Site Loader

Содержание

Звуковые реле схемы. Простое акустическое реле

Предлагаем вашему вниманию несколько интересных и несложных схем акустических реле, которые можно использовать дома, в подъезде или на улице для включения и выключения освещения и бытовой аппаратуры. Попробуйте собрать одно из них чтобы оценить удобство управления светом в комнате по хлопку.

Автомат включения освещения.

Вот первая схема, принцип ее работы таков: в исходном состоянии мы имеем уровень логического 0 на выходе 5 триггера DD1.1 и 9 триггера DD1.2 .Транзистор VT2 закрыт, реле К1 без напряжения.

При подаче звукового сигнала (можно хлопнуть в ладоши), звук микрофоном ВМ1 преобразуется в электрический импульс, который усилится транзистором VT1.

С коллектора транзистора усиленный сигнал приходит на вход 4 — триггера DD1.1, работающего по схеме одновибратора.

После чего с выхода 5 DD1.1 положительный импульс идет на тактовый вход триггера DD1.2, включенный по схеме Т — триггера, переключает его, транзистор VT2 открывается и выключает реле К1, своими контактами коммутируя нагрузку (на схеме не показаны).

ТриггерDD1.2 изменяет свое состояние после каждого нового звукового сигнала и на его выходе 9 происходит чередование уровней логического 0 и 1. Вследствие этого транзистор VT2 синхронно открывается или закрывается. Если последует второй звуковой сигнала — реле К1 выключится и обесточит нагрузку.

Настройка схемы заключается в необходимости подбора сопротивления резистора R1. Следует учитывать, что микрофон должен быть только угольным.

Чувствительное акустическое реле.

Устройство работает по принципу триггера с двумя устойчивыми состояниями, которые, реагируя на кратковременный звуковой сигнал, улавливаемый микрофоном переводит триггер в другое состояние, включая и выключая нагрузку таким образом.

Звуковой сигнал (хлопок в ладоши) попадает на угольный микрофон (типа МК16-У), после чего фильтруется цепью C1R2, (пропускает только сигнал с частотой звуковых колебаний хлопка в ладоши).

Этот сигнал усиливается транзистором VT1, рекомендуется использовать транзистор с высоким коэффициентом усиления по току. Усиленный сигнал с коллектора VT1 поступает на вход триггера собранного на транзисторах VT2,VT3.

Инверсное состояние на коллекторах VT2 и VT3 друг относительно друга обеспечивается обратной связью, проходящей через резистор R6. Cигнал с высоким уровнем c коллектора VT3 через VD3 и резистор R13 включает ключ на VT4 и реле К1, это реле своими контактами коммутирует нагрузку. Для нагрузки можно применять различные исполнительные устройства, но из-за конструктивных особенностей реле через его контакты, не стоит использовать мощную нагрузку. В случае мощной нагрузки (более 60Вт) следует применять соответствующее реле или заменить ключом на тиристоре оконечнный коммутирующий узел.

Микрофон ВМ1 можно взять из бычного телефонного аппарата. Диоды КД 522 или другие кремниевые или германиевые, Д220, Д9.

В качестве реле можно использовать РЭС 9 (паспорт РСТ.524.204.) напряжение срабатывания 10 В. При снижении напряжение источника питания, возможно использование РЭС 10, РЭС 15.

Данная схема проверена на практике и продемонстрировала хорошую стабильность, также положительным качеством этой схемы является хорошая чувствительность (реагирует с 10-15 м) и помехоустойчивость колебаний в сети. Можно использовать питание от 9 до 16 в, результаты показывают хорошую работоспособность. При изменении напряжения следует подобрать соответствующее реле.

Основой акустического или, что то же самое, звукового реле также служит электронное реле, а датчиком управляющих сигналов — микрофон или какой-либо другой преобразователь звуковых колебаний воздуха в электрические колебания низкой частоты.

Рис. 260. Схема акустического реле.

Схема наиболее простого варианта такого электронного автомата приведена на рис. 260. Рассмотри ее внимательно. Здесь многое, если не все, тебе должно быть знакомо. Микрофон выполняет функцию датчика управляющих сигналов. Транзисторы V1 и V2 образуют двухкаскадный усилитель колебаний ЗЧ, создаваемых микрофоном, а диоды V3 и V4, включенные по схеме удвоения напряжения, — выпрямитель этих колебаний. Каскад на транзисторе V5 с электромагнитным реле в коллекторной цепи и накопительным конденсатором в базовой цепи — это электронное реле. Лампа накаливания , подключаемая к источнику питания контактами К1.1 реле , символизирует исполнительную (управляющую) цепь.

В целом автомат работает так. Пока в помещении, где установлен микрофон, сравнительно тихо, транзистор V5 электронного реле практически закрыт, контакты К1.1 реле разомкнуты последовательно, лампа исполнительной цепи не светится. Это исходный дежурный режим работы автомата. При появлении звукового сигнала, например шума или громкого разговора, колебания звуковой частоты, созданные микрофоном, усиливаются транзисторами V1 и и далее выпрямляются диодами V3, V4. Диоды включены так, что выпрямленное ими напряжение поступает на базу транзистора в отрицательной полярности и одновременно заряжает накопительный конденсатор .

Если звуковой сигнал достаточно сильный и накопительный конденсатор зарядится до напряжения , то коллекторный ток транзистора V5 увеличится настолько, что реле сработает и его контакты К1.1 включают исполнительную цепь — загорится сигнальная лампа . Исполнительная цепь будет включена все время, пока на накопительном конденсаторе и на базе транзисторе V5 будет поддерживаться такое же или несколько большее отрицательное напряжение, Как только шум или разговор перед микрофоном прекратится, накопительный конденсатор почти полностью разрядится через эмиттерный переход транзистора, коллекторный ток уменьшится до исходного состояния, реле отпустит, а его контакты, размыкаясь, обесточат исполнительную цепь.

Подстроечным резистором можно изменять (как регулятором громкости) напряжение сигнала, поступающего от микрофона на вход усилителя ЗЧ, и тем самым регулировать чувствительность акустического реле.

Функцию микрофона может выполнять абонентский громкоговоритель или телефонный капсюль . Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 30. Электромагнитное реле может быть типа , РКН с током срабатывания до . Напряжение источника питания должно быть на 25-30% больше напряжения срабатывания подобранного электромагнитного реле. Сопротивление и мощность рассеяния резистора , зависящие от используемой сигнальной лампы , рассчитай сам.

Приступая к налаживанию и испытанию акустического автомата, движок подстроечного резистора поставь в нижнее (по схеме) положение и подбором резистора установи в коллекторной цепи транзистора ток . Он должен быть меньше тока отпускания электромагнитного реле. Затем параллельно резистору подключи другой резистор сопротивлением 15-20 кОм. При этом коллекторный ток транзистора должен резко увеличиться, а реле сработать. Удали этот резистор — коллекторный ток должен уменьшиться до исходного значения, реле отпустить якорь, а лампа исполнительной цепи погаснуть. Так ты проверишь работоспособность электронного реле автомата.

Коллекторные токи транзисторов V1 и V2 устанавливай подбором резисторов .

Затем движок резистора установи в верхнее (по схеме) положение и негромко произнеси перед микрофоном протяжный звук «а-а-а» автомат сработает и включит исполнительную цепь. Он должен реагировать даже на негромкий разговор перед микрофоном, на хлопок в ладоши.

Проведи такой опыт. Параллельно конденсатору подключи второй электролитический конденсатор емкостью на номинальное напряжение 6-10 В. В коллекторную цепь транзистора V5 включи миллиамперметр и, следя за его стрелкой, хлопни в ладоши. Что получилось? Коллекторный ток возрос, но электромагнитное реле не сработало. Хлопни в ладоши 5-10 раз подряд. С каждым хлопком коллекторный ток увеличивается и, наконец, реле срабатывает и включает исполнительную цепь. Если звуковые сигналы прекратить, то через некоторое время ток в коллекторной цепи транзистора уменьшится до исходного, реле отпустит и выключит исполнительную цепь.

О чем говорит этот опыт? Электромагнитное реле автомата стало срабатывать и отпускать с задержкой времени. Объясняется это тем, что теперь требуется больше времени как для зарядки накопительного конденсатора, так и для его разрядки. Вывод напрашивается сам собой: подбором емкости накопительного конденсатора можно регулировать время включения и выключения исполнительной цепи.

Где и как можно применить такое акустическое реле? Например, использовать его как автомат «Тише». Для этого сигнальную лампу исполнительной цепи надо поместить в ящичек, одна из стенок которого выполнена из матового стекла, и на нем сделана надпись «Тише». Как только уровень шума или громкость разговора в комнате превысит некоторый предел, установленный подстроечным резистором , световое табло тут же на него среагирует. Или, скажем, можно установить автомат вместе с малогабаритным микрофоном на самоходной модели или игрушке, а ее микроэлектродвигатель включить в исполнительную цепь вместо сигнальной лампы накаливания. Несколько хлопков в ладоши или команда голосом — и модель начинает двигаться вперед. А еще как? Подумай!

Следующий пример автоматики…

Схема:

Учитывая все недостатки, схема была доработана, как показано на рисунке и был получен новый вариант акустического реле. Решено было отказаться от управляющего мультивибратора, создающего помехи, приводящие к зацикливанию, заменить мощный симистор менее мощным и более доступным триодным тиристором, повысить чувствительность реле за счет введения дополнительного усилительного каскада, и ввести её регулировку, уменьшить емкость конденсатора С5 и внедрить индикацию ждущего режима на светодиоде.

Устройство:
Алгоритм работы устройства остался прежним — хлопок в ладоши, или другой подобный звук, и освещение включается на две минуты, затем свет автоматически выключается. Схема датчика акустических колебаний на операционном усилителе К140УД6 аналогична прототипу ранее описанному, и пояснений не требует. Далее сигнал через С5 поступает на регулятор чувствительности на R5, и далее, через С6, на дополнительный усилительный каскад на транзисторе VT1. Затем через С7 усиленный сигнал поступает на детектор на VD3 и VD4. В момент хлопка на выходе этого детектора появляется некоторое постоянное напряжение (на С8), которое поступает на базу VT3 и открывает его. При этом конденсатор С3 разряжается через диод VD1 и транзистор VT3. На входах элемента D1.1 устанавливается логический нуль, который держится в течение времени зарядки конденсатора С3 через R3 (примерно 2 минуты). В течение этого времени на выходе D1.1 держится уровень логической единицы, который поступает на базу VT4 и открывает его. Ток, протекающий через этот транзистор, открывает тиристор VS1, который включает лампу освещения. Как только С3 зарядится до единичного уровня на выходе D1.1 установится логический ноль, и транзистор VT4 закроется, отпирающий ток прекратится, и тиристор VS1 также закроется, выключив, таким образом, лампу. Узел индикации ждущего режима выполнен на элементе D1.2 и транзисторе VT2. В то время когда лампа погашена на выходе D1.1 действует логический нуль, он инвертируется элементом D1.2 и единица с его выхода поступает на базу VT2, который открывается и включает светодиод VD2. Когда лампа включена на выходе D1.1 единица а, следовательно, на выходе D1.2 ноль, транзистор VT2 закрыт и светодиод не горит.

Настройка:
Чувствительность устройства высока, при крайне верхнем положении движка резистора R5 устройство срабатывает от негромкого звука или хлопка в ладоши на расстоянии 6-8 метров. При монтаже свободные входные выводы D1 нужно соединить с общим проводом. Не допускать прохождений сетевых проводов вблизи входных цепей ОУ А1. Микрофон М1 — любой динамический.

Радиоконструктор №4 2000г стр. 38

Звуковое реле и схемы для включения освещения с помощью звонка на мобильный телефон. (10+)

Автоматическое управление освещением — Мобильное упраление. Управление звуком

Иногда полезно иметь возможность включить освещение звонком по мобильному телефону. Например, мне, чтобы дойти до дома ночью, нужно включить прожектор, освещающий дорогу. Выключатель, понятное дело, находится дома.

Я сразу же решил, что открывать и перепаивать внутри мобильный телефон не буду. Во-первых , это незаконно. Самостоятельное внесение изменений в устройства, подлежащие обязательной сертификации законом не допускается. Во-вторых , в такой перепайке нет никакой необходимости.

Как и в предыдущих устройствах, я выбрал вариант бестрансформаторного питания. Это сразу обусловило необходимость гальванической развязки с телефоном. Из соображений безопасности мобильный телефон не должен быть напрямую связан с осветительной сетью. Остановился на трех вариантах схемы: акустическая, оптическая и трансформаторная развязки. Все три схемы реагируют на поступление звонка на мобильный телефон. Так как соединение не устанавливается, то деньги не списываются, так что функция получается совершенно бесплатная, если для телефона в системе управления выбрать тариф без абонентской платы. После звонка освещение включено фиксированное время. После чего оно погасает, но его можно включить, снова позвонив.

Звуковое реле

Первый вариант — использование звукового реле, реагирующего на звук звонка телефона. В реле применяется компьютерный микрофон. Он крепится на телефоне в непосредственной близости от громкоговорителя телефона, который издает звук звонка. Обычно этот громкоговоритель расположен на обратной стороне. Телефон с установленным микрофоном нужно звукоизолировать, чтобы посторонние звуки не вызывали помехи. Можно поместить его в чехол из поролона или пенополиэтилена. Для устройства подойдет любой телефон с исправным звонком. Телефон лучше всего подключить к зарядному устройству, включить зарядник в сеть и так оставить навсегда. Используйте оригинальный зарядник, чтобы он мог безопасно работать длительное время.

Устройство подключается к силовой части, описанной на предыдущей странице, в точках, обозначенных буквами A, B, C, вместо схемы на фотореле.

Транзисторы: VT2 — КТ503 , VT3 — КТ502 . Диод VD5 — КД510 или другой аналогичный маломощный диод. Конденсаторы C4 — 0.1 мкФ, C5 — 2 мкФ.

Резисторы: R10 — 50 Ом. Этот резистор нужно подобрать, чтобы обеспечить нужную чувствительность, чтобы реле надежно срабатывало при звонке, не реагировало на посторонние звуки. R11 — 3 кОм. R12 — 50 Ом. R13 — 300 Ом. R14 — 50 Ом.

Все остальные детали, как на предыдущей схеме.

T — микрофон от компьютера. Подключение микрофона со стандартным разъемом осуществляется следующим образом: корпус — к общему проводу, штырек — к конденсатору C4. Если в разъеме есть еще и средний контакт, то его просто не подключаем.

Схема работает так. При возникновении звукового сигнала импульсы тока поступают на базу транзистора VT2, так как переход база — эмиттер обладает односторонней проводимостью, чтобы конденсатор не мог разряжаться, переход зашунтирован диодом. Резистор R12 ограничивает ток. Импульсы тока заряжают конденсатор C5 и открывают транзистор VT3. Через него заряжается конденсатор C1. Свет включается. Когда звук пропадает, конденсатор C1 разряжается, пока освещение не отключится.

Попадая в темноту не всегда удается сразу найти выключатель освещения, особенно если он находится далеко от двери. Аналогичная ситуация может быть, и в случае ухода из помещения, когда мы отключили освещение а затем вынуждены на ощупь идти к выходу. От проблем вас может избавить акустический выключатель схемы и конструкции которого рассмотрены в этой статье.

Автоматический выключатель использует только акустическое реле, для этого нужно выкрутить переменный резистор R2 в минимальное положение.



Акустический выключатель с фотодатчиком

Фотодатчиком является фотодиод ФД263. Он включен в схему в обратном направлении, чтобы, совместно с сопротивлением R2 образовать делитель напряжения. Порог чувствительности фотодатчика ФД263 задается переменным резистором R2.

Элементы DD1.1 и DD1.2 микросхемы К176ЛА7 образуют триггер Шмитта, который не дает зациклится световому автомату при естественной освещенности близкой к пороговой. Поэтому, при освещении фотодиода на выходе элемента DD1.2 будет логическая единица, а при недостаточном его освещении логический ноль.

Датчиком акустического реле является электретный микрофон со встроенным усилителем. Микрофон подсоединен к двухкаскадному усилителю, собранному на биполярных транзисторах. Усиленный звуковой сигнал с коллектора второго транзистора поступает на одновибратор, собранный на логических элементах DD1.3 и DD1.4 все той же микросхемы. Последний вырабатывает одиночные импульсы длительностью около 10 секунд, при необходимости ее можно изменить, подобрав сопротивление R12 и конденсатор C6. С выхода одновибратор сигнал поступает на полевой транзистор, который включает лампу освещения. Запуск и выключение одновибратора осуществляется управляющим сигналом с выхода 4 элемента DD1.

Автоматический выключатель плавно включит свет в течении 1 секунды, если порог шумов в помещение превысит заданное значение и плавно отключит освещение при отсутствии звуков в комнате через 20 секунд.



Акустический выключатель на операционном усилителе

В роли акустического датчика используется обычный аналоговый микрофон. Сигнал с него усиливается первым операционным усилителем. Чувствительность усилителя задается соотношением сопротивлений R3 и R4. Усиленный акустический сигнал, детектируемый двумя детекторными диодами VD1 и VD2 и заряжает емкость C6. После заряда напряжение на нем становится выше, чем на емкости C7, что в свою очередь переключает компаратор выполненный на втором ОУ, в результате чего на его выходе установится уровень логической единицы.

Логическая единица с выхода ОУ запускает генератор на транзисторе VT1. Работа генератора синхронизируетсяа с питающей сетью через вторую базы этого же транзистора. Этот факт дает возможность осуществить фазовую регулировку мощности.

Как только напряжение на конденсаторе C6 опустится до 2В уменьшается напряжение и на DA1.2. Из-за этого открывающие симистор импульсы поступают с все возрастающей фазовой задержкой, и лампа накаливания плавно гаснет. Указанные на схеме номиналы R5 и конденсатора C6 позволяют создать задержку до трех минут при наступлении полной тишины в помещение.

Конструкция хлопкового выключателя срабатывает на хлопок в ладоши, при условии, что громкости вполне достаточно. Таким образом по хлопку схема включает освещение в подъезде (или другом помещение) на одну минуту. В первой конструкции имеется одна интересная особенность для предотвращения зацикливания работы, а именно, микрофон после включения освещения отключается автоматически, и включается обратно только через пару секунд после отключения света.

