30.03.21

[Домашняя]

Совсем не обязательно чтобы в подъезде многоквартирного дома свет горел постоянно. Поэтому во многих домах устанавливают выключатели с таймерами, - нажимаешь кнопку, и свет горит минуты две. Вроде бы достаточно чтобы добраться до квартиры. А если нет? К тому же не очень приятно и совсем не безопасно шарить в темноте по стене в поисках этой кнопки. Куда лучше если вместо кнопки будет микрофон, который будет включать свет при возникновении звука достаточной громкости. Такой выключатель уже сразу включит свет при открывании двери. Вряд ли можно найти бесшумно открывающуюся дверь подъезда. Даже если петли смазаны и резиновые уплотнители имеются, то все равно будет перепад давления, звук сигнала домофона и др. В конце концов, можно что-то сказать или громко топнуть. Схема выключателя показана на рисунке.

Она состоит из акустического сенсора на электретном микрофоне М1 и операционном усилителе - компараторе А1, одновибратора на триггере D1, выходного ключа на тиристоре, осветительной лампы и источника питания. Схема работает следующим образом. При подаче питания (при подключении к электросети) конденсатор С4 заряжается через R7. Этот зарядный ток формирует положительный импульс, который через диод VD4 передается входу «R» D-триггера D1, и устанавливает этот триггер в нулевое положение (логический ноль на выводе 13). Транзисторно-тиристорный ключ VT1-VS1 закрывается и напряжение на лампу Н1 не поступает. Операционный усилитель А1 работает в режиме компаратора (без ООС). На его оба входа в состоянии покоя поступает напряжение с R3. Благодаря разнице в сопротив­лениях R5 и R4 напряжение на инверсном входе А1 в состоянии покоя получается немного выше напряжения на прямом входе. В результате на выходе А1 будет крайнее отрицательное положение, то есть, логический ноль. При достаточно громком звуке на выходе микрофона появляется переменное напряжение. Это напряжение складывается с постоянным, установленным резисторами R3, R4, R5. Но, благодаря конденсатору С2, на инверсном входе А1 переменное напряжение сглаживается, и общий пиковый уровень на прямом входе получается больше уровня на инверсном входе. Это приводит к переключению компаратора в противоположное крайнее состояние. В результате при звуке достаточной громкости на выходе А1 возникают логические импульсы хаотической последовательности. Первый же из этих импульсов, поступив на вход «С» D1 запишет в триггер уровень, который есть на его входе «D» (то есть, логическую единицу). На выводе 13 D1 появится логическая единица, которая поступит через R10 на базу транзистора VT1. Открываясь, он откроет тиристор VS1 и лампа Н1 будет включена. В то же время начинается зарядка конденсатора С5 через резистор R9. Занимает это примерно две минуты (точно время можно установить, подобрав сопротивление R9, а так же имеет значение не только емкость С5, но и его ток утечки). Как только напряжение на конденсаторе С5 достигнет величины логической единицы, это напряжение через диод VD4 поступит на вход «R» триггера D1 и возвратит его в нулевое положение. На выводе 13 D1 будет ноль, схема VT1-VS1 закроется и лампа Н1 выключится. После выключения произойдет ускоренный разряд конденсатора С5 через диод VD5 и резистор R8. Если больше звуков достаточно большой громкости нет, то лампа так и остается в выключенном состоянии. Если звуки продолжаются, - лампа коротко мигнет и останется гореть еще на один срок. Таким образом, если вы стоите в подъезде и разговариваете, освещение будет поддерживаться включенным. Сетевое напряжение на схему поступает через выпрямительный мост VD6-VD9. Источником питания датчика и триггера служит параметрический стабилизатор VD10- R11, поддерживающий напряжение 12V. Монтаж выполнен на «решете» (покупной макетной плате с металлизированными дырками через каждые 2,5 мм), используя для соединений перемычки из остатков, обрезанных при монтаже выводов резисторов и конденсаторов, и обмоточного провода диаметром 0,34 мм (с изоляцией «лакофлюс»). Возможны и другие способы монтажа. В схеме применены постоянные резисторы ОМЛТ, С2-33, подстроечный - СПЗ-19а, электролитические конденсаторы - импортные аналоги К50-35. Причем С5 с минимальным током утечки. Неполярные конденсаторы типа К10-17, КМ или импортные аналоги. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V. Диоды КД522 можно заменить на КД521, 1N4148. Диоды 1N4007 можно заменить на 1N4004, КД209. При выборе диодов VD6-VD9 нужно учитывать мощность осветительной лампы. При использовании диодов 1N4007 мощность лампы не должна превышать 150W. Транзистор КТ940А широко применялся в блоках цветности советских телеви­зоров, потому вполне доступен. Но можно заменить на КТ604 или другой высоковольтный. Выходную схему на транзисторе и тиристоре можно заменить одним ключевым полевым высоковольтным транзистором типа IRF840. Это даже предпочтительнее, так как лампа будет гореть стабильнее, особенно если используется маломощная энергоэкономичная лампа, которую питать через тиристор вообще не рекомендуется. Если устанавливаете полевой транзистор IRF840, то его затвор подключаете вместо базы VT1 (к выходу D1 через R10), его исток вместо катода VS1, а его сток - к лампе. Кроме того желательно между истоком и затвором полевого транзистора включить диод типа КД522, - анодом к истоку, катодом к затвору. В некоторых схемах затвор IRF840 подключают непосредственно к выходу логической микросхемы, но здесь это не желательно, так как зарядный ток емкости затвора может привести к сбою в работе триггера (перекинуть его в произвольное состояние). Тип примененного электретного микрофона не известен, - на корпусе написано «1008» и отмечен плюсовой вывод. Могу предположить, что подойдет любой электретный микрофон со встроенным усилителем и двумя выводами. Стабилитрон Д814Д можно заменить любым стабилитроном на напряжение 10-15V. Вместо ОУ КР140УД1208 можно попробовать и другие операционные усилители, но каков будет результат мне не известно. Чувствительность акустического датчика в процессе налаживания можно регулировать двумя способами. Плавно - подстроечным резистором R1, который регулирует ток через встроенный усилитель микрофона. И подбором сопротивления R5, которым устанавливается сдвиг между потенциалами входов А1. R5 нуждается в подборе и если компаратор А1 зависнет в состоянии единицы на выходе (тогда R5 нужно уменьшить). Величина времени включенного состояния лампы зависит от параметров RC-цепи С5- R9. Причем, при значительном токе утечки время может многократно вырасти, либо вообще стать бесконечным, то есть, С5 не сможет зарядиться через R9 если его сопротивление утечки будет меньше R9. равно ему, или не на много его больше. Поэтому в качестве С5 нужно использовать хороший конденсатор. Еще время может зависеть от разброса емкости С5, следует заметить, что у некоторых электролитических конденсаторов со временем емкость может снижаться до 50% и даже менее. Соответственно будет уменьшаться и временной интервал. Так что, время, скорее всего, придется устанавливать экспериментально, подбором сопротивления R9, и его величина в результате может существенно отличаться от указанной на схеме.

Радиоконструктор № 7 2010г стр. 30