТА 68 (аналоги ТАИ 43, ТАН 40). Эти микрофоны используются в простейших телефонах с дисковым номеронабирателем, в которых не встроены усилители.

Достоинство угольного микрофона — огромная чувствительность, недостаток — узкий частотный диапазон пропускания. Но в нашем случае минус является плюсом, так как уменьшается возможность срабатывания от посторонних шумов, то есть избирательность устройства.

Работает схема следующим образом:

  1. При появлении шума уменьшается сопротивление угольного микрофона, и через конденсатор С1 на базу транзистора поступает переменный ток.
  2. Транзистор с помощью тока поступающего через резистор R2 находится в приоткрытом состоянии, поэтому сразу начинает усиливать этот сигнал.
  3. Через конденсатор С2 с коллектора транзистора это напряжение подается на удвоитель, собранный на двух диодах и конденсаторе С3.
  4. Удвоенное напряжение поступает снова на базу транзистора через резистор R 3.
  5. Транзистор начинает работать уже как усилитель постоянного тока и полностью открывается.
  6. Ток через эмиттер (коллектор) транзистора поступает на обмотку реле Р1.
  7. Контакты реле КР1 замыкаются.
  8. При исчезновении звука переменный ток на базе транзистора исчезает, и он снова переходит в полуоткрытое состояние. Ток через обмотку реле отсутствует и его контакты разомкнуты.

При чрезмерной чувствительности реле можно устроить регулировку, установив переменный или построечный резистор сопротивлением около 100 Ом последовательно с конденсатором С1.

В принципе можно включить последовательно с контактами КР1 обычное мощное реле, рассчитанное на 220 В, которое и будет управлять освещением, но такой подход не очень удобен. При исчезновении шума свет будет гаснуть. Поэтому нужно применить реле с задержкой выключения.

Схему можно собрать как навесом, так и на макетной или печатной плате. Авторский вариант представлен на фото  ниже.

Для питания можно использовать любой блок питания с напряжением 9-12 вольт. В случае соблюдения всех мер безопасности, даже бестрансформаторный.

Авторский вариант реле на печатной плате
Авторский вариант реле на печатной плате

Триггер для управления освещением

Триггер собирается на реле РП 4
Триггер собирается на реле РП 4

Автор схемы предлагает несколько другой подход, для управления освещением — он смонтировал триггер на поляризованном реле РП 4. В данном случае после каждого звука (хлопка в ладоши) происходит переключение двух ламп. Если оставить только одну, то она будет просто включаться выключаться.

Управление освещением в этом случае будет выглядеть следующим образом:

  1. Зашли в помещение хлопнули, свет зажегся.
  2. Выходя, снова хлопнули, свет погас.
Схема триггера на поляризованном реле
Схема триггера на поляризованном реле

В данной схем можно использовать любые мощные диоды,  рассчитанные на ток, проходящий через ламы освещения, и напряжение 220 В, например Д245.

Диод Д245
Диод Д245

Обратите внимание. Конденсатор С1 тоже должен быть рассчитан на напряжение 220 В.

Работает триггер следующим образом:

  1. При появлении шума замыкается контакт КР1 акустического реле.
  2. Напряжение через лампу Л1 и диод D1, контакты второй обмотки реле 7 и 8, ограничивающий ток резистор R1 и контакты КР1 заряжают конденсатор С1.
  3. Зарядный ток конденсатора переключает якорь в левое положение и лампа Л1 зажигается.
  4. Диод D1 блокируется контактами реле.
  5. Диод D2 остается в готовом к работе состоянии.
  6. При повторном появлении звука и замыкании контактов КР, ток уже идет через диод D2  и контакты второй обмотки 6 и 5.
  7. Якорь реле замыкает правый контакт, и система приходит в исходное состояние.

Если нам необходимо чтобы триггер управлял только одной лампой, то вместо второй включаем последовательной конденсатор 0,25 мкФ х 300В и резистор 10-5 кОм мощностью не менее 2 Вт.

Схема на трех транзисторах

Это более сложная схема на трех транзисторах, зато она уже сама работает как триггер, включая освещение по первому звуку и выключая по второму.

Схема акустического реле на трех транзисторах
Схема акустического реле на трех транзисторах

В схеме применены тоже распространенные в радиотехнике транзисторы КТ315 и КТ818 — их можно выпаять или приобрести в любом специализированном магазине. Даже если покупать весь комплект радиодеталей, то он обойдется максимум в 70 рублей, что значительно дешевле готового акустического реле.