Конструкция отключит свет не сразу после нажатия кнопки, а с задержкой в три минуты. А также включит свет при громком звуковом сигнале, аналогично на три минуты.


Устройство подсоединяется параллельно обычному выключателю освещения S1 и пока он замкнут, освещение включено, как только его размыкают через цепь R7- V4- управляющий электрод тиристора V5 начинает заряжаться емкость C3. Тиристор V3 пока открыт, замыкая через себя диагональ выпрямительного моста, лампа горит. Тиристор V5 будет оставаться в открытом состоянии до момента заряда емкости конденсатора C3. Чеез 3 минуты емкость зарядится и тиристор окажется закрытым, тем самым отключив освещение.

Если кто-то не успед покинуть помещение достаточно хлопнуть в ладоши и на на микрофоне возникнут импульсы, которые отпирают тиристор V3. Конденсатор C3 начнет разряжаться через сопротивление R4 и V3, продолжая удерживая его в открытом состоянии. На управляющий электродпятого тиристора следует пульсирующее напряжение, которое его отопрет и лампа загорится опять.

Сопротивлением R3 настраивают чувствительность микрофона. Этот автомат рассчитан на нагрузку 100 Ватт. Если вас заинтересовала конструкция, то рисунок печатной платы вы можете взять из №5 за 1980 год.

Схема используется для включения любой нагрузки при помощи любого звукового сигнала. Мощность коммутируемой нагрузки может быть достаточно большой и определяется лишь возможностями используемого реле.


Звуковым датчиком является обычный микрофон, с него через резистор R4, и конденсатор C1 импульсы следуют на базу VT1, открывая его. Для регулировки уровня чувствительности микрофона возможно потребуется подбор сопротивления R4. Далее стреляет триггер, построенный на транзисторах VT2, VT3. Транзистор VT4 в данной радиолюбительской конструкции выполняет роль электронного ключа, управляющего реле. Питание схемы от любого на 12 вольт.

Акустический датчик подборка простых схем

В первой рассмотренной схеме датчик акустического типа на основе пьезоэлектрического звукового излучателя, реагирует на различные вибрации в поверхности, к которой он прислонен. Основа другой конструкции — типовой микрофон.

Третья схема очень проста и в наладке не нуждается, к ее минусам можно отнести следующее: датчик реагирует на любые громкие звуки, особенно на низких частотах. Кроме того проявляется нестабильная работа устройства при минусовой температуре.

Акустическое реле схема. Как сделать хлопковый выключатель своими руками

Акустический выключатель проще простого | Мастер-класс своими руками

Пару недель назад была собрана светодиодная панель для комнатного освещения и было решено собрать к нему акустический выключатель и сегодня я хочу рассмотреть пожалуй самую простую схему акустического выключателя.

Схема была найдена на одном из буржуйских сайтов и незначительным образом переделана. Устройство позволяет хлопком включать и выключать цепи питания. Я намерен его использовать для включения света. Устройство достаточно чувствительное благодаря двукратному усилителю на маломощных транзисторах. На хлопок реагирует на расстоянии в 5 метров от микрофона. Все детали были заменены на отечественные.

В микрофонном усилителе использованы отечественные транзисторы серии кт 315 с любой буквой или индексом. В окончательном каскаде применен мощный транзисторный ключ на биполярном транзисторе серии кт 818, все остальные детали как в оригинальной схеме. Из цепи можно исключить реле и на его место подключить нагрузку, но это лишь в тех случаях, когда нужно управлять нагрузками с питанием до 12 вольт, если нужно управлять нагрузками с питанием от сети, тут уже без реле не обойтись. В момент хлопка микрофон принимает волну, и как сигнал подается на усилитель мощности, которые поочередно усиливают полученный от микрофона сигнал. Усиленный сигнал поступает на базу ключа, его величина достаточна для срабатывания транзистора, и в этот момент открывается переход транзистора и проводит ток, который питает подключенную нагрузку или реле.

При сборке соблюдайте все номиналы деталей, даже незначительный уклон может привести к ненормальной работе выключателя. Устройство реагирует не только на хлопки, но и на низкочастотные шумы (мощные басы и т,п).

Диапазон питающих напряжений от 4 – х до 16 вольт, питайте только от стабилизированных источников постоянного напряжение и не в коем случае не используйте импульсные источники питания, с ними устройство не заработает!

Для пробной версии устройство было выполнено навесным монтажом, потом будет перенесена на плату, главное, что все работает без отказов.

sdelaysam-svoimirukami.ru

ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

На рисунке изображена схема изготовленного мной акустического реле. Данная схема ранее нигде не печаталась. Особенностью конструкции является использование угольного микрофона. Такие микрофоны используются в телефонных аппаратах, в которых отсутствуют усилители не передаче и приеме (ТА-68, ТАН-70, ТАИ-43 и другие). Амплитуда электрических колебаний микрофона достаточна для связи на десятки километров без использования усилителей. Кроме того, он обладает невероятной чувствительностью. Недостатком является узкая полоса пропускания звукового частотного спектра. Но в нашем случае это является плюсом, так как отсекаются лишние звуки и помехи.

Работа схемы. При хлопке в ладоши или щелчке угольный порошок в микрофоне перемещается и меняет свое сопротивление. При этом в точке соединения ограничительного резистора R1 и микрофона появляется переменная составляющая, которая через разделительный конденсатор С 1 поступает на базу транзистора Т 1. Транзистор Т1 является одновременно усилителем переменного и постоянного напряжения. С помощью резистора R2 транзистор Т1 находится в приоткрытом состоянии. Переменная составляющая поступившая на базу, усиливается транзистором и, с коллектора через конденсатор С2, поступает на выпрямитель-удвоитель, собранный на элементах DD1, DD2, C3. Удвоенное постоянное напряжение накапливается на конденсаторе С3, который разряжается по цепи: минус конденсатора, резистор R1, база-эмиттер Т1, плюс конденсатора. Транзистор при этом лавинообразно открывается, срабатывает реле Р1, его контакты замыкаются на время действия звукового сигнала. При настройке работы схемы, иногда оказывается, что её чувствительность слишком велика, срабатывает от проходящих по улице автомашин или от взмаха руки вблизи микрофона. Всё зависит от типа используемого реле. Загрубить схему можно включив последовательно конденсатору С1 переменный резистор. Для того, чтобы переключать нагрузку (лампочки) с помощью хлопков, необходимо дополнить схему триггером. Схема такого триггера на поляризованном реле показана на рисунке 2 — ранее так-же нигде не печаталась.

При подаче звукового сигнала (хлопка, щелчка) временно замыкаются контакты реле КР1. Переменное напряжение 220 В через лампочку Л1 диод D1 положительным полупериодом прикладывается к концу второй обмотки реле РП-4 вывод 8, начало обмотки вывод 7, ограничитель тока резистор R1, конденсатор С1, замкнутые контакты реле КР1, вывод 220В. Зарядный ток конденсатора С1 переключает якорь реле в левое по схеме положение, лампочка Л1 загорается, а лампочка Л2 гаснет, диод D1 блокируется контактами реле, а диод D2 разблокирован и готов к работе. При поступлении следующего звукового сигнала, контакты реле Р1 КР1 замыкаются. Напряжение 220 В через лампочку Л2 и диод D2 прикладывается плюсом к началу первой обмотки контакт 5, с выхода обмотки контакт 6 поступает на резистор R1 и перезаряжает конденсатор С1. Поляризованное реле переключает якорь к правому по схеме контакту. Диод D2 блокируется, а диод D1 готов к работе в следующем цикле. Лампочка Л1 гаснет, а лампочка Л2 загорается. Таким образом при поступлении звуковых сигналов происходи поочерёдное переключение нагрузки. Для того, чтобы триггер выполнял функцию включения и выключения только одной лампочки, нужно исключить из схемы одну из лампочек, а вместо неё включить последовательную цепочку из конденсатора 0.33мкф х 300 В и резистора 5–10 кОм, 2 Вт. При настройке работы триггера необходимо отрегулировать якорь поляризованного реле так, чтобы он хорошо переключался и надёжно фиксировался в правом или левом положении.

Правильно определить начало и конец обмоток реле или поменять полярность включения одного из диодов. Конечно данная конструкция акустического реле на угольном микрофоне больше подходит для начинающих, поэтому в следующей статье будет описано акустическое реле на одной микросхеме, а в качестве датчика использован пьезоэлемент.

Обсудить статью ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

Схемы наши, лайки ваши — всё по честному. Оцените:

radioskot.ru

Акустический выключатель очень полезная и нужная вещь в хозяйстве, тем более если вы хотите автоматизировать некоторые приборы или освещения в своём доме и добавить креативности в своё жилище! С помощью акустического включателя, можно выключать и включать освещение или использовать его для других приборов, например для электрического чайника или вентилятора.

Данная схема полностью рабочая, налаженная и стабильно работает. В интернете есть много схем подобных устройств, но при их сборке возникает масса проблем с работоспособностью и часть поднимаются длинные обсуждения в конце которых, проблема часто не решается. Ниже представлена сама схема.


Схема питается напряжением от 5 до 9 вольт, так что подобрать источник питания не представит труда. Можно использовать к примеру крону или другие батареи и аккумуляторы. Если вам нужно стационарное питание, то в сети есть множество схем блоков питания, подойдёт даже бестрансформаторный.

Печатная плата сделана под DIP компоненты, но не смотря на это, имеет достаточно компактные размеры и подобрать для неё корпус не составит труда. Скачать печатную плату можно по ссылке:

akusticheskiy_vyklyuchatel.zip (скачиваний: 463)

Список деталей для сборки


Изготовление печатной платы

Объяснять подробно как изготовить печатную плату я не буду, так как это займет много времени. Файл печатной платы открывается с помощью программы sprint-layout 6.0:

sprint-layout-6.zip (скачиваний: 394)

В схеме используется диод VD1, он нужен для защиты транзистора VT3 от ЭДС катушки реле. Если вы будете подключать в качестве нагрузки реле, то диод нужно поставить, если будет использоваться лёгкая нагрузка, то вместо него можно поставить перемычку.


После изготовления платы, во избежании окисления, пролудите порожки оловом. Откройте программу sprint-layout 6.0 и припаяйте все детали на ней, согласно расположению. Если всё сделано правильно, детали и номиналы не перепутаны, то устройство должно заработать сразу без каких либо проблем.

Вот так выглядит собранный акустический выключатель.


И ещё одно фото с подключённый батареей и светодиодом на нагрузке.Хотелось бы сказать об одной проблеме которая может возникнуть. В схеме стоит резистор R8 на 1.5 кОм, если вы будете использовать в качестве нагрузки светодиод то его можно оставить, если планируете устанавливать реле, то замените резистор на 2 Ом. Больше проблем возникнуть не должно))

В итоге получился не дорогой но очень эффективный и полезный прибор, который обязательно найдет своё применение в хозяйстве!)) Источник

usamodelkina.ru

Хлопковый выключатель своими руками: схема, видео, фото

Для повышения комфорта и упрощения повседневной рутины люди постоянно совершенствуют приборы и придумывают новые. Сегодня рассмотрим устройство для управления электроприборами дистанционно, с помощью звука. Самодельный хлопковый автомат пригодится, к примеру, для включения света в тамбуре или кладовой, где по каким либо причинам поиск выключателя в темноте затруднен или неудобный. Ниже для читателей https://samelectrik.ru мы подробно расскажем, как сделать хлопковый выключатель своими руками, какие элементы нужно подготовить и по какой схеме осуществить сборку.

Схемы сборки

Все хлопковые или акустические автоматы объединяет наличие в схеме микрофона, который нужен для регистрации звука. Также в конструкции предусмотрен триггер или реле времени, для управления силовым реле.

В данной схеме, работающей от сети 220в, сигнал с электретного микрофона поступает на транзистор VT1 для усиления, далее на узел согласования сопротивления, эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Далее на цифровой микросхеме ТМ2 собран триггер и компаратор сигнала.

Компаратор необходим для защиты выключателя от акустических помех, он отсекает слишком короткие или продолжительные звуки. Сигнал который прошел, меняет состояние триггера (на включено или выключено), а тот в свою очередь через силовой транзистор и тиристор управляет нагрузкой — лампой накаливания.

Похожая по назначению схема сборки самодельного хлопкового выключателя — на интегральном таймере.

Для удобства изучения схемы мы выделили на ней зоны. Усилитель микрофона на транзисторе КТ3102, компаратор на микросхеме 555, триггер ТМ561 и транзистор КТ3102, который управляет силовым реле.

Не менее интересным будет самостоятельная сборка акустического реле на микроконтроллере Ардуино:

Чтобы сделать хлопковый автомат своими руками, необходимо подготовить три платы:

  • Arduino Nano;
  • звуковой модуль;
  • плата силового реле.

Также необходим ПК, USB-шнур, блок питания на 5 Вольт. На ПК нужно установить программу Arduino IDE, для прошивки микроконтроллера.

Скопировав текст скетча (программы) и вставив его в окно Arduino IDE, можно сразу же прошить контролер. Изменяя некоторые параметры регулировки и перезаписывая устройство можно тонко настроить самодельное звуковое реле под себя. Как видим из схемы, на контролер уходит четыре провода: два на питание, желтым цветом отмечен провод, идущий на управление силовым реле с контакта 13. Зеленым отмечен провод управления от микрофона, подключенный к аналоговому входу А0 контроллера.

Микросхема содержит в себе 8 аналоговых входов и 14 цифровых контактов вход/выход. Для нашего проекта мы взяли А0 и D13, так как вместе с ним загорается светодиод на плате Ардуино.

Скетч Ардуино для изготовления звукового реле: Скетч

Изменяя значение if(analogRead мы устанавливаем порог чувствительности, максимальное значение которое можно установить 1024. Внося изменения в строку delay изменяется время исполнения скетча. Тем самым устанавливается время готовности к переключению. В дополнение с этим устанавливается защитный порог от помех и ложных срабатываний. Кроме того чувствительность микрофона можно подкорректировать переменным регулятором на плате.

Для настройки и отработки схем, нами была взята плата для моделирования Ардуино UNO. После получения положительных результатов и отработки программы, была написана статья.

На видео ниже наглядно показывается самодельный хлопковый выключатель, который мы собрали по предоставленной схеме:

Видео инструкции

Несколько простых идей позволяющих самостоятельно изготовить акустический выключатель света, предоставлены на видео:

Теперь вы знаете, как сделать хлопковый выключатель своими руками. Надеемся, предоставленные варианты сборки, простейшие схемы и видео уроки были для вас полезными и интересными!

Также читают:

samelectrik.ru

Всем привет, сегодня мы поговорим об акустическом выключателе, и хотя в интернете есть много для этого схем на микросхемах для начинающих, иногда трудно найти микросхемы. На транзисторах это уже легче и проще, увидел схему — она удивительно простая: двухкаскадный усилитель сигнала с микрофона на КТ315 или взять современные транзисторы указанных на схеме. Например 2sc945 обладающие большим усилением. Также можно заменить силовой bd140 на отечественный КТ818. Сначала применил 2 штуки bc547, но позже, протестировав схему с bd140 выяснилось, что он перегорел, тогда заменил на кт818 и все заработало. Питание аккустического реле от 15 В аккумулятора. Микрофон, взял от гарнитуры Nokia. Транзисторы bc547 и кт818, нагрузка — лампа от гирлянд, резисторы ищем чётко по номиналу. Конденсаторы не проблема. Собрал все на картонке для эксперимента.

Лампочка рассчитана на 6 вольт, так что долго не продержалась и после двух хлопков перегорела. Зато понятно, что работает…

Давайте разглянем схему. На фото показаны детали, какие нам нужно.

Делаем выводы после испытаний — плюсы и минусы.

Плюсы: схема проста и не требует настройки, незадействованные дефицитные детали, простота схемы, большой диапазон питания.

Минусы: реле реагирует на любые громкие звуки, особенно это относится к низким частотам. Низкая чувствительность, нестабильная работа при минусовой температуре нужно два хлопка, а иногда и три.

Как видите вышло больше минусов, чем положительных моментов, с другой стороны конструкция показала себя очень неплохо, со своей простотой. Всем удачи в начинаниях начинающим и хорошей работы электронных устройств!

samodelnie.ru

Самый простой акустический выключатель

Данную схему простого акустического выключателя я находил на многих сайтах и везде она разная. Меня это заинтересовало, и я решил сделать свою. Возможно, начинающим радиолюбителям эта схема будет интересная и станет полезной.

Итак, схема выключателя:

Если брать те детали, которые вы видите на схеме, то все должно работать. Микрофон можно взять из какого-то китайского магнитофона или отечественный, например “сосна”. Если все детали покупать, то стоимость выключателя будет порядка 1-1.5$(дол.).

Теперь немного теории. На двух биполярных транзисторах КТ315 (у меня это КТ315Б) собран микрофонный усилитель. Если нужно повысить чувствительность микрофона, можно использовать транзисторы типа КТ368 или импортные аналоги (SS9018) – эти транзисторы не особо критичны. Мощный биполярный транзистор КТ818 (у меня КТ818Б), который управляет нагрузкой – это силовая часть схемы. Если вы хотите управлять большой нагрузкой, тогда используйте, соответственное реле, напряжением питания от 3.5 до 15 вольт. Импульс от микрофона запускает генератор на составном транзисторе (КТ315 + КТ315) с положительной связью конденсатором – сигнал усиливается и подается на базу транзистора КТ818. Отрицательные импульсы удерживают ключ КТ818 и, соответственно, наше реле. Когда мы повторно хлопаем, генерация обрывается и реле обесточивается.

Питается он от источника постоянного тока, напряжением от 5 до 12 вольт. Детали доступные и не дорогие, их можно приобрести в любом радиомагазине. Лично я использовал детали, которые выпаял из старых плат. Схема действительна проста, и даже если вы мало знакомы с радиоэлектроникой то руководствуясь данной статьёй, вы сможете собрать данный прибор.)

