Акустичний вимикач досить цікаве і цікавий пристрій, який дуже корисно зібрати початківцю електронщику або радіоаматори для вдосконалення своїх навичок. Розглянемо, як зробити акустичний вимикач своїми руками з доступних радіоелементів.
Принцип роботи такого пристрою полягає в тому, що звуковий сигнал, як правило, бавовна в долоні, сприймається мікрофоном, після чого за допомогою різних схемних рішень відбувається підключення або відключення навантаження. Найчастіше навантаженням служить лампа розжарювання або світлодіодна лампа.
Як працює акустичний вимикач
Алгоритм роботи найпростішого акустичного вимикача виглядає так: коли лунає бавовна - лампа включається, при наступному бавовні - вона гасне і так повторюється весь час. При цьому в будь-якому стані лампочка може перебувати нескінченно довго. Ми ж зберемо більше просунутий пристрій.
Перший алгоритм роботи нашого акустичного вимикача функціонує таким чином: один хлопок - запалюється одна лампа, другий - друга, третій - третя, четверта - все лампи гаснуть. Далі все повториться знову.
Другий алгоритм - все відбувається в зворотній послідовності: перший бавовна - включаються три лампи, другий - одна гасне і залишаються світитися дві лампи, третій - залишається світитися одна лампа, четвертий - все лампочки вимикаються. Такий варіант добре підходить для «нічника», оскільки з кожним бавовною світло становит тьмяніше, а потім гасне.
Схема акустичного вимикача
Існує величезна безліч схем акустичних вимикачів (АВ): на транзисторах, логічних мікросхемах, триггерах і т.п., але ми будемо збирати наш апарат на мікроконтролері. Застосовуючи мікроконтролер можна досить просто реалізувати алгоритми різної складності з мінімальною переробкою схеми або зовсім без переробок.
Перший і невід'ємний елемент будь-якого акустичного вимикача - це мікрофон. Мікрофон перетворює сигнал звукової частоти в змінну напругу. Нам підійде найпростіший електретний мікрофон.
Одним висновком мікрофон підключається до мінуса, а другим через підлаштування резистор R1, опором 510 кОм, - до плюса. За допомогою R1 регулюється чутливість мікрофона. Далі змінний сигнал з виходу мікрофона через розділовий конденсатор C1, ємністю 1 мкФ, подається на підсилювач , Виконаний на одному транзисторі BC547. Емітер транзистора з'єднаний з мінусом, а колектор за допомогою резистора R2, опором 1 кОм, - з плюсом. Налаштування підсилювача здійснюється за допомогою підлаштування резистора R3, опором 1 МОм.
Далі посилений сигнал подається на вхід мікроконтролера ATmega8 . Залежно від кількості вступників імпульсів, що відповідає кількості ударів, мікроконтролер видає високий або низький потенціал на відповідні висновки. В даній схемі у нас застосовуються три висновки мікроконтролера МК, які працюють на вихід. Вони живлять три аналогічні ланцюга. Розглянемо роботу одного ланцюга.
Коли на виведенні МК високий потенціал (+5 В) транзистор VT2 серії 2N2222, з'єднаний з МК резистором R4 (1 кОм), відкривається і отримує харчування котушка реле К1. При спрацьовуванні реле К1 замикаються його контакти в ланцюзі живлення лампи і таким чином вона засвічується.
Котушку реле К1 слід шунтировать зворотним діодом VD1 для захисту від перенапруги, оскільки котушка володіє деякою індуктивністю, і при розриві ланцюга може виникнути стрибок напруги і хоча і не значний у даному випадку, але краще перестрахуватися. Підійде практично будь-який діод з струмом не менше 100 мА, можна застосувати 1N4148.
Реле можна застосовувати будь-який, але слід орієнтуватися на такі параметри: напруга живлення 5 В, напруга замикаючих контактів - змінне, 230 В. Струм контактів визначається навантаженням ланцюга, яку будуть замикати-розмикати контакти. Я застосовував реле наступного типу: HW32-005VDC-A. Якщо знайдете реле з струмом харчування котушки не більше 20 мА, то можна обійтися без транзисторного ключа.
Харчування схеми акустичного вимикача здійснюється від стабілізованого джерела живлення, напругою 5 В. Можна взяти будь-який готовий блок живлення або зібрати його самому, як розказано в цієї статті .
Налаштування акустичного вимикача
Налаштування пристрою здійснюється за допомогою двох змінних резисторів. Я добивався такої чутливості, що вимикач не реагував на музику, мова і легкі удари дверима, але при цьому відмінно спрацьовував з бавовни з протилежного кінця кімнати. Слід враховувати, що мікрофон потрібно розташовувати в напрямку бавовни.
Ви напевно задавалися питанням, чому саме бавовна? Справа в тому що амплітуда звукової хвилі, викликана бавовною, набагато більше, ніж при звичайній розмові або музиці, тому підсилювач можна налаштувати таким чином, щоб відсіяти інші джерело звуку, тим самим виключити помилкове спрацьовування пристрою.
Тепер, сподіваюся, ви переконалися, що зробити акустичний вимикач своїми руками досить просто. Цей пристрій я зібрав на макетної платі, але якщо застосовувати SMD компоненти і твердотільні реле, то розміри акустичного вимикача не перевищать сірникову коробку. Всім вдалої збірки!
завантажити прошивки для трьох різних вищеописаних алгоритмів роботи акустичного вимикача.