При напряжении питания 9 вольт чувствительность устройства порядка 2 метров. Увеличив напряжение (реле может работать в диапазоне 3,5-15 В), можно поднять ее, уменьшив — снизить. Если применить транзисторы КТ368 или их аналоги, то возможно добиться распознавания звуков на дальности более 5 метров.

Вместо отечественных транзисторов можно использовать их аналоги зарубежного производства (во многих случаях под разборку доступнее импортная техника). Например, КТ315 заменить на 2N2712 или 2SC633, КТ818 на 2N6247 или 2SB558. Вообще, схема не критична к используемым деталям.

Микрофон используется электродинамический, его можно взять тоже из сломанного магнитофона или любого другого подобного устройства — тип тоже не критичен.

Электромагнитное реле должно быть рассчитано на напряжение 220 вольт и соответствующий ток. Если через его обмотку протекает значительный ток, то желательно монтировать транзистор КТ818 на радиаторе, чтобы исключить его перегрев и выход из строя.

Практически все необходимые детали для сборки акустического реле (транзисторы импортные)
Практически все необходимые детали для сборки акустического реле (транзисторы импортные)

Работает схема следующим образом:

  1. На транзисторах  КТ315 собран генератор с положительной обратной связью. Номиналы пассивных элементов подобраны так, чтобы он был в состоянии на пороге возбуждения.
  2. Шум, воспринимаемый микрофоном, возбуждает в его обмотке сигнал.
  3. Сигнал через развязывающий конденсатор поступает на базу первого транзистора и запускает генератор.
  4. В режиме генерации на коллекторе второго транзистора КТ315 появляется напряжение, которое открывает ключ на мощном транзисторе КТ818.
  5. Через коллектор и эмиттер третьего транзистора напряжение подается на обмотку реле Rel1. Контакты реле замыкаются, и включается нагрузка (освещение).
  6. Генератор работает до тех пор, пока не произойдет срыв генерации в результате повторного поступления сигнала от микрофона, вызванного шумом возле него (повторным хлопком).
  7. При срыве генерации, напряжение на базе КТ818 снимается, и ключ закрывается.
  8. Обмотка реле оказывается без тока, следовательно, размыкаются контакты, и отключается освещение.
  9. Диод, включенный параллельно обмотке реле, служит для гашения обратного скачка тока.
  10. Светодиод параллельный обычному служит для индикации момента срабатывания реле. От него можно отказаться.

Для питания акустического реле тоже может использоваться небольшой блок питания, готовый (например, зарядное устройство сотового телефона) или самостоятельно собранный. Как мы уже говорили устройство работоспособно в диапазоне 3,5-15 В. Главное, чтобы напряжение соответствовало максимально допустимому для обмотки реле и его хватало для надежного замыкания контактов.

Собрать акустическое реле можно на макетной плате, а можно и изготовить печатную. Вариант автора данной схемы показан на снимке ниже.

Авторский вариант печатной платы, в этом варианте применены резисторы для поверхностного монтажа (SMD) но можно устанавливать и обычные с выводами
Авторский вариант печатной платы, в этом варианте применены резисторы для поверхностного монтажа (SMD) но можно устанавливать и обычные с выводами

Видео,  как работает собранное реле, можно посмотреть:

Почему от одного сигнала генерация устанавливается, а от другого срывается

Маятник физический аналог генератора
Маятник физический аналог генератора

После прочтения описания работы устройства, у многих может возникнуть вопрос — почему один сигнал усилителя запускает генератор, а другой останавливает? Ведь они могут быть полностью идентичные, и второй, кажется, должен поддерживать работу генератора. Поясним на физическом аналоге генератора — маятнике.

  1. Сделайте маятник, подвесьте груз на любой бечевке. Это аналог генератора на пороге возбуждения.
  2. Толкните маятник, он начнет раскачиваться. Ваше воздействие это сигнал запустивший генератор, а колебания груза имитируют колебания тока в процессе генерации.
  3. Попробуйте еще раз толкнуть раскачивающийся груз. Если вы не попадете в такт его колебаниям, то вы неизбежно остановите маятник.

Такие же процессы происходят и в нашем реле. Конечно, возможно, что второй сигнал будет синхронным с колебаниями генератора, но вероятность этого мала. К тому же хлопнуть второй раз  несложно, если реле не отреагировало на первый звук.

Вариант реле с использованием микросхем

Рассмотрим еще один вариант реле, в котором используется микросхема. Он еще интересен и тем, что не требуется отдельного блока питания, он включен в конструкцию самого устройства.