Изначально, я нашел данную схему без какого либо описания и естественно печатной платы не было, поэтому мне пришлось составить её самому, дабы облегчить процесс сборки себе и конечно вам, так что пользуйтесь. Скачать печатную плату

Схема акустического выключателя:

Схема состоит из микрофонного усилителя, который собран на двух транзисторах КТ315 и силовой части, на транзисторе КТ3107 (BC557). Для увеличения чувствительности микрофона, можно использовать более мощные транзисторы, например КТ368 и ему подобные. В силовой части так же достаточна широкий выбор аналогов, подойдут практически любый транзисторы PNP структуры, к примеру КТ814 или КТ818, тут нужно в первую очередь смотреть на мощность используемого источника питания.

Ниже представлены фото необходимых деталей:


Список деталей акустического выключателя:


Итак, для начала необходимо изготовить печатную плату . Обратите внимание, в печатной плате есть отверстия для диода VD1, так как я планирую управлять комнатным освещением и в качестве нагрузки, будет использоваться реле на 12 вольт. Диод нужен для защиты транзистора VT3 от ЭДС катушки реле. Если вы собираетесь подключать к выключателю лёгкую нагрузку, то его можно заменить перемычкой.


После изготовления платы, насверлите отверстия и пролудите её. Откройте печатку в программе sprint-layout 6.0 и смотря на расположения деталей, припаяйте их на свои места.


Наш акустический выключатель готов! Теперь хочу рассказать о небольшом нюансе, в схеме используется резистор R8 на 1.5 кОм, я его заменил и поставил на 2 Ом, так как напряжение на выходе нагрузки сильно падало и реле не срабатывало. Если у вас возникнет такая же проблема, то последуйте этому совету. На этом всё, поделитесь статьёй ниже, если понравилась.


У нас есть канал на Яндекс.Дзен: Самоделки и электроника

Купить акустический выключатель, kit набор для самостоятельной сборки:


Всем привет, сегодня мы поговорим об акустическом выключателе, и хотя в интернете есть много для этого схем на микросхемах для начинающих, иногда трудно найти микросхемы. На транзисторах это уже легче и проще, увидел схему — она удивительно простая: двухкаскадный усилитель сигнала с микрофона на КТ315 или взять современные транзисторы указанных на схеме. Например 2sc945 обладающие большим усилением. Также можно заменить силовой bd140 на отечественный КТ818. Сначала применил 2 штуки bc547, но позже, протестировав схему с bd140 выяснилось, что он перегорел, тогда заменил на кт818 и все заработало. Питание аккустического реле от 15 В аккумулятора. Микрофон, взял от гарнитуры Nokia. Транзисторы bc547 и кт818, нагрузка — лампа от гирлянд, резисторы ищем чётко по номиналу. Конденсаторы не проблема. Собрал все на картонке для эксперимента.

Лампочка рассчитана на 6 вольт, так что долго не продержалась и после двух хлопков перегорела. Зато понятно, что работает…

Давайте разглянем схему. На фото показаны детали, какие нам нужно.

Делаем выводы после испытаний — плюсы и минусы.

Плюсы : схема проста и не требует настройки, незадействованные дефицитные детали, простота схемы, большой диапазон питания.

Минусы : реле реагирует на любые громкие звуки, особенно это относится к низким частотам. Низкая чувствительность, нестабильная работа при минусовой температуре нужно два хлопка, а иногда и три.

Как видите вышло больше минусов, чем положительных моментов, с другой стороны конструкция показала себя очень неплохо, со своей простотой. Всем удачи в начинаниях начинающим и хорошей работы электронных устройств!

Пару недель назад была собрана светодиодная панель для комнатного освещения и было решено собрать к нему акустический выключатель и сегодня я хочу рассмотреть пожалуй самую простую схему акустического выключателя.

Схема была найдена на одном из буржуйских сайтов и незначительным образом переделана. Устройство позволяет хлопком включать и выключать цепи питания. Я намерен его использовать для включения света. Устройство достаточно чувствительное благодаря двукратному усилителю на маломощных транзисторах. На хлопок реагирует на расстоянии в 5 метров от микрофона. Все детали были заменены на отечественные.

В микрофонном усилителе использованы отечественные транзисторы серии кт 315 с любой буквой или индексом. В окончательном каскаде применен мощный транзисторный ключ на биполярном транзисторе серии кт 818, все остальные детали как в оригинальной схеме. Из цепи можно исключить реле и на его место подключить нагрузку, но это лишь в тех случаях, когда нужно управлять нагрузками с питанием до 12 вольт, если нужно управлять нагрузками с питанием от сети, тут уже без реле не обойтись. В момент хлопка микрофон принимает волну, и как сигнал подается на усилитель мощности, которые поочередно усиливают полученный от микрофона сигнал. Усиленный сигнал поступает на базу ключа, его величина достаточна для срабатывания транзистора, и в этот момент открывается переход транзистора и проводит ток, который питает подключенную нагрузку или реле.

При сборке соблюдайте все номиналы деталей, даже незначительный уклон может привести к ненормальной работе выключателя. Устройство реагирует не только на хлопки, но и на низкочастотные шумы (мощные басы и т,п).

Диапазон питающих напряжений от 4 – х до 16 вольт, питайте только от стабилизированных источников постоянного напряжение и не в коем случае не используйте импульсные источники питания, с ними устройство не заработает!

Для пробной версии устройство было выполнено навесным монтажом, потом будет перенесена на плату, главное, что все работает без отказов.

С помощью этого устройства можно автоматизировать включение-выключение освещения или других бытовых приборов: хлопните в ладоши, либо щелкните пальцами, либо издайте любой отрывистый звук – свет включится; на следующий хлопок – свет выключится. Прибор позволяет регулировать чувствительность микрофона, имеет небольшие размеры, обладает высокой надёжностью, прост в изготовлении, не создает помех в электросети.
Нагрузка подключается к разомкнутым контактам реле на печатной плате, которые при хлопке замыкают цепь питания нагрузки.

Технические характеристики NF241
Параметр Значение
Uпит. постоянное, В +12…14
Uпит. ном. постоянное, В +12
Iпотр. при Uпит.ном., мА …1
Iпотр. при активном реле, мА …30
Рекомендуемый источник питания,
в комплект не входит
PW1215B , ES18E12-P1J ,
GS15E-3P1J , GS25E12-P1J
Нагрузочная способность выхода 6 А / ~220В
Размер печатной платы, мм 83 х 38
Рекомендуемый корпус,
в комплект не входит
BOX-KA11 Корпус
пластиковый 90х65х30
Температура эксплуатации, °С 0…+55
Относительная влажность эксплуатации, % …55
Производство Самостоятельная сборка
Гарантийный срок эксплуатации Отсутствует
Вес, г 300
Комплект поставки NF241 Описание NF241

На транзисторах VT1-VT3 выполнен простой усилитель низкой частоты, который усиливает сигнал с микрофона MIC до необходимого уровня. Подстроечным резистором VR1 можно отрегулировать коэффициент усиления. На транзисторах VT4, VT5 выполнен известный триггер Шмитта, широко применяемый в радиотехнических устройствах. Особенностью триггера является то, что он имеет два устойчивых состояния, изменяющихся при каждом приходе сигнала с коллектора транзистора VT3. Таким образом, при каждом хлопке триггер меняет свое состояние, и реле периодически включает-отключает нагрузку. Светодиод LED1 индицирует срабатывание реле.
Конструктивно устройство выполнено на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с размерами 83х38 мм. Для удобства установки устройства в корпус по краям платы предусмотрены монтажные отверстия диаметром 3 мм.

Акустическое реле » Вот схема!


Акустическое реле предназначено для включения радиоприемника или магнитофона по сигналу от звукоизлучателя наручных электронных часов, имеющих функцию будильника.

В акустическом реле в качестве датчика акустических колебаний используется микротелефонный капсюль от наушников с сопротивлением звуковой катушки 32 им.

Для лучшего согласования низкого сопротивления датчика с входом усилителя первый каскад на транзисторе VT1 выполнен по схеме с общей базой. Второй и третий каскады собраны на разноструктурных транзисторах VT2 и VT3. В коллекторной цепи транзистора VT3 включена цепь управляющего электрода тиристора VD1. В его анодной цепи включена обмотка электромагнитного реле Р1, контакты которого (на схеме не показаны) включают питание радиоприемника или магнитофона.

Работает устройство следующим образом. Датчик располагается горизонтально, так чтобы его мембрана была направлена вверх. Электронные часы размещаются на металлическом защитном кожухе датчика. При срабатывании будильника часов акустические колебания от их корпуса передаются к датчику, и в его катушке наводится переменная ЭДС, которая поступает на усилитель на транзисторах VT1-VT3.

Переменное напряжение усиливается до такого значения, при котором, тиристор VD1 открывается и подает ток на обмотку электромагнитного реле. После того, как звучание будильника заканчивается реле Р1 остается включенным и его можно выключить только отключив питание устройства при помощи выключателя S1.

Напряжение питания может быть в пределах 6… 15В. Источник питания — сетевой адаптер для переносной аудиоаппаратуры. При необходимости тиристор КУЧ 01 можно заменить на мощный КУ201, КУ202, уменьшив R6 до 100 Ом. Реле — любое на напряжение, соответствующее напряжению питания.
Настройка заключается в установке чувствительности устройства подстройкой R7.

Вместо электромагнитного реле можно подключить какой-либо звукоизлучатель, например типа музыкального брелка через понижающий стабилизатор.

Акустическое реле (схема, монтажная плата)

Акустическое реле (схема, монтажная плата)


Начну с того, какие возможности дает нам акустическое реле, или иначе звуковой выключатель.

С помощью данного устройства, можно выключать приборы на расстоянии с помощью подачи звукового сигнала. Чувствительность настраивается с помощью переменного резистора. Так же вместо выключателя света в комнате, что бы дистанционно выключать или включать свет.

Схема устройства:

Принцип работы:

Усилитель сигнала с электретного микрофона собран на транзисторе VT1 и работает при токе коллектора около 0,2 мА. Питание микрофона осуществляется через резистор R1.

Разделительный конденсатор С1 малой емкости подавляет НЧ составляющую звука. Регулировка чувствительности осуществляется подстроечным резистором, включенным в цепь ООС по току.

Сигнал, усиленный до амплитуды 1 В, через разделительный конденсатор С2 поступает на вход транзисторного ключа, собранного на транзисторе VT2. Отрицательная полуволна сигнала, превышающая по амплитуде 0,6 В, открывает транзистор VT2 и через диод VD2 и токоограничивающий резистор R7 заряжает конденсатор С5. Такой же результат можно получить при нажатии на кнопку SB1 (кнопка без фиксации). Через делитель R10 R11 это напряжение подается на затвор полевого транзистора VT3, открывает его, в результате закрывается биполярный транзистор VT4. Напряжение на конденсаторе С5 за время около 0,5 мс достигает уровня немного меньшего, чем напряжение на конденсаторе С4. Через резистор R9 начинает заряжаться конденсатор С9, включенный в цепь затвора полевого транзистора VT5. Совместно с цепью отрицательной обратной связи C8 R15 обеспечивается плавное открывание полевого транзистора VT5.

В процессе сборки девайса неожиданно для себя столкнулся с проблемой приобретения транзисторов ZVN2120, а так же рекомендованной автором его замены на КТ501А. На свой страх и риск решил VT3 заменить 2N7000. Сомнения возникли в связи с тем, что у указанных автором транзисторов напряжение сток-исток составляет 240 Вольт, а у 2N7000 всего лишь 60.

Высокоомные резисторы R10, R11 номиналом 100 Мом и 51 Мом были найдены в миниатюрном исполнении мощностью 0,125 Вт. Указанные же автором повергли в ужас своими размерами 🙂

В качестве элементов диодного моста звукового выключателя использовал 1N4007 из отслужившей энергосберегающей лампы. Для транзистора VT1 вполне подойдет КТ3102Е, VT4 – КТ3102 с любым буквенным индексом. В результате получилось устройство, реагирующее на хлопок в ладоши либо на другой короткий хлесткий звук на расстоянии примерно 5 метров.

Как утверждает автор и что подтверждено полевыми испытаниями устройства, ключевой транзистор VT5, благодаря его плавному включению и выключению, существенно разогревается именно в эти периоды работы. В ситуации, когда задержки в две-три минуты недостаточно и необходимо снова включить свет,  транзистор сильно нагревается, поэтому  рекомендую установить хотя бы небольшой теплоотвод для перестраховки.    В итоге, могу рекомендовать данную схему к повторению как исключительно стабильно работающую с перечнем положительных свойств, а также как основу для акустического реле, реагирующего на звуки шагов, дребезг ключей, голосовую команду и т. д. Для реализации чего следует лишь собрать другую схему микрофонного усилителя.

Плата в формате LAY-скачать:

Монтажная плата звуковое реле.rar

Да, забыл указать в своей заметке, что кнопку, указанную в схеме, не ставил, так как устройство планирую установить рядом со светильником в подъезде и дотягиваться до кнопки будет проблематично.


Автор статьи — Николай Кондратьев, г. Донецк.

Схема акустического реле с питанием от 5В (К561ТМ2)

Простое самодельное акустическое реле для управления различными нагрузками, принципиальная схема и описание блока. Этот выключатель управляется хлопками в ладоши или аналогичным громким ирезким коротким звуком. Каждый хлопок изменяет состояние выключателя на противоположное, — раз хлопнули — включено, еще раз хлопнули — выключено.

Принципиальная схема

Органом управления служит электретный микрофон М1, — практически любой, самый обычный с двумя выводами и встроенным усилительным каскадом. Сигнал на выходе электретного микрофона слишком мал для управления логическим элементом, поэтому он сначала подается на усилительный каскад на транзисторе VT1. Коллектор транзистора непосредственно соединен с входом «С» триггера D1.

Работа акустического датчика и устройства в целом сильно зависит от режима этого транзистора по постоянному току, поэтому, для облегчения налаживания базовый резистор R2 этого каскада сделан подстроечным.

При налаживании им выставляют такой режим работы транзистора, чтобы напряжение на его коллекторе было где-то у порога логической единице, но еще воспринималось входом микросхемы D1 как логический ноль. Это нужно делать экспериментальным путем, так чтобы чувствительность и стабильность работы схемы были оптимальными.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельного акустического реле на микросхеме К561ТМ2.

При хлопке в ладоши или другом звуке напряжение на коллекторе транзистора VT1 будет постоянным + переменным. И это может быть «понято» логическим входом микросхемы D1 как множество импульсов.

Если на триггере D1 сделать обычный делитель на два, то есть вход «D» соединить с инверсным выходом, то потому что число входных импульсов нестабильное, он может оказаться после каждого хлопка в ладоши, многократно переключившись, в любом произвольном состоянии. Чтобы этого не происходило в схеме имеется цепь задержки прохождения логического уровня с инверсного выхода на вход «D», сделанная на элементах С4 и R4. Эта цепь делает так, что триггер за один раз переключается только от первого импульса, поступившего на вход «С», а на последующие не реагирует.

И так, после каждого хлопка в ладоши триггер D1 меняет свое состояние на противоположное. А логический уровень с его инверсного выхода через резистор R5 поступает на транзистор VT2. Если это логическая единица, транзистор открывается и через его коллектор ток поступает на светодиод оптопары U1.

Оптопара открывается и открывает симистор VS1, через который ток поступает на нагрузку. В противном случае, VT2 закрывается и оптопара закрывает оптосимистор VS1.

Сысоев В. РК-2017-02.

Заметки для мастера — Включение электроприбора «на хлопок»

 

 

           Cхема электронного звукового реле              

Звуковой сигнал, принятый микрофоном, усиливается микрофонным усилителем на ОУ 741, рисунок 1. С выхода ОУ сигнал поступает на вход десятичного счетчика К561ИЕ8

Рис.1
C помощью резистора R3 регулируют чувствительность ОУ 741. Резистор R1 устанавливает чувствительность микрофона. Резистор R4 предназначен для исключения ложных срабатываний счетчика К561ИЕ8. Свечение светодиода HL1 указывает на выключенное состояние нагрузки.

 

           Акустическое реле с питанием от 5В

Простое самодельное акустическое реле для управления различными нагрузками, принципиальная схема и описание блока. Этот выключатель управляется хлопками в ладоши или аналогичным громким ирезким коротким звуком. Каждый хлопок изменяет состояние выключателя на противоположное, — раз хлопнули — включено, еще раз хлопнули — выключено.
Принципиальная схема

Органом управления служит электретный микрофон М1, — практически любой, самый обычный с двумя выводами и встроенным усилительным каскадом. Сигнал на выходе электретного микрофона слишком мал для управления логическим элементом, поэтому он сначала подается на усилительный каскад на транзисторе VT1. Коллектор транзистора непосредственно соединен с входом «С» триггера D1.

Работа акустического датчика и устройства в целом сильно зависит от режима этого транзистора по постоянному току, поэтому, для облегчения налаживания базовый резистор R2 этого каскада сделан подстроечным.

При налаживании им выставляют такой режим работы транзистора, чтобы напряжение на его коллекторе было где-то у порога логической единице, но еще воспринималось входом микросхемы D1 как логический ноль. Это нужно делать экспериментальным путем, так чтобы чувствительность и стабильность работы схемы были оптимальными.

Принципиальная схема самодельного акустического реле на микросхеме К561ТМ2

Рис. 2.

При хлопке в ладоши или другом звуке напряжение на коллекторе транзистора VT1 будет постоянным + переменным. И это может быть «понято» логическим входом микросхемы D1 как множество импульсов.

Если на триггере D1 сделать обычный делитель на два, то есть вход «D» соединить с инверсным выходом, то потому что число входных импульсов нестабильное, он может оказаться после каждого хлопка в ладоши, многократно переключившись, в любом произвольном состоянии. Чтобы этого не происходило в схеме имеется цепь задержки прохождения логического уровня с инверсного выхода на вход «D», сделанная на элементах С4 и R4. Эта цепь делает так, что триггер за один раз переключается только от первого импульса, поступившего на вход «С», а на последующие не реагирует.

