30.03.21

[Домашняя]

Данный акустический выключатель реагирует на звук, и если этот звук имеет достаточный для его срабатывания уровень, он включает освещение. Лампа горит около одной минуты, а затем гаснет. Такой выключатель может найти самые разнообразные области применения. Например, автоматический выключатель света в темном подъезде. Его максимальная чувствительность достаточна даже для срабатывания от звука шагов по бетонной лестнице. Если на каждом этаже поставить такой выключатель, то человек, поднимающийся по лестнице постоянно будет, находится в "световом пятне". А времени, около минуты, в течение которого горит свет после включения, более чем достаточно для отпирания замка квартиры. Такой выключатель можно установить в длинном коридоре или в кладовке, в таких местах, в которых люди бывают не долго, но часто забывают выключить свет. Если такой выключатель установить в прихожей он будет выполнять и некоторые охранные функции, отреагировав на звук в подъезде, на лестничной клетке, звонок, звук от попытки вскрыть замок, он включит свет, и создаст видимость того, как будто кто-то находится дома и, услышав неладное, включил свет. Можно управлять не только светом, но и каким-то звуковоспроизводящим устройством, которое при малейшем шуме будет воспроизводить запись лая крупной собаки. На страницах сайта многократно описывались подобные акустические автоматы, но одни из них имели склонность к зацикливанию, а другие не имели возможности управлять питанием сложной электронной техники. Проанализировав причины зацикливания подобных устройств можно прийти к выводу, что причины две: во-первых, при включении нагрузки, и часто при её работе более сильно нагружается источник низковольтного питания устройства, увеличиваются помехи вызванные работой нагрузки, во-вторых, тиристор, как известно, искажает синусоиду сетевого напряжения, а в результате по электросети, а также по целям питания и через емкости, монтажа на вход микрофонного усилителя, как в первом так и во втором случаях, поступают импульсные помехи и вызывают зацикливание устройства. Наиболее простой и эффективный способ борьбы с этим явлением, это автоматическое отключение выхода микрофонного усилителя от входа цифровой схемы, которое должно происходить сразу после включения нагрузки, а подключение выхода микрофонного усилителя к схеме должно быть с небольшой задержкой, порядка 1-3 секунд. В результате, при включении нагрузки вход устройства блокируется, и схема не реагирует ни на звуки, ни на какие-либо помехи, которые появляются при включении нагрузки. Затем, после выключения нагрузки отводится еще небольшое время (1-3 сек.) для полного 100%-гарантированного "успокоения" схемы нагрузки, полного завершения каких-то переходных процессов в ней, связанных с выключением, которые могут быть источниками или причинами помех (как электрических, так и акустических).

Принципиальная схема выключателя показана на рисунке 1. Акустический сенсор включает в себя электретный микрофон со встроенным предусилителем М1, регулятор чувствительности R2, двухкаскадный усилитель ЗЧ на транзисторах VT1 и VT2, а также детектор на VD1 и VD2 и ключ на VT3. При наличии звука переменное напряжение с выхода микрофона усиливается транзисторными каскадами и преобразуется в некоторое постоянное напряжение при помощи детектора. Как только уровень звука превысит установленный резистором R2 порог, напряжение на С8 станет достаточным для открывания транзистора VT3 и он откроется. В этот момент на его коллекторе будет напряжение, соответствующее низкому логическому уровню КМОП. Пока звука нет, или его громкость не достаточна для срабатывания выключателя, на коллекторе VT3 будет единица. Логическое устройство выполнено на микросхеме D1. Оно отрабатывает временную задержку выключения (около одной минуты) и отключает выход транзисторной схемы во время включения нагрузки. В исходном состоянии, когда нагрузка выключена на входы элемента D1.4 через резистор R14 поступает единичный логический уровень. Значит, на его выходе будет нуль. Этот нуль разряжает конденсатор С10 и на выводе 9 D1.3 будет также нуль. На вывод 8 D1.3 поступает единица через R8. В момент срабатывания  на коллекторе VT3, пусть даже на очень короткое время, появляется логический ноль. В результате на оба входа D1.3 поступают нули, и на его выходе в этот момент появляется единица. Эта единица устанавливает RS-триггер на D1.1 и D1.2 в единичное состояние. Единица с его выхода, с вывода 3 D1.1 поступает на транзисторный ключ на VT4 и он открывается. Реле Р1 срабатывает и своими контактами включает нагрузку. В тоже время открывается диод VD10 и понижает уровень на входах D1.4 до нулевого. На выходе D1.4 устанавливается единичный уровень, который через VD3 достаточно быстро заряжает конденсатор С10 до единицы. Эта единица поступает на вывод 9 D1.3 и практически закрывает этот элемент, делая его не восприимчивым к тому, что происходит на его выводе 8. Таким образом, схема никак не реагирует на те сигналы, которые имеются на коллекторе VT3, и зацикливание схемы полностью исключается. А в это время, конденсатор С9 не спеша, заряжается через R9, и примерно через минуту после срабатывания реле напряжение нем достигнет единичного логического уровня. При том на выходе D1.3 будет нуль, поскольку на один из его входов с С10 поступает единица. В результате триггер D1.1 D1.2 перекидывается в обратное, исходное состояние и на его выходе (вывод 3 D1.1) будет ноль. Это приведет к закрыванию транзистора VT4 ,  отключению обмотки реле и выключению нагрузки. Диод VD10 при этом закроется и на входах D1.4 опять установиться единица.  Теперь конденсатор С10 станет разряжаться через R11, на что уйдет примерно 1-3 секунды. И только после этого схема возвратится в исходное положение и будет готова снова включить свет по звуковому сигналу. Источник питания бестрансформаторный, избыток сетевого напряжения гасится реактивным сопротивлением С12 (он составлен из двух конденсаторов по 0,33 мкФ каждый), затем следует выпрямление диодами VD6-VD9 и стабилизация стабилитроном VD5 на уровне 12В. Электретный микрофон можно заменить на любой электретным с встроенным усилителем, например от электронного телефонного аппарата или от магнитофона. Транзисторы КТ315 — с любой буквой, или КТ3102. Транзистор КТ815 можно заменить на КТ503, КТ817. Конденсатор С11 должен быть на напряжение не менее 12В, конденсаторы, входящие в С12 — на напряжение не менее 300В. Диоды VD6-V09 — любые выпрямительные, например КД209. Реле КУЦ-1 реле выключения питания от штатной системы дис­танционного управления телевизорами типа УСЦТ. Контакты этого реле могут управлять нагрузкой мощность до 120 Вт. Детали смонтированы на одной печатной плате.

Радиоконструктор №5 2000г стр. 25