Также схема отличается и тем, что вместо электромагнитного реле используется тиристор. Такой подход позволяет увеличить надежность, у реле есть определенный ресурс (количество срабатываний), а у тиристора такого ограничения нет. К тому же управление нагрузкой с помощью полупроводникового элемента позволяет снизить габариты реле, не уменьшая мощность управляемой нагрузки.

Устройство рассчитано на работу с лампами накаливания мощностью 60-70 Вт и имеет чувствительность до 6 метров. Конструкция несложная в сборке и неплохо защищена от  помех. Принципиальная схема представлена ниже.

Схема акустического реле с использованием микросхемы
Схема акустического реле с использованием микросхемы

Реле тоже не критично к деталям, возможны замены аналогами:

  1. Электретный микрофон можно снять со старого магнитофона.
  2. вместо транзистора КТ940 можно установить КТ630 или даже КТ315 (правда есть вероятность, что он будет сильно греться).
  3. Микросхему К561ТМ2 можно заменить на КР561ТМ2.
  4. Диоды КД226 заменяются на Д112 — Д116 или КД258, обратите внимание, они должны быть рассчитаны на 300 В.
  5. Стабилитрон Д814 заменяется на Д808 или КС175 напряжение стабилизации должно быть в пределах 9-12 В.
  6. Тиристоры могут быть и КУ 201 или КУ 202. Если есть возможность выбора, то подбираем экземпляр с минимальным током управляющего электрода. Можно также установить симистор (об этой модернизации схемы расскажем чуть ниже).

Теперь рассмотрим работу устройства. Чтобы не отвлекаться потом, сразу опишем принцип действия микросхемы. В ее состав входят два триггера (в переводе с английского — защелки) это видно по букве «Т» на условном обозначении элемента. На схеме они обозначены DD1.1 и DD1.2.

Триггер — это цифровое устройство. Его входы воспринимают только два типа сигнала.

  1. Логический ноль — напряжения нет, точнее его потенциал близок к потенциалу минуса питания.
  2. Логическая единица — напряжение есть (для микросхем 561 серии оно близко к потенциалу плюса питания).

Эти же сигналы формируются и на выходах питания. Триггер работает следующим образом:

  1. Сразу после его включения на выходе логический ноль.
  2. На втором выходе, который называется инверсным и обозначен небольшой окружностью на контуре условного обозначения — в месте начала линии, обозначающей его, будет ноль. Это выход, как бы наоборот (слово инверсия это латинское inversio — переворачивание, перестановка), его состояние отличается от прямого всегда, когда на прямом ноль, то на инверсном единица.
  3. Если подать на вход S логическую единицу, то на выходе появится единица, причем триггер останется в таком состоянии, даже если сигнал со входа убрать.
  4. Чтобы снова установить ноль на выходе нужно подать единицу на вход R.
  5. У триггера есть еще два входа. D (информационный) — состояние выхода меняется при каждом новом сигнале (импульсе) на нем. Причем происходит это только в том случае, когда на вход  С (синхронизация) подана логическая единица. В противном случае сигнал на входе R не будет восприниматься.

Теперь подробнее о том, как работает схема:

  1. Сигнал с электретного микрофона поступает на усилитель, собранный на двух транзисторах VT1 и VT2. Один из них наш знакомый нам по предыдущей схеме КТ315, второй КТ361. Это близнец первого, но только с другим типом проводимости. Использование такой пары транзисторов позволяет уменьшить их взаимное влияние друг на друга и улучшить чувствительность устройства.
Отличия маркировки КТ315 от КТ361
Отличия маркировки КТ315 от КТ361

Конденсаторы С1 и С2 служат для развязки микрофона с усилителем и обоих транзисторов между собой. Конденсатор С3 защищает усилитель от наводок по сети питания.

  1. Сигнал от усилителя поступает на вход С первого триггера. Так как на его входе D логическая единица присутствует постоянно (он подключен на плюс), то триггер переключается, и на его прямом выходе появляется напряжение.
  2. На выходе установлена еще цепочка из резистора R6 и конденсатора C4. Конденсатор начинает заряжаться, при  полном заряде на входе R появится напряжение (логическая единица). Триггер сбрасывается (на выходе ноль). Вход  S подключен на массу, и на нем постоянно ноль — он не влияет на работу устройства.
  3. Конденсатор C4 разряжается через диод VD 1 на выход триггера (на нем ноль, т.е. минус питания). В таком состоянии логический элемент DD1.1 останется до того момента пока на его вход С снова не поступит напряжение от усилителя (реле снова среагирует на звук.