И так, после каждого хлопка в ладоши триггер D1 меняет свое состояние на противоположное. А логический уровень с его инверсного выхода через резистор R5 поступает на транзистор VT2. Если это логическая единица, транзистор открывается и через его коллектор ток поступает на светодиод оптопары U1.

Оптопара открывается и открывает симистор VS1, через который ток поступает на нагрузку. В противном случае, VT2 закрывается и оптопара закрывает оптосимистор VS1.

Сысоев В. РК-2017-02.

 

             Универсальное акустическое реле

  

        Акустическое реле может работать от любого стабилизированного источника питания 5…12В, схема на рис.3

Рис.3

        Система срабатывает от любого громкого звука (хлопка), содержит минимальное кол-во элементов, коммутирует нагрузку в зависимости от типа выбранного реле.

R1 определяет чувствительность акустического реле. В качестве датчика выбран электретный микрофон.

 

         Акустический выключатель освещения

 

        Не очень удобно в темной комнате «на ощупь» искать выключатель. Но можно избавится от трудностей, если сделать его акустическим. Хлопнул в ладоши, и зажегся свет. Схема устройства на рисунке 4.

 

Рис.4

        Вот как он работает. В исходном состоянии на выходе 5 триггера DD1.1 и выходе 9 триггера DD1.2 присутствуют уровни логического 0. Транзистор VT2 закрыт, и реле К1 обесточено.

        Если подать звуковой сигнал (хлопнуть в ладоши), звук преобразуется микрофоном ВМ1 в электрический импульс, который усиливается транзистором VT1.

        С коллектора транзистора VT1 усиленный сигнал поступает на вход 4Д – триггера DD1.1, включенного по схеме одновибратора.

        Положительный импульс с выхода 5 триггера DD1.1 поступает на тактовый вход триггера DD1.2, который включен по схеме Т – триггера, и переключает его. При этом транзистор VT2 открывается и выключает реле К1, коммутируя своими контактами (на схеме условно не показаны) нагрузку.

        После каждого звукового сигнала триггер DD1.2 изменяет свое состояние, и на его прямом выходе 9 чередуются уровни логического 0 и логической 1. Вслед за этим синхронно закрывается или открывается транзистор VT2. После второго звукового сигнала реле К1 выключится и обесточит нагрузку.

        Наладка схемы проста и сводится при необходимости к подбору сопротивления резистора R1. Но следует учесть, что микрофон ВМ1 должен быть только угольным.

 

Алгинин Б.   

 

          Простая схема акустического реле

 

        Неплохой чувствительностью обладает устройство представлено на рис.5. Прибор реагирует с расстояния 5…7 метров.

Рис.5

        Сигнал с хлопка поступает на угольный микрофон, затем усиливается транзистором VT1. Через согласующий трансформатор поступает на усилительный каскад транзистора VT2. Затем оконченный каскад на ключе VT3 включает обмотку реле. Дополнив данную схему электронным реле с двумя устойчивыми состояниями, получим автомат который будет включать и выключать нагрузку на любую продолжительность по времени.

 

Из журнала:

Mez

elektronik 02

 

          Схема акустического реле на микросхеме К155ЛА3

 

        Акустический выключатель, несмотря на простоту схемы (рис.6), отличается высокой надежностью. Он реагирует на хлопки в ладоши с расстояния до 5м. Основу конструкции составляют два симметричных RS – триггера на логических элементах И-НЕ. Один из них путем добавления цепочек C4R7 и C5R8 превращен в триггер со счетным входом, другой же совместно с каскадом задержки (VT3, C3, R5 и R6) выполняют функцию одновибратора.

Рис.6

        Микрофонный усилитель на транзисторах VT1 и VT2 имеет коэффициент усиления 1250 на частоте 1кГц. При указанных на схеме номиналах С1 и С2 его частотная характеристика имеет спад в области низких частот, достигающий 20 дБ на частоте 60Гц. Этим снижается чувствительность устройства к низкочастотным помехам и шумам. Подбором номиналов резисторов R1 и R4 устанавливают режим транзисторов, при котором напряжение на коллекторе VT2 находится в пределах +2,6…3В.

        Для коммутации нагрузки используется реле К1, подключаемое к одному из выходов триггера через усилитель мощности VT4. Аналогично можно задействовать и второй выход триггера, превратив данную конструкцию в переключатель двух нагрузок.

        На рис.7 печатной платы показано подключение дополнительного усилителя мощности VT5 с соответствующим резистором R10 в цепи базы.

Рис.7

        Рассмотренная схема потребляет ток не более 20 – 30 мА. Поэтому в источнике питания можно использовать общий выпрямитель с напряжением около 10 – 20 В (в зависимости от применяемых реле). При выборе типа регулирующего транзистора для такого стабилизатора важно не забывать, что на нем рассеивается мощность около 0,2 – 0,3 Вт.

        Вывод 14 микросхемы DD1 соединяется во всех случаях с шиной «+5 В», а вывод 7 – с общим проводом.

        Описанное устройство на логических элементах во время испытаний сохраняло работоспособность при снижении напряжения до величины 4 В.

 

Попов А.

г. Одесса 

Акустическое реле на симисторе | AUDIO-CXEM.RU

Акустическое реле способно включать и выключать нагрузку, мощностью до 500Вт, с помощью звуковой команды (голос, хлопок, свист). Основным коммутирующим элементом является симистор BTA06-600, который может быть заменен на более мощный, без пересчета номиналов схемы. Таким образом, мощность коммутируемой нагрузки акустического реле может быть расширена до 1-2кВт.

Ранее я публиковал подобную схему в статье «Акустический выключатель», но преимущество описанного здесь реле заключается в том, что питание схемы осуществляется от напряжения сети 220В переменного тока. Вследствие чего, устройство не требует трансформаторного блока питания или импульсного источника питания.

Само же акустическое реле потребляет всего около 10Вт.

Схема акустического реле на симисторе

Конденсатор C11 металлопленочный на напряжение 630В. Остальные неполярные конденсаторы — керамические. Стабилитрон VD2 напряжением 12В. Микрофон должен быть электретного типа. Транзистор VT1 может быть заменен на MPSA42 или на S9013 (но у S9013 другая цоколевка).

Питание схемы осуществляется напряжением 12В постоянного тока. Оно организуется с помощью гасящего конденсатора C11, выпрямительных диодов VD3, VD4, стабилитрона VD2 и сглаживающего пульсации электролитического конденсатора C10.

Сигнал с микрофона поступает на усилитель низкой частоты, выполненный на транзисторе VT1. Усиленный и смещенный (делителем напряжения R5R6) сигнал поступает на вход таймера U1 (вывод 2). При достижении определенного уровня сигнала таймер формирует один прямоугольный импульс, который поступает на вход синхронизации (вывод 3) триггера U2. При этом, триггер переводится в противоположное состояние и на его прямом выходе (вывод 1), низкий уровень сменяется высоким уровнем или наоборот. Работа этой цепочки более подробно описана в статье «Акустический выключатель».

Высокий уровень сигнала (примерно +5В) с прямого выхода триггера поступает на микросхему U3 управления симистором VS1, который в свою очередь подключает или отключает нагрузку.

Чувствительность акустического реле устанавливается подстроечным резистором R4.

На симистор необходимо установить радиатор с применением теплопроводной пасты. Площадь поверхности теплоотвода должна быть не менее 200см2. Без радиатора мощность коммутируемой нагрузки не должна превышать 100Вт.

Силовые дорожки, по которым протекает ток нагрузки необходимо выполнить шире и покрыть слоем олова. Если производится замена VS1 на более мощный вариант, то дорожки печатной платы нужно лудить толстым слоем олова, а при необходимости пропаять вдоль них медную жилу.

Внимание! При запуске схемы, а также при ее эксплуатации запрещается прикасаться к элементам акустического реле, так как устройство гальванически не развязано от напряжения сети. Это необходимо для исключения поражения электрическим током.

Печатная плата акустического реле на симисторе СКАЧАТЬ

Цепь звукового реле. Простое акустическое реле

Предлагаем вашему вниманию несколько интересных и простых схем акустических реле, которые можно использовать дома, в подъезде или на улице для включения и выключения освещения и бытовой техники. Попробуйте собрать один из них, чтобы оценить удобство управления светом в комнате с помощью хлопка.

Автоматическое включение освещения.

Вот первая схема, принцип ее работы таков: в исходном состоянии у нас есть логический уровень 0 на выходе 5 триггера DD1.1 и триггер 9 DD1.2. Транзистор VT2 закрыт, реле К1 обесточено.

При подаче аудиосигнала (можно хлопать в ладоши) звук микрофона BM1 преобразуется в электрический импульс, который усиливается транзистором VT1.

С коллектора транзистора усиленный сигнал поступает на вход 4 — триггер DD1.1, работающий по схеме одиночного вибратора.

Затем с выхода 5 DD1.1 положительный импульс поступает на тактовый вход триггера DD1.2, включенный по схеме Т-триггера, переключает его, транзистор VT2 открывается и выключает реле К1, коммутируя нагрузку своими контактами (на схеме не показано).

Триггер DD1.2 меняет свое состояние после каждого нового звукового сигнала, и на его выходе 9 чередуются логические уровни 0 и 1. В результате транзистор VT2 открывается или закрывается синхронно. Если прозвучит второй звуковой сигнал, реле К1 выключится и отключит нагрузку.

Настройка схемы заключается в необходимости подбора сопротивления резистора R1.Учтите, что микрофон должен быть только угольным.

Чувствительное акустическое реле.

Устройство работает по принципу триггера с двумя стабильными состояниями, который, реагируя на кратковременный звуковой сигнал, уловленный микрофоном, переводит триггер в другое состояние, таким образом включая и выключая нагрузку.

Звуковой сигнал (хлопок в ладоши) попадает на угольный микрофон (типа MK16-U), после чего фильтруется схемой C1R2 (пропускает только сигнал с частотой звуковых колебаний хлопка).

Этот сигнал усиливается транзистором VT1, рекомендуется использовать транзистор с большим коэффициентом усиления по току. Усиленный сигнал с коллектора VT1 поступает на вход триггера, собранного на транзисторах VT2, VT3.

Обратное состояние на коллекторах VT2 и VT3 относительно друг друга обеспечивается обратной связью, проходящей через резистор R6. Сигнал с высоким уровнем с коллектора VT3 через VD3 и резистор R13 включает ключ на VT4 и реле К1, это реле коммутирует нагрузку своими контактами.Для нагрузки можно использовать различные исполнительные механизмы, но в силу конструктивных особенностей реле через его контакты мощную нагрузку использовать не стоит. В случае мощной нагрузки (более 60 Вт) используйте соответствующее реле или замените блок оконечной коммутации ключом на тиристоре.

Микрофон BM1 можно снять с бычьего телефона. Диоды КД 522 или другие кремниевые или германиевые, Д220, Д9.

В качестве реле можно использовать РЭС 9 (паспорт РСТ.524.204.) Рабочее напряжение 10 В.При снижении напряжения источника питания можно использовать РЭС 10, РЭС 15.

Данная схема проверена на практике и показала хорошую стабильность, а также хорошим качеством схемы является хорошая чувствительность (реагирует на расстоянии 10-15 м) и помехоустойчивость к колебаниям в сети. Можно использовать мощность от 9 до 16 дюймов, результаты показывают хорошие характеристики. При изменении напряжения выберите соответствующее реле.

Основой акустического или, что то же самое, звукового реле также является электронное реле, а датчик управляющих сигналов — микрофон или другой преобразователь звуковых колебаний воздуха в низкочастотные электрические колебания.

Рис. 260. Схема звукового реле.

Схема простейшего варианта такого электронного автомата показана на рис. 260. Рассмотрим внимательно. Вы должны знать многое, если не все. Микрофон действует как датчик управляющих сигналов. Транзисторы V1 и V2 образуют двухкаскадный усилитель колебаний АФ, создаваемых микрофоном, а включенные в цепь удвоения напряжения диоды V3 и V4 являются выпрямителем этих колебаний.Каскад на транзисторе V5 с электромагнитным реле в цепи коллектора и накопительным конденсатором в цепи базы представляет собой электронное реле. Лампа накаливания, подключенная к источнику питания контактами реле К1.1, символизирует исполнительную (управляющую) цепь.

В целом машина так работает. Пока в помещении, где установлен микрофон, относительно тихо, транзистор V5 электронного реле практически закрыт, контакты K1.1 реле разомкнуты последовательно, лампа цепи исполнительного механизма не горит.Это начальный режим ожидания аппарата. Когда появляется звуковой сигнал, например шум или громкий разговор, колебания звуковой частоты, создаваемые микрофоном, усиливаются транзисторами V1, а затем выпрямляются диодами V3, V4. Диоды включаются так, чтобы выпрямленное ими напряжение поступало на базу транзистора отрицательной полярностью и одновременно заряжало накопительный конденсатор.

Если звуковой сигнал достаточно сильный и накопительный конденсатор заряжен до напряжения, то коллекторный ток транзистора V5 увеличится настолько, что сработает реле и его контакты K1.1 включит цепь исполнительного механизма — загорится сигнальная лампа. Исполнительная схема будет включена все время до тех пор, пока на накопительном конденсаторе и на базе транзистора V5 не будет поддерживаться такое же или немного большее отрицательное напряжение. Как только шум или разговор перед микрофоном прекращается, накопительный конденсатор почти полностью разряжается через эмиттерный переход транзистора, ток коллектора уменьшается до исходного состояния, реле размыкается, а его контакты, размыкаясь, размыкаются. отключите исполнительную цепь.

С помощью подстроечного резистора вы можете изменять (в качестве регулятора громкости) напряжение сигнала, поступающего с микрофона на вход усилителя SP, и тем самым регулировать чувствительность акустического реле.

Функцию микрофона может выполнять абонентский динамик или телефонный капсюль. Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 30. Электромагнитное реле может быть типа ILV с током отключения до. Напряжение источника питания должно быть на 25-30% выше напряжения выбранного электромагнитного реле.Рассчитайте сопротивление и рассеиваемую мощность резистора в зависимости от используемой сигнальной лампы.

Приступая к наладке и тестированию акустической машины, установите подстроечный резистор двигателя в нижнее положение (согласно схеме) и выберите резистор для установки тока в коллекторной цепи транзистора. Он должен быть меньше тока срабатывания электромагнитного реле. Затем параллельно резистору подключите еще один резистор сопротивлением 15-20 кОм. В этом случае коллекторный ток транзистора должен резко возрасти, и реле сработает.Снимите этот резистор — ток коллектора должен снизиться до исходного значения, реле освободит якорь, а лампа исполнительной цепи погаснет. Так вы проверяете работу электронного реле автомата.

Установите коллекторные токи транзисторов V1 и V2, выбрав резисторы.

Затем установите двигатель резистора в верхнее положение (согласно схеме) и произнесите затяжной громкий звук «аааа» перед микрофоном, машина сработает и включит исполнительную цепь.Он должен реагировать даже на тихий разговор перед микрофоном, на хлопок в ладоши.

Получите такой опыт. Параллельно конденсатору подключите второй электролитический конденсатор с номинальным напряжением 6-10 В. Подключите миллиамперметр к коллекторной цепи V5 и, следуя его стрелке, хлопните в ладоши. Что случилось? Ток коллектора увеличился, но электромагнитное реле не сработало. Хлопните в ладоши 5-10 раз подряд. С каждым хлопком ток коллектора увеличивается и, наконец, реле срабатывает и включает цепь исполнительного механизма.Если звуковые сигналы прекратятся, то через некоторое время ток в коллекторной цепи транзистора снизится до исходного, реле сработает и отключит исполнительную цепь.

О чем говорит этот опыт? Электромагнитное реле машины начало срабатывать и срабатывать с задержкой по времени. Объясняется это тем, что теперь требуется больше времени как для зарядки накопительного конденсатора, так и для его разряда. Вывод напрашивается сам собой: подбором емкости накопительного конденсатора можно регулировать время включения и выключения исполнительной цепи.

Где и как применить такое акустическое реле? Например, используйте его как машину тишины. Для этого сигнальную лампу исполнительной цепи необходимо поместить в ящик, одна из стенок которого сделана из матового стекла, и на нем сделана надпись «Тише». Как только уровень шума или громкость разговора в комнате превысит определенный предел, установленный подстроечным резистором, световая панель немедленно отреагирует на это. Или, скажем, можно установить машинку вместе с малогабаритным микрофоном на самоходную модель или игрушку, а в цепь исполнительного механизма включить ее микроэлектродвигатель вместо лампы накаливания.Несколько хлопков или голосовая команда — и модель начинает двигаться вперед. Как еще? Считать!

Следующий пример автоматизации …

Схема:

С учетом всех недостатков доработана схема, как показано на рисунке, и получен новый вариант акустического реле.Было решено отказаться от управляющего мультивибратора, создающего помехи, приводящие к зацикливанию, заменить мощный симистор на менее мощный и более доступный триодный тиристор, повысить чувствительность реле за счет введения дополнительного каскада усилителя и ввести его регулировку, уменьшить емкость. конденсатора C5 и включите светодиодную индикацию режима ожидания.

Устройство:
Алгоритм работы устройства остался прежним — хлопок в ладоши или другой подобный звук, и на две минуты включается освещение, затем свет выключается автоматически.Схема акустического датчика вибрации на операционном усилителе К140УД6 аналогична описанному ранее прототипу и не требует пояснений. Далее сигнал через C5 поступает на контроллер чувствительности на R5, а затем через C6 на дополнительный каскад усилителя на транзисторе VT1. Затем через C7 усиленный сигнал поступает на детектор на VD3 и VD4. В момент хлопка на выходе этого детектора появляется некоторое постоянное напряжение (на C8), которое поступает на базу VT3 и размыкает ее.В этом случае конденсатор С3 разряжается через диод VD1 и транзистор VT3. На входах элемента D1.1 устанавливается логический ноль, который сохраняется в течение времени заряда конденсаторов C3 — R3 (около 2 минут). В это время на выходе D1.1 сохраняется уровень логической единицы, которая входит в базу VT4 и открывает ее. Ток, протекающий через этот транзистор, открывает тиристор VS1, который включает лампочку. Как только C3 заряжается до единичного уровня, на выходе D1 устанавливается логический ноль.1, и транзистор VT4 закрывается, ток триггера прекращается, а тиристор VS1 закрывается, тем самым выключая лампу. Блок индикации дежурного режима выполнен на элементе D1.2 и транзисторе VT2. Пока лампа на выходе D1.1 не горит, действует логический ноль, он инвертируется элементом D1.2 и единица с его выхода поступает на базу VT2, которая открывает и включает светодиод VD2. При включении лампы на выходе D1.1 единица и, следовательно, на выходе D1.2 равна нулю, транзистор VT2 закрыт и светодиод не горит.

Настройка:
Чувствительность прибора высокая, при предельно высоком положении двигателя резистора R5 прибор срабатывает тихим звуком или хлопком на расстоянии 6-8 метров. При установке свободные входные клеммы D1 необходимо соединить с общим проводом. Не допускать прохождения сетевых проводов вблизи входных цепей ОС А1. Микрофон М1 — любой динамический.

Радиоконструктор №4 2000, стр. 38

Звуковое реле и схемы включения освещения с помощью звонка на мобильный телефон. (10+)

Автоматическое управление освещением — мобильное управление. Управление звуком

Иногда бывает полезно включить освещение, позвонив по мобильному телефону. Например, чтобы добраться до дома ночью, мне нужно включить прожектор, освещающий дорогу. Переключатель, конечно, дома.

Сразу решил, что не буду вскрывать и впаивать мобильник внутри. Сначала , это незаконно. Самостоятельное внесение изменений в устройства, подлежащие обязательной сертификации по закону, не допускается. Во вторых , в такой пайке нет необходимости.

Как и в предыдущих устройствах, я выбрал вариант бестрансформаторного питания. Это немедленно потребовало гальванической развязки от телефона. По соображениям безопасности не следует подключать мобильный телефон напрямую к сети освещения. Он остановился на трех вариантах схемы: акустической, оптической и трансформаторной развязке. Все три схемы отвечают на звонок на мобильный телефон. Поскольку соединение не установлено, деньги не списываются, поэтому функция полностью бесплатна, если в системе управления выбрать тариф без абонентской платы за телефон.После звонка на фиксированное время включается освещение. После чего гаснет, но можно включить, позвонив еще раз.

Звуковое реле

Первый вариант — использовать звуковое реле, которое реагирует на звук звонка телефона. В реле используется компьютерный микрофон. Он устанавливается на телефоне в непосредственной близости от динамика телефона, издающего звук звонка. Обычно этот динамик располагается сзади. Телефон с установленным микрофоном должен быть звукоизолирован, чтобы посторонние звуки не создавали помех.Можно положить в чехол из пенопласта или пенополиэтилена. К аппарату подойдет любой телефон с рабочим звонком. Телефон лучше всего подключить к зарядному устройству, подключить зарядное устройство к сети и так оставить навсегда. Используйте оригинальное зарядное устройство, чтобы оно могло безопасно работать долгое время.

Устройство подключается к блоку питания, описанному на предыдущей странице, в точках, обозначенных буквами A, B, C, вместо цепи на фотоэлементе.

Транзисторы: VT2 — КТ503, VT3 — КТ502. Диод vd5 — КД510 или другой аналогичный маломощный диод. Конденсаторы C4 — 0,1 мкФ, C5 — 2 мкФ.

Резисторы: R10 — 50 Ом. Этот резистор нужно подбирать для обеспечения необходимой чувствительности, чтобы реле надежно срабатывало при звонке, не реагировало на посторонние звуки. R11 — 3 кОм. R12 -50 Ом. R13 — 300 Ом. R14 -50 Ом.

Все остальные детали, как на предыдущей схеме.

T — микрофон от компьютера. Подключение микрофона со штатным разъемом происходит следующим образом: корпус — к общему проводу, пин — к конденсатору С4. Если в разъеме тоже есть средний контакт, то мы его просто не подключаем.

Схема работает так. При возникновении звукового сигнала импульсы тока поступают на базу транзистора VT2, поскольку переход база-эмиттер имеет одностороннюю проводимость, так что конденсатор не может разряжаться, переход шунтируется диодом.Резистор R12 ограничивает ток. Импульсы тока заряжают конденсатор С5 и открывают транзистор VT3. Через него заряжается конденсатор С1. Загорится свет. Когда звук пропадает, конденсатор С1 разряжается, пока не погаснет свет.

Попадая в темноту, не всегда удается сразу найти выключатель света, особенно если он находится далеко от двери. Похожая ситуация может быть и в случае выхода из комнаты, когда мы выключили освещение и затем принудительно коснулись для выхода к выходу. Избавиться от проблем можно с помощью акустического выключателя, конструкция которого обсуждается в этой статье.

В автоматическом выключателе используется только акустическое реле, для этого нужно открутить переменный резистор R2 в минимальное положение.



Акустический выключатель с фотодатчиком

Фотодатчик — фотодиод FD263. Он включен в цепь в обратном направлении вместе с сопротивлением R2, образуя делитель напряжения. Порог чувствительности фотодатчика ФД263 устанавливается переменным резистором R2.

Элементы DD1.1 и DD1.2 микросхемы K176LA7 образуют триггер Шмитта, который не позволяет световой цепи зацикливаться при естественном освещении вблизи порога. Следовательно, при включении фотодиода на выходе элемента DD1.2 будет логическая единица, а при недостаточном освещении — логический ноль.

Акустический релейный датчик представляет собой электретный микрофон со встроенным усилителем. Микрофон подключен к двухкаскадному усилителю, собранному на биполярных транзисторах. Усиленный звуковой сигнал с коллектора второго транзистора поступает на одновибратор, собранный на логических элементах DD1.3 и DD1.4 той же микросхемы. Последний выдает одиночные импульсы длительностью около 10 секунд, при необходимости его можно изменить подбором сопротивления R12 и конденсатора C6. С выхода однозарядного устройства сигнал поступает на полевой транзистор, который включает лампочку. Запуск и выключение однозарядного устройства осуществляется управляющим сигналом с выхода 4 элемента DD1.

Автоматический выключатель плавно включит свет в течение 1 секунды, если порог шума в комнате превышает установленное значение, и плавно выключит освещение, когда в комнате нет звуков, через 20 секунд.



Акустический выключатель на операционном усилителе

В качестве акустического датчика используется обычный аналоговый микрофон. Сигнал от него усиливается первым операционным усилителем. Чувствительность усилителя задается соотношением сопротивлений R3 и R4. Усиленный акустический сигнал обнаруживается двумя детекторными диодами VD1 и VD2 и заряжает емкость C6. После заряда напряжение на нем становится выше, чем на емкости С7, что в свою очередь переключает компаратор, выполненный на втором ОУ, в результате чего на его выходе устанавливается уровень логической единицы.

Логическая единица с выхода ОУ запускает генератор на транзисторе VT1. Работа генератора синхронизируется с питающей сетью через вторую базу того же транзистора. Это позволяет проводить фазовую регулировку мощности.

Как только напряжение на конденсаторе С6 упадет до 2В, напряжение на DA1.2 тоже упадет. Из-за этого импульсы, открывающие симистор, приходят с увеличивающейся фазовой задержкой, и лампа накаливания плавно гаснет.Указанные на схеме номиналы R5 и конденсатора С6 позволяют создать задержку до трех минут при полной тишине в помещении.

Конструкция ватного переключателя работает на хлопок при достаточной громкости. Таким образом, хлопковая схема включает освещение в подъезде (или другом помещении) на одну минуту. У первой конструкции есть одна интересная особенность для предотвращения зацикливания работы, а именно: микрофон автоматически выключается после включения света, а включается только через пару секунд после выключения света.

Конструкция выключит свет не сразу после нажатия кнопки, а с задержкой в ​​три минуты. Он также включит свет громким звуковым сигналом на три минуты.


Устройство подключено параллельно обычному выключателю освещения S1 и пока он замкнут, включается освещение, как только он размыкается через цепь R7-V4, управляющий электрод тиристора V5 начинает заряжать емкость C3. . Тиристор V3 по-прежнему открыт, замыкая через себя диагональ выпрямительного моста, лампа горит.Тиристор V5 будет оставаться открытым, пока не зарядится конденсатор C3. Через 3 минуты емкость зарядится и тиристор закроется, тем самым выключив свет.

Если кто-то не успевает выйти из комнаты, достаточно хлопнуть в ладоши и на микрофоне появятся импульсы, разблокирующие тиристор V3. Конденсатор C3 начнет разряжаться через сопротивления R4 и V3, продолжая держать его открытым. Пульсирующее напряжение следует за управлением тиристором пятого электрода, который нагревает его, и лампа снова загорается.

Resistance R3 регулирует чувствительность микрофона. Эта машина рассчитана на нагрузку 100 Вт. Если вас интересует конструкция, то можно взять конструкцию печатной платы из №5 за 1980 год.

Схема предназначена для включения любой нагрузки по любому звуковому сигналу. Мощность коммутируемой нагрузки может быть довольно большой и определяется только возможностями используемого реле.


Звуковой датчик — обычный микрофон, от него через резистор R4, а конденсатор С1 импульсы следуют за базой VT1, открывая ее.Для регулировки уровня чувствительности микрофона может потребоваться выбрать сопротивление R4. Далее срабатывает триггер, построенный на транзисторах VT2, VT3. Транзистор VT4 в этой любительской конструкции играет роль электронного ключа, управляющего реле. Схема питания от любых 12 вольт.

Датчик акустический Подборка простых схем

В первой рассмотренной схеме датчик акустического типа на основе пьезоэлектрического излучателя звука реагирует на различные колебания поверхности, на которую он опирается.Основа другой конструкции — типичный микрофон.

Третья схема очень проста и не требует настройки, к ее минусам можно отнести следующее: датчик реагирует на любые громкие звуки, особенно на низких частотах. Кроме того, проявляется нестабильная работа устройства при минусовых температурах.

Акустическое реле

Вашему вниманию акустическое реле. Эта схема довольно проста даже для новичков, всего с одной микросхемой, одним транзистором, несколькими кондерами, резисторами и двумя реле.

Все началось с того, что у меня на даче висит светильник на стене, и когда я поднимаюсь поздно вечером на 2 этаж, в темноте сложно включить светильник, пока он не дойдет: — ). Исходя из этого, мне пришла в голову идея запустить такую ​​штуку, которая включала бы свет во время хлопка, а второй и выключенный хлопок.

Эту схему я придумал для себя и просто состыковал две конструкции в одну. Получилось довольно компактно! И я решил выставить свое творение на свет, точнее там раньше производили эту лампу.Была яркость лампы, а теперь и акустическое реле. Кто-то не понимает, что за лампа видят на иллюстрации:

Принцип работы реле

Начнем с того момента, когда в микрофоне он услышал звуковой сигнал. Микрофон как сенсор преобразовал звук хлопка в Эл. сигнал проходит через конденсатор С1 на входе схемы СОА, которая является предварительным усилителем. Далее усиленный сигнал с микросхемы проходит через конденсатор С6 в каскад, собранный на транзисторе VT1.Он также является усилителем переменного напряжения и усилителем постоянного тока. С коллектора транзистора VT1 сигнал поступает на реле К1, которое включается, но ненадолго, это зависит от длительности звукового сигнала. Этого времени достаточно для того, чтобы контакты реле К1 изолирулись, дали сигнал на срабатывание триггера, который сработал на реле К2. При срабатывании триггера реле К2, одни контакты которого включают нагрузку, а другие управляют триггером. Правильная работа триггера достигается подбором резисторов R8 и R9.

Настройка звукового реле

Когда первая лампа хлопка должна загореться, а вторая не горит. Если это происходит при воспламенении хлопка, и сразу после того, как он погаснет, то через резистор R9 и катушку реле K2 протекает ток ниже тока расцепителя. В этом случае нужно подкрутить переменный резистор R9. Можно заметить, что лампа включается, но не гаснет. Это говорит о том, что через резистор R8 и катушку реле K2 протекает ток выше расцепителя тока, и он удерживает якорь реле.Значит нужно подкрутить резистор R8.

Скачать файл печатной платы в формате LAY

Авторы: Тера (Дмитрий) dmitryter89 [dog] yandex.ru Сергей Раскин; Публикация: www.cxem.net

Автор: Алексей

Дата создания
Дата изменения

  • Интересно
  • Не интересует

Акустическое реле. Простое акустическое реле

Предлагаем вашему вниманию несколько интересных и простых схем акустических реле, которые можно использовать дома, в подъезде или на улице для включения и выключения освещения и бытовой техники.Попробуйте собрать один из них, чтобы оценить удобство управления светом в комнате с помощью хлопка.

Автоматическое включение освещения.

Вот первая схема, принцип ее работы следующий: в исходном состоянии имеем логический уровень 0 на выходе 5 триггера DD1.1 и триггера 9 DD1.2. Транзистор VT2 закрыт, реле К1 обесточено.

При подаче аудиосигнала (можно хлопать в ладоши) звук микрофона BM1 преобразуется в электрический импульс, который усиливается транзистором VT1.

С коллектора транзистора усиленный сигнал поступает на вход 4 — триггер DD1.1, работающий по схеме одиночного вибратора.

Затем с выхода 5 DD1.1 положительный импульс поступает на тактовый вход триггера DD1.2, включенный по схеме Т-триггера, переключает его, транзистор VT2 открывается и выключает реле К1, переключение нагрузки ее контактами (на схеме не показано).

Триггер DD1.2 меняет свое состояние после каждого нового звукового сигнала, и на его выходе 9 чередуются логические уровни 0 и 1.В результате транзистор VT2 открывается или закрывается синхронно. Если прозвучит второй звуковой сигнал, реле К1 выключится и отключит нагрузку.

Настройка схемы заключается в необходимости подбора сопротивления резистора R1. Учтите, что микрофон должен быть только угольным.

Чувствительное акустическое реле.

Устройство работает по принципу триггера с двумя стабильными состояниями, который, реагируя на кратковременный звуковой сигнал, уловленный микрофоном, переводит триггер в другое состояние, таким образом включая и выключая нагрузку.

Звуковой сигнал (хлопок в ладоши) попадает на угольный микрофон (типа MK16-U), после чего фильтруется схемой C1R2 (пропускает только сигнал с частотой звуковых колебаний хлопка).

Этот сигнал усиливается транзистором VT1, рекомендуется использовать транзистор с большим коэффициентом усиления по току. Усиленный сигнал с коллектора VT1 поступает на вход триггера, собранного на транзисторах VT2, VT3.

Обратное состояние на коллекторах VT2 и VT3 относительно друг друга обеспечивается обратной связью, проходящей через резистор R6.Сигнал с высоким уровнем с коллектора VT3 через VD3 и резистор R13 включает ключ на VT4 и реле К1, это реле коммутирует нагрузку своими контактами. Для нагрузки можно использовать различные исполнительные механизмы, но в силу конструктивных особенностей реле через его контакты мощную нагрузку использовать не стоит. В случае мощной нагрузки (более 60 Вт) используйте соответствующее реле или замените блок оконечной коммутации ключом на тиристоре.

Микрофон BM1 можно снять с бычьего телефона.Диоды КД 522 или другие кремниевые или германиевые, Д220, Д9.

В качестве реле можно использовать РЭС 9 (паспорт РСТ.524.204.) Рабочее напряжение 10 В. При уменьшении напряжения источника питания возможно использование РЭС 10, РЭС 15.

Данная схема проверена на практике и показала хорошую стабильность, а также хорошим качеством схемы является хорошая чувствительность (реагирует на расстоянии 10-15 м) и помехоустойчивость к колебаниям в сети. Можно использовать мощность от 9 до 16 дюймов, результаты показывают хорошие характеристики.При изменении напряжения выберите соответствующее реле.

Схема:

С учетом всех недостатков доработана схема, как показано на рисунке, и получен новый вариант акустического реле. Было решено отказаться от управляющего мультивибратора, создающего помехи, приводящие к зацикливанию, заменить мощный симистор на менее мощный и более доступный триодный тиристор, повысить чувствительность реле за счет введения дополнительного каскада усилителя и ввести его регулировку, уменьшить емкость. конденсатора C5 и включите светодиодную индикацию режима ожидания.

Устройство:
Алгоритм работы устройства остался прежним — хлопок в ладоши или другой подобный звук, и на две минуты включается освещение, затем свет выключается автоматически. Схема акустического датчика вибрации на операционном усилителе К140УД6 аналогична описанному ранее прототипу и не требует пояснений. Далее сигнал через C5 поступает на контроллер чувствительности на R5, а затем через C6 на дополнительный каскад усилителя на транзисторе VT1.Затем через C7 усиленный сигнал поступает на детектор на VD3 и VD4. В момент хлопка на выходе этого детектора появляется некоторое постоянное напряжение (на C8), которое поступает на базу VT3 и размыкает ее. В этом случае конденсатор С3 разряжается через диод VD1 и транзистор VT3. На входах элемента D1.1 устанавливается логический ноль, который сохраняется в течение времени заряда конденсаторов C3 — R3 (около 2 минут). В это время на выходе D1.1 сохраняется уровень логической единицы, которая входит в базу VT4 и открывает ее.Ток, протекающий через этот транзистор, открывает тиристор VS1, который включает лампочку. Как только C3 заряжается до единичного уровня, на выходе D1.1 устанавливается логический ноль, и транзистор VT4 закрывается, ток триггера прекращается, и тиристор VS1 закрывается, тем самым выключая лампу. Блок индикации дежурного режима выполнен на элементе D1.2 и транзисторе VT2. Пока лампа на выходе D1.1 не горит, действует логический ноль, он инвертируется элементом D1.2 и единица с его выхода поступает на базу VT2, которая открывает и включает светодиод VD2.При включении лампы на выходе D1.1 единица и, следовательно, на выходе D1.2 равна нулю, транзистор VT2 закрыт и светодиод не горит.

Настройка:
Чувствительность прибора высокая, при предельно высоком положении двигателя резистора R5 прибор срабатывает тихим звуком или хлопком на расстоянии 6-8 метров. При установке свободные входные клеммы D1 необходимо соединить с общим проводом. Не допускать прохождения сетевых проводов вблизи входных цепей ОС А1.Микрофон М1 — любой динамический.