Таким образом, на DD1.1 собран одновибратор – устройство, которое на каждый входной импульс, вне зависимости от его формы и длительности, на выходе выдает прямоугольный импульс, с амплитудой равной напряжению логической единицы. Его длительность определяется номиналами конденсатора С4 и резистора R6 в прямой зависимости (осциллограмма сигналов в реле показана ниже). При  данных величинах емкости и сопротивления, длительность импульса 0,5 сек.

Если система срабатывает нечетко, то можно продлить период импульса, увеличив сопротивление R6 (он, кстати, и отмечен на схеме звездочкой — «*», что значит подбираемый)

  1. Импульс с одновибратора поступает на вход С второго триггера (DD1.2). На этот момент на его входе D логическая единица, поданная с инверсного выхода (входы R и S подключены на массу и на них постоянно ноль, на работу микросхемы они не влияют). На выходе триггера появится логическая единица.
  2. Через резистор R7 напряжение с выхода второго триггера поступает на базу транзистора VT3, он открывается.
  3. В точке соединения эмиттера VT3 резистора R8 появляется напряжение — оно поступает на управляющий электрод тиристора, и тот открывается.
  4. Лампа освещения, подключенная к сети через диодный мост VD2 —VD5 и наш тиристор VS1 загорается. Диодный мост нужен, так как  тиристор не работает с переменным напряжением.
  5. После того как прозвучал второй хлопок одновибратор формирует еще один импульс который переключает триггер DD1.2 в исходное состояние. На его выходе ноль.
  6. Транзистор VT3 закрывается, и, следовательно, убирается напряжение на управляющем электроде тиристора — он закрывается тоже.
  7. Лампа гаснет, и реле возвращается в исходное состояние до следующего сигнала.

Чтобы были более понятны процессы, происходящие в реле, можете изучить осциллограмму сигналов формирующихся в его узлах.

Осциллограмма сигналов формирующихся в узлах реле
Осциллограмма сигналов формирующихся в узлах реле

Для питания реле в схеме предусмотрен бестрансформаторный блок питания, он состоит из следующих элементов.

  • Диодный мост VD2—VD5 — преобразует переменное напряжение в сети в постоянное, пульсирующее. Одновременно от него питается и цепочка осветительная лампа—тиристор.
  • Для гашения излишнего напряжения служит резистор R9. Совместно с сопротивлением питания элементов устройства он образует делитель напряжения.

Обратите внимание. Если все остальные резисторы могут быть небольшой мощности 0,125 Вт, то мощность этого не менее 2 Вт, иначе он неизбежно сгорит. Также при возможных модернизациях схемы его номинал придется подбирать заново, чтобы напряжение питания не было более 12 В.

  • Для преобразования пульсирующего напряжения в постоянное служит конденсатора С5. На схеме его емкость 1000 мкФ, но чем больше, тем лучше.
  • Исключает скачки напряжения стабилитрон VD1. Напряжение между его катодом и анодом всегда постоянное.

Собрать схему можно и на макетной плате, но все же лучше изготовить печатную так более надежно. При сборке обратите внимание на нумерацию выводов микросхемы К561ТМ2, ее цоколевка приведена ниже.

Цоколевка микросхемы К561ТМ2
Цоколевка микросхемы К561ТМ2

Разместить устройство можно в любом удобном корпусе — как самостоятельно собранном, так и от других устройств.

Внимание. Все элементы устройства находятся под напряжением 220 В, будьте предельно внимательны при испытании и наладке устройства. Корпус тоже должен обеспечивать защиту от поражения электрическим током. Желательно, чтобы реле подключалось на линии электропроводки с установленным УЗО (устройством защитного отключения).

Теперь приведем несколько вариантов модернизации данной схемы.

Увеличение мощности нагрузки

Реле рассчитано на нагрузку в 60 — 70 Вт, этого вполне достаточно для лестничного освещения. Однако при необходимости ее можно увеличить. Для этого диоды моста VD2 — VD5 и тиристор VS1 нужно установить на радиаторы, которые уменьшат их нагрев.

Правда придется использовать уже диоды Д112 — Д116 они имеют резьбу под гайку для крепления на радиатор.

Диоды, смонтированные на радиаторе, также монтируется и тиристор
Диоды, смонтированные на радиаторе, также монтируется и тиристор

Чем больше площадь радиатора, тем лучше. При установке элементов на радиатор учтите следующие нюансы.

  • Места контакта радиодеталей и радиаторов должны быть тщательно отшлифованы, чтобы обеспечить надежный контакт.
  • Для лучшей теплоотдачи используйте теплопроводную пасту, такую же, как  и для установки процессора в системных блоках компьютера.
  • Радиаторы должны быть электрически изолированы как друг от друга, так и от корпуса устройства.

Работа в режиме реле шума

В исходном варианте реле реагирует на команды, подаваемые с помощью хлопков. Однако можно переделать ее так, что она будет реагировать на шум, как промышленные реле, представленные в нашей статье.

То есть при возникновении звука реле включает освещение, при исчезновении отключает через определенный промежуток времени. Для этого даже не придется усложнять устройство, наоборот оно упрощается. В схему вносим изменения — инструкция такова.

  1. К базе транзистора VT3 подключаем не выход второго триггера DD1.2 на выход первого (вывод 13 микросхемы подключаем к резистору R7). Вторая часть микросхемы нам получается не нужна. Таким образом включаться освещение будет от сигнала одновибратора запущенного усилителем звука.
  2. Однако, как мы видели на осциллограмме  сигналов, в реле продолжительность импульса формируемого одновибратором всего 0,5 сек. То есть после того как появился шум, освещение будет зажигаться только на это время. Значит надо его продлить. Как вы помните, длительность импульса напрямую зависит от емкости конденсатора С4 и резистора R6. Значит, увеличиваем емкость конденсатора и сопротивление резистора — подбираем их так, чтобы задержка нас устраивала.

Совет. Можно конечно подбирать емкость и сопротивление методом проб и ошибок, но проще рассчитать. Формула следующая T=CxR.

Пример, выбираем емкость конденсатора 300 мкФ, а время задержки выключения 60 сек. Преобразуем формулу, чтобы высчитать сопротивление резистора: R=T/C, в нашем случае 60/300×10-6=200000 Ом, то есть 200 кОм. Также можно воспользоваться онлайн калькулятором, например по ссылке: http://hostciti.net/calc/physics/condenser.html.

Скриншот онлайн калькулятора времени зарядки конденсатора
Скриншот онлайн калькулятора времени зарядки конденсатора

Можно также вместо обычного резистора R6 установить переменный или построечный, потом в процессе эксплуатации реле будет легко изменять время задержки.

Все, других изменений в схему вносить не нужно.

Работа нагрузки не от выпрямленного тока, а от переменного

Питание нагрузки на нашей схеме происходит постоянным пульсирующим током, так как перед тиристорным ключом установлен диодный мост. Это не совсем правильное решение для устройства предназначенного экономить электроэнергию. Все дело в том, что от постоянного тока 220 В могут питаться только лампы накаливания. Энергосберегающие лампы рассчитаны на переменный ток.

  • Люминесцентные, в том числе и давно знакомые лампы «дневного света» используют переменный ток для устройства запуска.
  • В светодиодных лампах установлена схема  понижающая напряжение (для светодиодов нужно 3 — 5 В), она тоже работоспособна только при питании от сети переменного тока.

Поэтому, естественно, лучше перейти на подачу для нагрузки переменного тока. Сделать это можно тремя способами.

  • Установить реле вместо тиристора, при этом теряются все выгоды, которые приносит управление с помощью полупроводникового устройства.
  • Установить вместо тиристора симистор, этот элемент аналогично работает, но пропускает ток в обе стороны. Это наилучший вариант.
По внешнему виду симистор не отличается от тиристора, но работает с переменным током
По внешнему виду симистор не отличается от тиристора, но работает с переменным током
  • Как вариант, вместо симистора можно установить два параллельно-встречно (катод одного соединяется с анодом другого) включенных тиристора. Управляющие электроды соединяют вместе. Этот вариант можно использовать, если возникают проблемы с приобретением симистора. Второй тиристор, тот же самый.
Аналог симистора на двух тиристорах
Аналог симистора на двух тиристорах

Устанавливается симистор с нагрузкой до диодного моста. При этом последний будет использоваться только для питания электронных компонентов устройства, поэтому можно использовать менее мощные диоды, например Д102 или вообще использовать готовый мост, например КЦ405. Симистор можно выбрать, например КУ208Г или ТС112.

Вот и все, что мы хотели рассказать про датчик звука для освещения. Надеемся, наша статья помогла вам понять принципы работы этого устройства, и рассказала о возможностях его применения. Отлично если вы смогли самостоятельно реализовать одну из предложенных схем или хотя бы приобрели промышленное реле для управления освещением. Пусть ваше жилище будет удобным и экономным.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!
Комментировать
Подпишитесь на рассылку

Наша рассылка выходит 2 раза в месяц. В ней нет никакой рекламы, только полезная информация о том-то и том.

Еще какая-то может информация про описание расссылки и того, что ждет подписавшихся