Радиоконструктор №4 2000, стр. 38

Лучший акустический выключатель.

Многим из вас приходилось долго бродить в темноте, чтобы выключить настольную лампу, натыкаясь на различные предметы. Этот процесс обычно сопровождается ревом и нецензурными выражениями. Но теперь все кончено! Предлагаемый акустический выключатель выгодно отличается от всех аналогичных: не требует внешнего источника питания, собран из общих частей (в частности, не имеет реле), имеет хорошую чувствительность и защиту от сетевых помех, а главное , простота конструкции и конфигурации.
Хлопните в ладоши — прибор включит свет, еще один хлопок выключится. Время нахождения в каждом из состояний не ограничено.


Сердце устройства — курок, выполненный на элементе DD1.2 той же микросхемы. Триггер — это устройство, которое имеет два стабильных состояния и переключается из одного состояния равновесия в другое при каждом действии внешнего управляющего сигнала. При наличии низкого уровня напряжения на выходе триггера (вывод 1 микросхемы) транзистор VT3 закрывается и нагрузка обесточивается.При высоком логическом уровне на выходе DD1 транзистор VT3 и тиристор (соответственно) находятся в открытом состоянии и на нагрузку подается напряжение питания (EL1). Использование устройства возможно только с лампой накаливания, так как на нагрузку, подключенную по мостовой схеме, подается выпрямленное учетверенное диодное напряжение.
Источник питания выполнен по бестрансформаторной схеме. Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD2-VD4, проходит через ограничивающий резистор R9 и фильтруется стабилитроном VD1 и конденсатором C5.Если сопротивление R9 слишком велико, тока может не хватить для разблокировки тиристора, если слишком мало, стабилитрон сгорит. Оптимальное значение R9 — 28 кОм. Чувствительность прибора к хлопку 4-6 метров.
Детали
Лампа накаливания ELI рассчитана на напряжение 220-235 В и мощность 7-60 Вт. Любой электретный микрофон. Все постоянные резисторы типа МЛТ, мощность резистора R9 2Вт. Все конденсаторы на напряжение не менее 16В. Стабилитрон VD1 заменяется на КС 175А, Д808, Д814А или аналогичный с напряжением стабилизации 9-12 В.Выпрямительные диоды ВД2-ВД4 заменяют диодами КД226В, КД258Б, Д112-16 и аналогичными при условии, что их обратное напряжение не должно быть менее 300 В. Вместо дискретных диодов готовый выпрямительный мост типа КЦ402А, КЦ405А, Можно использовать 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 иметь минимальный ток управляющего электрода. Помимо указанного на схеме, это может быть Т112-16-х или другой, с худшими характеристиками, например типа КУ201 К-КУ201М, КУ202К-КУ202Н.
Установка
Устройство собрано на печатной плате и закреплено в корпусе из диэлектрического материала. Соблюдайте распиновку микросхемы!

При установке элементов стремятся к тому, чтобы их выводы имели минимальную длину (чтобы уменьшить влияние помех). Силовая часть монтируется таким образом, чтобы корпуса тиристоров и выпрямительных диодов (в случае дискретных диодов) не соприкасались с другими элементами (не разрешенными электрической схемой).Не размещайте резистор R9 рядом с другими компонентами, чтобы предотвратить их перегрев. Не устанавливайте переключатель на столе, тряска во время работы может вызвать ложное срабатывание.
Создание
Ахтунг! Не трогайте силовую часть устройства, подключенного к сети! Не забываем про предохранитель!
Устройство не требует настройки, а с исправными элементами начинает работать сразу после включения. Чувствительность узла можно скорректировать, заменив шумозащитный конденсатор С3, его емкость лежит в пределах 0.1-1 мкФ. Чем выше емкость C3, тем ниже чувствительность.


ID: 849

Как вам эта статья?

Питается от источника постоянного тока напряжением от 5 до 12 вольт. Запчасти доступные и не дорогие, их можно приобрести в любом радиомагазине. Лично я использовал детали, снятые со старых плат. Схема действительно простая, и даже если вы не знакомы с радиоэлектроникой, то руководствуясь данной статьей, вы сможете собрать это устройство.)

Изначально я нашел эту схему без какого-либо описания и, естественно, не было печатной платы, поэтому мне пришлось собрать ее сам, чтобы облегчить процесс сборки для себя и, конечно же, для вас, поэтому используйте ее. Скачать PCB

Схема звукового переключателя:

Схема состоит из микрофонного усилителя, который собран на двух транзисторах КТ315 и блока питания на транзисторе КТ3107 (BC557). Для увеличения чувствительности микрофона можно использовать более мощные транзисторы, например КТ368 и им подобные.В силовой части тоже достаточно широкого выбора аналогов, подойдет практически любая структура PNP-транзистора, например КТ814 или КТ818, здесь нужно в первую очередь посмотреть мощность используемого источника питания.

Ниже фото необходимых деталей:


Список деталей акустического переключателя:


Итак, для начала нужно изготовить печатную плату. Обратите внимание, что на плате есть отверстия для диода VD1, так как я планирую управлять освещением комнаты и в качестве нагрузки будет использоваться реле на 12 вольт.Диод нужен для защиты транзистора VT3 от ЭДС катушки реле. Если вы собираетесь подключить к автоматическому выключателю легкую нагрузку, вы можете заменить ее перемычкой.


После изготовления доски просверлите отверстия и просверлите их. Откройте печатку в программе sprint-layout 6.0 и, глядя на расположение деталей, припаяйте их на место.


1. Продавец и Сайт Продавца действуют в соответствии с Законом РФ «О защите прав потребителей» от 07.02.1992 г.2300-1.

2. Обмен и возврат товара надлежащего качества

2.1. Покупатель вправе отказаться от заказанного Товара надлежащего качества в любой момент до оформления Заказа, а после передачи Товара — в течение 7 (семи) дней, не считая дня его покупки. В случае если информация о порядке и сроках возврата Товара надлежащего качества не была предоставлена ​​в письменной форме при доставке Товара, Покупатель вправе отказаться от Товара в течение 3 (трех) месяцев с даты его доставки. передача товара.

3. Возврат товара надлежащего качества возможен в следующих случаях:

3.1. Товар не использовался, сохранились его потребительские свойства, товарный вид, упаковка, этикетки, а также документ, подтверждающий факт и условия приобретения указанного Товара (товарный или кассовый чек, документация на товар).

3.2. Обмен Товара надлежащего качества: Покупатель имеет право в течение 14 (четырнадцати) дней с момента передачи ему непродовольственного Товара надлежащего качества (не считая дня его покупки) обменять его на аналогичный Товар от продавец, у которого был приобретен Товар, если указанный Товар не соответствовал комплектации, функциональности или дизайну.

4. Обмен и возврат товара ненадлежащего качества

4.1. В случае обнаружения потребителем дефектов Товара и предъявления требований о его замене Продавец обязан заменить такой Товар в течение 7 (семи) дней со дня предъявления указанного требования потребителем, и, при необходимости, дополнительная проверка качества таких Товаров Продавцом в течение 20 (двадцати) дней с даты предъявления указанного требования.

4.2. Если у Продавца на момент предъявления требования нет Товара, необходимого для замены, замена должна быть произведена в течение 1 (одного) месяца с даты предъявления такого требования.

5. Возврат денежных средств покупателю

5.1. Возврат денежных средств осуществляется способом, которым была произведена оплата.
В случае оплаты заказа наличными денежные средства будут возвращены Покупателю непосредственно после оформления возврата.

5.2. Если возвращенный Товар был оплачен кредитной картой, возврат денежных средств происходит сразу после получения заявки от Продавца в процессинговый центр. Деньги зачисляются в сроки, установленные банком, выпустившим карту.

5.3. Расходы по доставке при возврате товара надлежащего качества несет Покупатель.

Электронные системы безопасности и схемы — Часть 3


Цепи безопасности с контактным управлением — это устройства, которые активируются при размыкании или замыкании набора электрических контактов. Эти контакты могут иметь форму простого кнопочного переключателя, нажимного переключателя или геркона с магнитным управлением и т. Д.

Выход схемы безопасности может иметь форму генератора звукового сигнала тревоги или реле, которое может активировать любое внешнее электрическое устройство, и может быть спроектирован так, чтобы обеспечивать отсутствие фиксации, самоблокировку или одно Операция вывода снимков.

Системы безопасности с контактным управлением находят множество практических применений в доме, в коммерческих зданиях и в промышленности. Их можно использовать для привлечения внимания, когда кто-то нажимает на нажимной переключатель, или для предупреждения, когда кто-то открывает дверь, наступает на нажимную подушку или пытается украсть предмет, подключенный к цепи безопасности, или чтобы дать какой-то тип сигнал тревоги или защитное действие, когда часть оборудования выходит за установленный предел и активирует микровыключатель и т. д.

В этой статье описан широкий спектр практических контактных схем безопасности.

ЦЕПИ ЗВОНКА И РЕЛЕЙНОГО ВЫХОДА

ЗАКРЫТЫЕ ЦЕПИ
Простейший тип контактной схемы безопасности состоит из звонка тревоги (или зуммера, или электронного генератора звука сирены и т. Д.), Соединенных последовательно с нормально разомкнутым ( нет) переключатель близкий к работе; комбинация подключается к подходящему батарейному источнику питания, как показано в базовой цепи аварийной сигнализации «дверного звонка» на рис. 1 , рис. 1 .

РИСУНОК 1. Простая цепь аварийной сигнализации типа дверного звонка.


Обратите внимание, что любое желаемое количество н.у. переключатели могут быть подключены параллельно, так что сигнализация срабатывает, когда любой из этих переключателей замкнут. Этот тип схемы по своей сути обеспечивает работу без фиксации и имеет большое преимущество, заключающееся в потреблении нулевого тока в режиме ожидания от своей аккумуляторной батареи.

Недостатком базовой схемы Рисунок 1 является то, что она пропускает полный «аварийный» ток через н.у. рабочие переключатели и их проводка, поэтому переключатели должны быть достаточно прочного типа, а проводка должна быть достаточно короткой, чтобы избежать чрезмерных падений напряжения в проводке.Этот последний пункт особенно важен в приложениях безопасности, в которых схема используется с несколькими широко разнесенными н.у. переключатели.

Решение этой проблемы состоит в том, чтобы активировать звонок через «подчиненное» устройство (которое установлено рядом с звонком, но требует довольно низкого входного тока) и активировать это подчиненное устройство (и, следовательно, звонок) через систему безопасности. переключатели. На рисунках 2 6 показано множество таких схем, в которых ведомое устройство принимает форму реле, силового транзистора или SCR.

На рисунке 2 показана релейная версия схемы аварийной сигнализации, близкой к срабатыванию. Здесь параллельно подключенные н.у. переключатели подключены последовательно с катушкой реле 6 В (которое обычно потребляет рабочий ток менее 100 мА), а контакты реле (которые обычно могут переключать токи в несколько ампер) подключены последовательно с сигнальным звонком, и оба комбинации подключаются к одному источнику 6 В.

РИСУНОК 2. Релейная сигнализация закрытия без фиксации срабатывания.


Таким образом, когда переключатели разомкнуты, реле выключено, а его контакты разомкнуты, поэтому звонок выключен, но когда один или несколько переключателей замкнуты, реле включается, а его контакты замыкаются и активируют тревожный звонок. Обратите внимание, что в последнем случае переключатели и их проводка пропускают ток, равный току катушки реле; Таким образом, переключатели могут быть довольно хрупкими, например, герконового типа, а проводка может быть достаточно длинной. Кремниевый диод D1 подключен к катушке реле, чтобы защитить переключатели от повреждений из-за обратной ЭДС отключения катушки.

Схема Рис. 2 Схема обеспечивает работу без фиксации, при которой аварийный сигнал срабатывает только тогда, когда один или несколько рабочих переключателей замкнуты.

В большинстве приложений с высокой степенью защиты схема должна быть самоблокирующейся, в которой реле и сигнализация автоматически блокируются, как только любое из n.o. выключатели замкнуты и могут быть отключены только с помощью ключа безопасности.

На рис. 3 показана приведенная выше схема, модифицированная для этого типа работы.Здесь реле имеет два комплекта н.у. контакты, и один из них подключается параллельно с n.o. переключается так, что реле автоматически защелкивается, как только оно приводится в действие, и вся цепь может быть включена или отключена / деактивирована с помощью переключателя с ключом S1, который подключен последовательно с линией питания от батареи.

РИСУНОК 3. Релейная самоблокирующаяся охранная сигнализация, близкая к действию.


Цепи этого базового типа обычно используются в недорогих приложениях «зонной защиты», в которых «зона» — это большое помещение или цех, переключатель с ключом S1 расположен за пределами зоны, а n.о. Триггерные переключатели представляют собой скрытые переключатели с напорным ковриком или микровыключатели, работающие на дверях или окнах, установленные в защищаемой зоне.

Альтернативное решение проблемы «тока» переключения и коммутации на Рисунке 1 — но которое может использоваться только в приложениях без фиксации — показано на Рисунке 4 , в котором силовой транзистор Q1 npn используется в качестве ведомого устройства. . Резистор R1 гарантировал, что — когда любой из активирующих переключателей замкнут — ток возбуждения Q1 ограничивается менее 60 мА, что (при условии, что Q1 имеет номинальное усиление по току не менее x25) позволяет транзистору переключаться по крайней мере на 1.5А через сигнальный звонок.

РИСУНОК 4. Транзисторный неблокирующий аварийный сигнал о срабатывании.


Еще одно решение «текущей» проблемы — использовать SCR (кремниевый выпрямитель) в качестве ведомого устройства, как показано на рисунках 5 и 6 . Эти схемы основаны на том факте, что обычные электромагнитные сигнальные звонки представляют собой электромагнитные устройства с автоматическим прерыванием, которые включают самоактивирующийся двухпозиционный переключатель, включенный последовательно с линией питания соленоида.

Этот переключатель обычно замкнут, позволяя току достигать соленоида и выбрасывать ударник, который ударяется о купол раструба и одновременно размыкает переключатель, тем самым прерывая подачу тока и заставляя ударник снова падать, пока переключатель снова не замкнется, при этом точка весь процесс начинает повторяться, и так далее; Таким образом, рабочий ток колокола потребляется в импульсной форме.

В схеме (рис. 5) сигнальный звонок соединен последовательно с тиристором, ток затвора которого выводится из положительной линии питания через токоограничивающий резистор R1 и через параллельно подключенный n.о. выключатели безопасности, которые (когда R1 имеет значение 1k0) пропускают рабочие токи всего в несколько миллиампер. Когда все переключатели разомкнуты, SCR и сигнальный звонок выключены, но когда любой из переключателей замкнут, он подает ток затвора на SCR через R1, поэтому SCR включается и активирует звонок.

РИСУНОК 5. Сигнализация закрытия срабатывания без фиксации с помощью SCR.


Обратите внимание, что в этой конструкции, поскольку звонок является устройством с автоматическим прерыванием, схема эффективно обеспечивает режим работы без фиксации, при котором тиристор и звонок работают только тогда, когда один или несколько переключателей замкнуты.

На рис. 6 показано, как можно изменить приведенную выше схему для обеспечения работы с самоблокировкой. По своей сути тиристоры представляют собой самоблокирующиеся устройства, которые после первоначального включения остаются включенными до тех пор, пока их анодный ток не упадет ниже «минимального удерживаемого» значения, после чего тиристор отпирается и выключается.

РИСУНОК 6. Самоблокирующаяся сигнализация срабатывания при помощи SCR.


В схеме , рис. 5, тиристор автоматически разблокируется каждый раз, когда самопрерывание сигнала тревоги происходит, но в модифицированной конструкции рис. 6 звонок шунтируется через R3, который подключен последовательно с n.c. переключатель S4, который гарантирует, что анодный ток SCR не упадет ниже минимального значения удерживающего тока C106 при самопрерывании звонка, тем самым обеспечивая схему самоблокирующимся действием.

Обратите внимание, что тиристор C106, используемый в схемах на рис. 5 и 6, имеет номинальный анодный ток всего 2 А, поэтому при выборе сигнального звонка необходимо учитывать это обстоятельство. В качестве альтернативы можно использовать тиристоры с более высоким номинальным током вместо C106, но эта модификация, вероятно, потребует изменения значений R1 и R3 цепей.Также обратите внимание на то, что в этих схемах SCR, чтобы компенсировать типичное падение напряжения между анодом и катодом SCR на 1 В, напряжение питания должно быть как минимум на 1 В выше, чем номинальное рабочее напряжение сигнального звонка.

ЦЕПИ, ОТКРЫТЫЕ ДЛЯ РАБОТЫ
Основным недостатком схем на рис. 1–6 является то, что они не обеспечивают отказоустойчивую форму работы и не указывают на неисправное состояние, если в цепи происходит обрыв. контактно-переключательная проводка. Эта загвоздка преодолевается в цепях, которые предназначены для активации через нормально замкнутые (n.c.) переключатели, и базовая схема этого типа показана на рис. 7 .

РИСУНОК 7. Простая сигнализация открытого состояния потребляет ток в режиме ожидания 1 мА.


В рис. 7 , катушка реле 12 В подключена последовательно с коллектором транзистора Q1, а резистор смещения R1 подключен между положительной линией питания и базой Q1. Сигнальный звонок подключается к линиям питания через н.у. релейные контакты RLA / 1 и n.c. рабочий переключатель S1 (который может состоять из любого желаемого числа n.c. переключатели, соединенные последовательно) между базой и эмиттером транзистора.

Таким образом, когда S1 замкнут, он замыкает базу и эмиттер Q1 вместе, поэтому Q1 отключен, а реле и звонок не работают.

В этом случае схема потребляет ток покоя 1 мА через R1. Когда S1 открывается или в его проводке происходит обрыв, короткое замыкание между базой и эмиттером Q1 устраняется, и транзистор приводится в состояние насыщения через R1, таким образом включается реле и активируется сигнальный звонок через контакты реле RLA / 1.

Эта базовая схема обеспечивает срабатывание сигнализации без фиксации, но ее можно заставить работать с самоблокировкой, подключив запасной комплект н.у. контакты реле (RLA / 2) между коллектором и эмиттером Q1, как показано пунктиром на схеме.

Таким образом, схема Рис. 7 обеспечивает отказоустойчивую работу, но потребляет ток покоя или ожидания 1 мА. Этот ток в режиме ожидания можно уменьшить до 25 мкА, изменив схему, как показано на , рис. 8, .

РИСУНОК 8. Улучшенная сигнализация открытия в рабочем состоянии потребляет ток в режиме ожидания 25 мкА.


Здесь значение R1 увеличено до 470K, а Q1 используется для активации реле через pnp-транзистор Q2, а действие схемы таково, что Q1-Q2, реле и звонок все выключены, когда S1 замкнут, но включается, когда S1 открыт.

Базовая схема обеспечивает работу без фиксации, но ее можно сделать самоблокирующейся, подключив запасной комплект из н.у. контакты реле (RLA / 2) между коллектором и эмиттером Q2, как показано пунктиром на схеме.

При желании ток в режиме ожидания схемы на рис. 8 можно снизить до 1 мкА или около того, используя подключенный к инвертору CMOS-затвор вместо Q1, как показано на рис. 9 . Используемый здесь вентиль взят из четырехвходовой ИС логического элемента ИЛИ-НЕ с четырьмя входами 4001B, а три неиспользуемых логических элемента отключаются путем замыкания их входов на линию 0 В, как показано на схеме.

РИСУНОК 9. Сигнализация открытого состояния с помощью CMOS-матрицы потребляет ток в режиме ожидания 1 мкА.


Используемый затвор имеет почти бесконечное входное сопротивление, а ток в режиме ожидания в цепи определяется в основном значением R1 и током утечки Q1.Базовая схема обеспечивает работу без фиксации, но ее можно сделать самоблокирующейся, подключив запасной комплект н.у. контакты реле (RLA / 2) между коллектором и эмиттером Q1, как показано пунктиром на схеме.

Рисунок 10 показывает альтернативный способ заставить базовую схему Рисунок 8 работать с самоблокировкой, не прибегая к использованию запасного набора н.у. контакты реле. В этом случае транзистор с релейным управлением (Q1) управляется парой ворот 4001B CMOS NOR, которые сконфигурированы как бистабильный мультивибратор и имеют выход, который переходит в низкий уровень и самоблокируется, если S1 кратковременно открывается или его выводы обрываются. .

РИСУНОК 10. Самоблокирующаяся сигнализация с помощью CMOS потребляет ток в режиме ожидания 1 мкА.


Когда бистабильный выход становится низким, он включает Q1, тем самым активируя реле и сигнальный звонок. После того, как бистабильный переключатель зафиксировал звонок в состоянии «включено», его можно сбросить в режим ожидания или «выключения», замкнув S1 и кратковременно нажав переключатель RESET S2, после чего выход бистабильного устройства защелкнется обратно в состояние высокого уровня и повернется. выключен Q1 и реле и звонок.Схема потребляет ток покоя около 1 мкА.

КОНТУРНЫЕ ЦЕПИ СИГНАЛИЗАЦИИ
Один из типов контуров сигнализации с контактным управлением, который широко используется в крупных магазинах и магазинах (а также в домашних гаражах и садовых навесах), — это так называемая «петлевая» сигнализация, в которой длинная длина провода выводится из блока сигнализации, проходит через целую цепочку «подлежащих защите» элементов таким образом, что ни один из них не может быть удален, не разрезая или не удаляя провод, а затем возвращается к сигнальному устройству снова, чтобы замкнуть электрическую цепь.

Тревога срабатывает мгновенно, если предпринимается попытка украсть какой-либо из защищаемых предметов путем перерезания проволочной петли, то есть эффективного размыкания ее «контактов». На рисунке 11 показана схема простого устройства этого типа с батарейным питанием. .

РИСУНОК 11. Простая самозапирающаяся цепь сигнализации контура.


Простая схема сигнализации контура Рис. 11 представляет собой модифицированную версию схемы с автоматической фиксацией на КМОП-схеме Рис. 9 , в которой последовательно соединенные переключатели безопасности S1 заменены рядом последовательно соединенных проводных «петель», которые — когда замкнутый ключ S1 замкнут — включить самозакрывающуюся сигнализацию, если какая-либо часть проводки контура разомкнута.

На схеме показаны только две петли, но на практике можно использовать любое желаемое количество петель. Вся схема (за исключением петель) размещена внутри металлического защитного кожуха, а петли подключаются к винтовым клеммам на основной печатной плате через отверстия втулки на боковой стороне кожуха; нежелательные петли могут быть заменены короткими замыканиями между соответствующими винтовыми клеммами. Вся цепь может быть включена и выключена с помощью переключателя с ключом S1.

Рисунок 12 показывает улучшенную версию цепи сигнализации самозакрывающейся петли Рисунок 11 .Первое, что следует отметить в этой версии схемы, это то, что светодиод подключен к катушке реле через R4 и, таким образом, загорается и дает визуальную индикацию всякий раз, когда реле включено, и что питание схемы +12 В регулируется через четыре клавишный переключатель S1 и диоды D2 и D3. Когда S1 находится в положении «1», вся цепь отключается. Когда S1 находится в положении «2», основная часть схемы (включая светодиодный индикатор) активна, но сигнал тревоги и функция самоблокировки отключены.Это положение TEST (без фиксации) предназначено для использования при проверке проводки контура.

РИСУНОК 12. Улучшенная версия самозакрывающейся петли сигнализации.


Когда S1 находится в положении «3» TEST (фиксация), все цепи, кроме звонка, включены. Когда S1 находится в положении «4», включается вся цепь (включая сигнальный звонок), и цепь обеспечивает нормальную «охранную» работу.

И последнее, что следует отметить в схеме Figure 12 , это то, что n.c Переключатель защиты от несанкционированного доступа S2 соединен последовательно с петлевой сетью и (когда S1 установлен в положение ON) активирует самоблокирующийся сигнал тревоги, если он (S2) переходит в «разомкнутое» состояние.

S2 на самом деле обыкновенный, н.у. тактильный переключатель «клавиатура» с короткой спиральной пружиной, прикрепленной вертикально к его сенсорной панели, и прикреплен к основной плате таким образом, что переключатель удерживается в замкнутом н.у. положение (через пружину), когда защитный кожух схемы закрыт, но открывается (таким образом, звучит сигнал тревоги), если кожух открывается при включенной системе сигнализации.

Выключатели защиты от несанкционированного вскрытия

этого базового типа довольно легко изготовить из готовых компонентов. Рисунок 13 иллюстрирует основной метод строительства.

РИСУНОК 13. Основной способ построения переключателя защиты от несанкционированного доступа (см. Текст).


Перед тем как покинуть этот раздел этой статьи, ЗВОНОК И ЦЕПИ РЕЛЕЙНЫХ ВЫХОДОВ, обратите внимание, что при желании можно использовать различные схемы релейных выходов, показанные на рисунках 2 , 3 и 7 11 для активации любого типа электрической или электронной сигнализации или системы через их n.о. контакты реле, когда реле срабатывает в ответ на действие переключения входного контакта, и, таким образом, их использование не ограничивается только сигнальными звонками.

СИРЕНА-ЗВУК БЕЗОПАСНОСТИ

Цепи безопасности

с контактным управлением могут быть легко сконструированы для создания генерируемых электроникой звуковых сигналов «сирены» в пьезоэлектрических «звуковых оповещателях» или в электромагнитных громкоговорителях. Такие системы могут быть созданы для воспроизведения множества звуков с различными уровнями мощности и могут быть спроектированы на основе различных типов полупроводниковых устройств.

Все звуковые генераторы сирены имеют базовую форму, показанную на Рис. 14 , и состоят из генератора сигналов сирены, выходного драйвера и электроакустического преобразователя.

РИСУНОК 14. Основные элементы генератора звуковой сирены.


Одним из самых дешевых и наиболее полезных полупроводниковых устройств для использования в этом типе приложений является четырехвходовая ИС затвора ИЛИ-НЕ с четырьмя входами CMOS 4001B, которая потребляет почти нулевой ток в режиме ожидания, имеет сверхвысокий входной импеданс, может работать в широкий диапазон напряжений питающей шины и может использоваться в различных приложениях, генерирующих сигналы.

В оставшейся части этой статьи показаны различные способы использования одной или двух микросхем 4001B и нескольких других компонентов для создания различных схем безопасности с контактным управлением сиреной.

На рисунках 15 17 показаны три различных способа использования микросхем 4001B для создания практических схем генератора сигналов сирены.

Рисунок 15 показывает базовую схему простого стробируемого генератора сигналов сирены с частотой 800 Гц (монотонный). Здесь два затвора ИС 4001B подключены как стробируемый нестабильный мультивибратор с частотой 800 Гц, а два оставшихся затвора ИС отключены путем подключения их входов к земле.

РИСУНОК 15. Базовая схема генератора сигналов монотонной «сирены» с частотой 800 Гц.


Действие этого нестабильного устройства таково, что он не работает, его выходной контакт 4 заблокирован высоким (на V +), когда его входной контакт 1 является высоким (на V +), но действует как генератор прямоугольных сигналов, когда его входной контакт низкий (при 0 В). Таким образом, генератор может включаться и выключаться через входную клемму контакта 1 и вырабатывать свой выходной сигнал на контакте 4. Рабочая частота нестабильного устройства регулируется значениями R1 и C1.

На рисунке 16 показана единственная ИС 4001B, используемая для создания стробируемого генератора импульсных сигналов. Здесь два левых затвора ИС подключены как стробируемый низкочастотный (около 6 Гц) нестабильный прямоугольный генератор, а два правых затвора подключены как стробируемый нестабильный 800 Гц, который стробируется через нестабильный 6 Гц.

РИСУНОК 16. Базовая схема генератора импульсных сигналов «сирены».


Действие этой схемы таково, что она не работает, а ее выходная клемма 11 заблокирована высоким (при положительном напряжении шины питания), когда ее входная клемма 1 имеет высокий уровень, но становится активной и выдает импульсный тональный сигнал на выходе. вывод 11, когда его входной вывод низкий (при 0 В).

Таким образом, этот генератор может включаться и выключаться через входную клемму контакта 1, и при включении генерирует тон 800 Гц, который включается и выключается с частотой 6 Гц. Рабочая частота нестабильного 6 Гц контролируется R1-C1, а частота 800 Гц нестабильного — R2-C2.

Рисунок 17 показывает, как можно модифицировать схему Рисунок 16 таким образом, чтобы она вырабатывала звуковой сигнал тревоги. Эти две схемы в основном похожи, но в последнем случае нестабильная частота 6 Гц используется для модуляции частоты правой нестабильной частоты (а не просто для ее включения и выключения), тем самым заставляя генерируемый тон попеременно переключаться между 600 Гц и 450 Гц при частоте 6 Гц.

РИСУНОК 17. Базовая схема генератора сигналов «сирены» трельного тона.


Обратите внимание, что контакты затвора на контакте 1 и 8 двух нестабильных устройств связаны вместе, и оба нестабильных состояния, таким образом, активируются входным сигналом «затвор» на контакте 1; схема не работает, ее выходная клемма 11 зафиксирована на высоком уровне (на V +), когда на входной клемме 1 имеется высокий уровень, но становится активной и выдает трель на выходе 11, когда на входном контакте низкий уровень (при 0 В).

Рабочая частота нестабильного устройства 6 Гц этой схемы контролируется R1-C1, центральная частота правого нестабильного устройства контролируется R2-C2, а колебание «трель» правого нестабильного устройства регулируется D1. -R3.

Обратите внимание, что каждая из цепей стробированного генератора сигналов Рисунок 15 от до 17 неактивна (с их выходной клеммой, заблокированной на высоком уровне), когда их входная клемма на контакте 1 имеет высокий уровень (на V +), но их можно включить, потянув за контакт 1 низкий (до 0В).

Таким образом, каждая из этих цепей может быть включена и выключена с помощью любого из трех входных соединений, показанных на Рис. 18 . Таким образом, они могут быть закрыты, закрыв n.o. переключателя с помощью входных соединений, показанных в (a) , или путем размыкания н.з. переключение с помощью входных соединений, показанных в (b) , или может быть включен или выключен путем включения или выключения соединения линии питания с помощью входных соединений, показанных в (c) . В случаях (a), и (b), , схема потребляет типичный ток в режиме ожидания всего 1 мкА или около того, когда находится в состоянии «выключено».

РИСУНОК 18. Альтернативные способы стробирования схем генератора сигналов «сирены» на Рисунках 15-17.


Если схема генератора стробированных сигналов Рис. 15 от до 17 должна использоваться в приложениях для подачи звукового сигнала тревоги, где требуются довольно низкие акустические выходные мощности, их можно получить, подав выход схемы на недорогой пьезоэхолот. любым из трех основных способов, показанных на Рисунок 19 .

РИСУНОК 19. Альтернативные способы управления пьезоэлектрическим «звуковым сигналом» от выходов схем генератора сигналов «сирены» на Рисунке 15-17.


Таким образом, в (a) звуковой оповещатель управляется непосредственно с выхода генератора, а в (b) он управляется через вентиль 4001B, который используется в качестве простого инвертирующего буфера; в обоих случаях действующее значение «аварийного» напряжения, приложенного к пьезонагрузке, составляет 50% от значения V +.

В (c) звуковой оповещатель приводится в действие в «мостовом» режиме через два последовательно соединенных инвертора 4001B, которые подают противофазные сигналы на две стороны пьезонагрузки, заставляя пьезонагрузку «видеть» прямоугольную волну. напряжение возбуждения со значением размаха, равным удвоенному значению V +, и среднеквадратичное напряжение сигнала тревоги, равное значению V +.Таким образом, схема (c), дает в четыре раза большую акустическую выходную мощность, чем любая из схем (a), или (b), .

Если Рис. 15 17 Схемы стробированного генератора сигналов (каждая из которых имеет выход, который синхронизируется на высоком уровне, когда генератор отключен), должны использоваться в приложениях звукового оповещения, где требуются довольно высокие акустические выходные мощности, их можно получить, подавая выходной сигнал нестабильного устройства на недорогие громкоговорители с низким качеством звука или рупорные громкоговорители (они имеют эффективность электроакустического преобразования мощности, которая обычно примерно в 20-40 раз выше, чем у обычных громкоговорителей Hi-Fi) через один или другие простые схемы «драйвера» с прямым подключением, показанные на рисунках 20, 22 .

Таким образом, простая схема драйвера , рис. 20, спроектирована так, чтобы накачать максимум лишь несколько сотен милливатт звуковой мощности в дешевый динамик 64R. Когда генератор сигнала сирены отключен, его выход высокий, и Q1, таким образом, отключен, но когда генератор включен, его выход включает и выключает Q1 и заставляет его подавать мощность на динамик 64R. Выходная мощность зависит от напряжения на шине питания и составляет около 520 мВт при 12 В или 120 мВт при 6 В при питании нагрузки динамика 64R.

РИСУНОК 20. Простая схема выходного драйвера, которая может подавать до 520 мВт на нагрузку динамика 64R.


Обратите внимание, что, поскольку Q1 используется в качестве простого переключателя питания в этом приложении, очень небольшая мощность теряется на транзисторе 2N3906, но его номинальный ток (максимум 200 мА) может быть превышен, если схема используется с величиной питания, превышающей 12 В.

Схема драйвера Figure 21 может подавать максимум 6,6 Вт звуковой мощности на нагрузку динамика 8R0, или 3.3 Вт при нагрузке 16R. Здесь оба транзистора отключаются, когда генератор формы сигнала выключен, но включаются и выключаются в соответствии с формой сигнала сирены, когда генератор включен.

РИСУНОК 21. Выходной драйвер средней мощности (до 6,6 Вт на 8R0).


Обратите внимание, что в этой схеме положительная шина источника питания подается непосредственно на выходной драйвер, но подается на генератор сигналов через развязывающую сеть R1-C1, этот делитель напряжения R2-R3 гарантирует, что выходные каскады не будут включены до тех пор, пока выходное напряжение генератора падает минимум на 1.На 9 В ниже значения шины питания, и этот диод D1 используется для гашения обратной ЭДС динамика при выключении драйвера Q2.

Наконец, схема драйвера Рис. 22 может подавать максимум 13,2 Вт на нагрузку динамика 4R0 при питании от источника питания 15 В. Здесь все три транзистора отключаются, когда генератор сигналов отключен, но включаются и выключаются в соответствии с сигналом сирены, когда генератор включен.

РИСУНОК 22. Высокая мощность (до 13.2 Вт на выходной драйвер 4R0).


Таким образом, Рисунки 15 17 показывают три альтернативные схемы генератора сигналов «сирены», каждая из которых может — при использовании в практических схемах безопасности с контактным управлением — блокироваться любым из трех основных способов и использоваться вместе с любым из шесть основных типов схем акустического выходного драйвера, что дает в общей сложности 54 различных комбинации схем.

РИСУНОК 23. Маломощный (до 520 мВт) генератор звукового сигнала тревоги, активируемый замыканием n.о. выключатель.


Рисунок 23 , например, показывает, как цепи Рисунок 17 , 18 (a) и 20 могут быть объединены для создания генератора звукового сигнала тревоги, который может быть активирован путем замыкания n.o. Переключатель, который может накачать 520 мВт на нагрузку динамика 64R при работе от источника питания 12 В. NV


Роль реле и принцип его работы

Теплые подсказки: эта статья содержит около 4000 слов, а время чтения составляет около 18 минут.

Введение

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. На самом деле он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Каталог


Ⅰ Что такое реле

1.1 Описание реле

Реле — это устройство автоматического управления, которое изменяет выход, когда входная величина (электричество, магнетизм, звук, свет, тепло) достигает определенного значения.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. На самом деле он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока.Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. На самом деле он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

1.2 Символ реле

Поскольку реле состоит из двух частей: катушки и контактной группы, графический символ реле на принципиальной схеме также включает две части: один длинный квадрат обозначает катушку; и один набор символов контактов указывает комбинацию контактов. Когда бесконтактная схема относительно проста, контактная группа часто рисуется непосредственно на одной стороне рамки катушки. Этот рисунок называется централизованным представлением.

1.3 Принцип работы реле

Зачем и как использовать реле | Принцип работы реле

Реле обычно относится к электромагнитным реле, которые имеют механическое действие. Суть реле заключается в использовании контура (обычно с небольшим током) для управления включением и выключением другого контура (обычно с большим током), и в этом процессе управления два контура обычно изолированы, и его основной принцип заключается в для использования Электромагнитный эффект используется для управления механическим контактом для достижения цели переключения, и на катушку с сердечником подается напряжение — ток катушки генерирует магнитное поле — магнитное поле поглощает переключающий контакт действия якоря, и весь процесс » малый ток — магнитомеханический — большой ток »процесс.

На рисунке выше изображена динамическая диаграмма контрольной лампы реле. Реле имеет нормально разомкнутый контакт и нормально замкнутый контакт. Подвижный контакт — это общий конец. Это реле постоянного тока, то есть когда катушка реле пропускает питание постоянного тока (на рисунке используется батарея). Источник питания), катушка с железным сердечником будет выводить соответствующее магнитное поле, якорь будет притягиваться, и подвижный контакт будет перемещаться от стороны нормально замкнутого контакта к стороне нормально разомкнутого контакта, что эквивалентно нормально разомкнутому контакту.Это. Как показано на рисунке, кнопка пуска / останова, аккумулятор и катушка реле образуют контур управления. Пока этот контур включен, через катушку будет проходить ток и будет создаваться магнитное поле.

Нормально открытый контакт, лампа и источник питания другой лампы (другой аккумулятор на рисунке) образуют петлю. Когда нормально разомкнутый контакт замкнут, контур замкнут, и ток будет от источника питания управления.Положительный конец, протекающий через лампочку, проходит через замкнутый нормально разомкнутый контакт, а затем возвращается к отрицательному полюсу, так что лампочка загорается.

Когда кнопка пуска / останова отключена, катушка теряет ток, так что якорь не имеет магнитного притяжения и будет сброшен пружиной, так что другой конец подвижного контакта вернется со стороны нормально разомкнутого контакта в нормально замкнутый контакт. Здесь цепь лампочки под напряжением отключена принудительно, а в лампочке нет тока, и, естественно, она будет темной.

Структура реле

Поэтому реле некоторые старые электрики еще называют «магнетизмом». Он использует функцию электромагнита для управления включением или отключением другой цепи. Внутри электромагнитного реле нужны катушки, железные сердечники и пружины. Он состоит из основных аксессуаров, таких как контакты. Контакты обычно имеют нормально разомкнутые контакты и нормально замкнутые контакты. У этих двоих часто общий конец.

Когда катушка не находится под напряжением, нормально закрытый контакт и общий конец закорочены, а нормально открытый контакт и общий конец разомкнуты.После того, как катушка находится под напряжением, нормально открытый контакт и общий конец закорочены, а нормально закрытый контакт и общий конец разомкнуты, просто поменяны местами, так что можно управлять напряжением (током) катушки, и цепь серией контактов можно управлять.

При проектировании выберите подходящую контактную емкость, напряжение катушки (переменный ток, постоянный ток), чтобы можно было реализовать контроль изоляции двух цепей. Например, кнопка, которая может быть сконструирована для контакта с людьми, имеет напряжение 12 вольт, а катушка выбрана на 12 вольт.Это безопаснее, люди просто прикоснутся к напряжению катушки, и они не смогут сами подключиться к электричеству. На стороне контакта можно управлять напряжением 220 В или выше, чтобы напрямую управлять запуском и остановом устройства, такого как двигатель, или других нагрузок с относительно большим током, так что функция управления «четыре или два фунта «могут быть реализованы.

Реле было изобретено американскими учеными около 1831 года. Его именем назван блок индуктора.Электромагнитный эффект был открыт раньше Фарадея, но не был запатентован. После более чем 100 лет разработки реле сформировали различные формы, такие как реле времени, реле температуры, герконовые реле, тепловые реле, дифференциальные реле, оптические реле, акустические реле, реле Холла, а теперь и твердотельные реле, начиная с механических. в электронную, в различных формах.

Ⅱ Назначение реле

2.1 Обзор функций реле

a. Расширьте диапазон управления: например, когда управляющий сигнал многоконтактного реле достигает определенного значения, он может переключать, отключать и включать несколько цепей одновременно в соответствии с различными формами контактной группы.

г. Усиление : например, чувствительные реле, промежуточные реле и т. Д. С очень небольшим объемом управления могут управлять цепью очень высокой мощности.

г. Интегрированный сигнал: Например, когда несколько сигналов управления вводятся в реле с несколькими обмотками в заданной форме, после всестороннего синтеза достигается заданный эффект управления.

г. автомат, дистанционное управление, мониторинг: Например, реле на автомате вместе с другими электрическими приборами может образовывать схему программного управления, таким образом достигая автоматической работы.

2.2 Роль промежуточного реле

2.2.1 Промежуточное реле

Общая схема часто делится на две части: главную цепь и цепь управления. Реле в основном используется для цепи управления.Контактор в основном используется для главной цепи. Реле может реализовать функцию управления одним или несколькими сигналами с помощью одного управляющего сигнала для завершения запуска и остановки. Управление, связь и другие органы управления, основным объектом управления является контактор; Контакты контактора относительно большие, а несущая способность высокая, благодаря чему осуществляется контроль от слабого электричества к сильному электричеству, а объектом управления является электрический прибор.

2.2.2 Использование промежуточного реле

а. Вместо контакторов малой мощности

Контакты промежуточного реле имеют определенную нагрузочную способность. Когда грузоподъемность мала, ее можно использовать для замены небольших контакторов, таких как электрические жалюзи и некоторые мелкие бытовые приборы. Это имеет то преимущество, что может не только служить целям управления, но также экономить место и делать управляющую часть устройства более хрупкой.

г.Увеличить количество контактов

В системе управления цепями контакт контактора должен управлять несколькими контакторами или другими компонентами. Его не следует подключать к другим формам, потому что это не способствует техническому обслуживанию, но в линию добавляется промежуточное реле, которое не изменяет форму управления. И легко ремонтируется.

г. Увеличьте контактную емкость

Хотя контактная емкость промежуточного реле не очень велика, оно также имеет определенную нагрузочную способность, а ток, необходимый для его управления, небольшой, поэтому промежуточное реле можно использовать для увеличения контактной емкости.

г. Тип преобразователя

В промышленных линиях управления такая ситуация часто возникает. Управление требует использования нормально замкнутого контакта контактора для достижения цели управления, но нормально замкнутый контакт самого контактора израсходован, и задача управления не может быть выполнена. В это время промежуточное реле может быть подключено параллельно с исходной катушкой контактора, а нормально замкнутый контакт промежуточного реле может использоваться для управления соответствующими компонентами, а тип контакта переключается для достижения требуемой цели управления. .

эл. Тип преобразователя

В некоторых схемах управления для переключения некоторых электрических компонентов часто используются промежуточные реле, которые управляются размыканием и замыканием их контактов. Например, схема автоматического размагничивания, обычно используемая в цветных телевизорах или дисплеях, триоды управляют включением и выключением промежуточных реле, тем самым обеспечивая управление катушками размагничивания. Роль преемственности.

ф.Напряжение преобразования

Напряжение в линии управления промышленной линии управления составляет 24 В постоянного тока. Контактор KM2 должен управлять включением и выключением электромагнитного клапана KT, а напряжение катушки электромагнитного клапана составляет 220 вольт переменного тока. Подключение катушки электромагнитного клапана непосредственно к контакту контактора не принципиально, но при этом учитываются правила обслуживания и вопросы безопасности. Промежуточное реле должно быть установлено в другом месте для управления электромагнитным клапаном через промежуточное реле.Это может отделить постоянный ток от переменного, высокого и низкого напряжения. Это удобно для будущего обслуживания и способствует безопасному использованию.

г. Устранение помех в цепи

В линиях промышленного управления или компьютерного управления, хотя существуют различные меры по подавлению помех, явление помех более или менее присутствует. Общий наведенный ток не вызывает срабатывания промежуточного реле. Только когда нажата кнопка в исходной строке, промежуточное реле будет активировано, чтобы дать ПЛК нормальный входной сигнал, таким образом достигая цели устранения помех.

Ⅲ Типы реле

a. В соответствии с принципом работы или структурными характеристиками реле
1) Электромагнитное реле: Электрическое реле, которое работает за счет силы всасывания, создаваемой между сердечником электромагнита и якорем цепью внутри входной цепи.

2) Твердотельное реле: Тип реле, в котором электронный компонент выполняет свою функцию без механических движущихся частей, а вход и выход изолированы.

3) Реле температуры: Реле, которое срабатывает, когда наружная температура достигает заданного значения.

4) Герконовое реле: реле, которое размыкает, замыкает или переключает линию с помощью геркон, который герметизирован в трубке и имеет двойное действие электрической пружины и магнитной цепи якоря.

5) Реле времени: При добавлении или удалении входного сигнала выходной части необходимо задержать или ограничить время на замыкание или размыкание своего управляемого линейного реле до указанного времени.

6) Реле высокой частоты: Реле, используемое для переключения высокочастотных РЧ линий с минимальными потерями.

7) Поляризованное реле: Реле с поляризованным магнитным полем и управляющим действием, которое работает вместе с магнитным полем, создаваемым катушкой управления. Направление срабатывания реле зависит от направления тока, протекающего через управляющую катушку.

8) Другие типы реле: , такие как оптические реле, акустические реле, тепловые реле, измерительные реле, реле на эффекте Холла, дифференциальные реле и т. Д.

г. В зависимости от размера реле
1) Микрореле
2) Ультра-маленькое миниатюрное реле
3) Маленькое миниатюрное реле

Примечание: Для герметичных или закрытых реле размеры являются максимальными размерами корпуса реле в трех взаимно перпендикулярных направлениях, за исключением размеров монтажных, извлекаемых, выступающих, обжимных, фланцевых и уплотнительных швов.

г. Согласно классификации нагрузки реле
1) Микро реле мощности
2) Реле слабой мощности
3) Реле средней мощности
4) Реле высокой мощности

г.Согласно защитным характеристикам реле
1) Герметичное реле
2) Закрытое реле
3) Открытое реле

эл. В соответствии с принципом действия реле
1) Электромагнитного типа
2) Индуктивного типа
3) Выпрямленного типа
4) Электронного типа
5) Цифрового типа и т. Д.

ф. В соответствии с физическими величинами реакций
1) Реле тока
2) Реле напряжения
3) Реле направления мощности
4) Реле импеданса
5) Реле частоты
6) Газовое (газовое) реле

г.В соответствии с ролью реле в схеме защиты
1) Пусковое реле
2) Измерительное реле
3) Реле времени
4) Промежуточное реле
5) Сигнальное реле
6) Выходное реле

Ⅳ Обнаружение реле

4.1 Инструкция по тестированию

a. Измерьте диапазон рабочего напряжения реле (включая минимальное напряжение включения и максимальное напряжение отключения).
г. Измерьте потребляемую мощность (номинальный ток) и внутреннее сопротивление реле.
г. Долговременные условия работы реле, выдерживаемое напряжение.
г. Описание иконки:

Источник постоянного тока, амперметр, вольтметр, измерение сопротивления, зуммер

4.2 Процесс тестирования

a. Измерение внутреннего сопротивления и номинального тока
1) Тест внутреннего сопротивления: проверьте сопротивление между реле 1 и 8 футов, как показано ниже

2) Проверка номинального тока: 24 В постоянного тока для реле 1 и 8 и 30 секунд для считывания данных амперметра

Примечание: Для проверки тока вставьте мультиметр в порт ввода тока и отрегулируйте положение диапазона (мА), соответствующее текущему файлу.

г. Измерение диапазона рабочего напряжения реле

1) Проверка минимального напряжения замыкания: Источник питания постоянного тока начинается с 0 В, и напряжение постепенно увеличивается до срабатывания зуммера, записывая текущее значение напряжения U1. (Сохраняйте текущее значение постоянного напряжения)

Примечание: Файлы вольтметра и зуммера на рисунке реализованы с помощью мультиметра.

2) Тест на самое высокое напряжение отключения: источник питания постоянного тока начинается с U1, и напряжение постепенно снижается до тех пор, пока зуммер не перестанет подавать сигнал тревоги, и будет записано текущее значение напряжения U2.

г. Измерьте выдерживаемое напряжение нормально разомкнутого нормально замкнутого типа и выдерживаемое напряжение катушки и контакта

1) Подготовка перед испытанием: поверните ручку «ток утечки» на измерителе выдерживаемого напряжения на «0,5» мА, «время»

Ручка достигает «60» с, ручка «Диапазон напряжения» достигает «5» кВ, ручка «Регулировка напряжения» достигает 0 В, ручка «power» достигает «ВЫКЛ», и две выходные линии подключены к высоковольтному выходу «_DC» » , земля.

2) Измерьте испытание выдерживаемого напряжения нормально разомкнутого нормально замкнутого типа: «мощность» -> «ВКЛ», «регулирование напряжения» -> увеличьте до значения аварийного напряжения срабатывания тестера выдерживаемого напряжения, считайте напряжение в это время, как показано ниже:

3) Выдерживаемое напряжение катушки и контакта: «мощность» -> «ВКЛ», «регулировка напряжения» -> 5 кВ или более, срабатывание тестера выдерживаемого напряжения не срабатывает, выдерживаемое напряжение катушки и контактов больше или равно 5 кВ, как показано ниже:

4.3 Меры предосторожности при тестировании реле

a. При проверке номинального тока катушка в реле будет генерировать электромагнитную индукцию при внезапном приложении напряжения. Ток будет становиться все меньше и меньше. После стабилизации напряжения электромагнитная индукция исчезает, и ток становится стабильным в определенном диапазоне. Как и у OMRON G5RL-14-E, ток при включении составляет около 16–17 мА, а стабильное напряжение составляет около 14–15 мА через 4–5 минут. Но наш тест — это считывание напряжения сразу после 30 секунд включения.

г. При значении выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого реле после первого срабатывания реле будет генерировать электромагнитную индукцию. Исчезновение электромагнитной индукции требует времени, и второе напряжение срабатывания будет намного меньше. Но тестируем напряжение при первом чтении.

г. Если вы прочитали стабильное значение номинального тока, вы должны прочитать второе значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа. Если вы считываете значение номинального тока в течение 30 секунд, вы должны прочитать значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа первого действия.

Часто задаваемые вопросы о принципе работы реле

1. Что такое реле и как оно работает?
Что такое реле и как оно работает? Реле — это переключатель с электрическим приводом. Они обычно используют электромагнит (катушку) для управления своим внутренним механическим механизмом переключения (контактами). Когда контакт реле разомкнут, это включает питание цепи при активации катушки.

2. Каково основное применение реле?
Реле используются для обеспечения функций задержки времени.Они используются для отсчета времени задержки размыкания и задержки замыкания контактов. Реле используются для управления цепями высокого напряжения с помощью сигналов низкого напряжения. Точно так же они используются для управления сильноточными цепями с помощью сигналов низкого тока.

3. Каков принцип работы реле?
Реле работает по принципу электромагнитной индукции. Когда на электромагнит подается некоторый ток, он индуцирует вокруг себя магнитное поле. На изображении выше показана работа реле.Переключатель используется для подачи постоянного тока на нагрузку.

4. Как работают реле на 12 В?
Большинство реле на 12 В управляют аксессуарами в автомобилях и других транспортных средствах. Когда вы подаете небольшой ток на катушку реле, это замыкает контакты, которые, в свою очередь, подают питание на аксессуар, для работы которого обычно требуется большой ток. … Подключите провода к катушке вашего реле.

5. Каково назначение реле тока?
Назначение реле тока состоит в том, чтобы удалить пусковую обмотку или пусковой конденсатор последовательно с пусковой обмоткой из цепи при запуске.Его можно либо надвинуть на рабочие и пусковые штифты терминала компрессора, либо установить дистанционно на удалении от компрессора.

Вам также может понравиться

Электрическое реле

: Обзор контактов реле
Как работают реле? Функции и применение реле
Как проверить реле с помощью мультиметра?

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Приемники акустического пробуждения для систем управления домашней автоматикой

1.Введение

Умные дома — одна из новых тенденций интеграции технологий в повседневную жизнь людей. Как правило, во многих бытовых устройствах используется электроника, которая большую часть времени находится в режиме ожидания. Среднее энергопотребление отдельных электрических устройств в домах в режиме ожидания составляет около 60–110 Вт на дом, что в среднем составляет 10% от общей потребляемой мощности дома [1]. Однако недавние исследования показали, что до 77% энергии можно сэкономить, если электронное устройство будет полностью выключено, а не переведено в режим ожидания [2].Режим ожидания определяется как минимальная потребляемая мощность устройства, что означает, что электроника все еще активна при минимально возможной рабочей мощности. Было бы лучше полностью отключить устройства, отключив их вручную от электросети. Однако каждый раз, когда нам нужно управлять устройством, нам нужно снова подключить его, и этот утомительный процесс рано или поздно приведет к тому, что устройства останутся в обычном режиме ожидания. Поэтому автоматическое управление процессом с помощью удаленного устройства может быть оптимальным решением.Смартфоны считаются богатой средой, содержащей несколько средств связи, таких как Wi-Fi и Bluetooth. Смартфон — это устройство, которое хорошо подходит в качестве пульта дистанционного управления, и у многих пользователей он уже есть. Первый вариант — рассмотреть возможность использования встроенного приемопередатчика WiFi для установления соединения с точкой доступа в сети. На стороне приемника встроенный Wi-Fi может переключить устройство, чтобы оно реагировало на любую команду, отправленную смартфоном. Однако использование Wi-Fi приводит к увеличению энергопотребления, поскольку чип Wi-Fi должен быть постоянно подключен к сети, чтобы получать команды, передаваемые со смартфона.Bluetooth Low Energy (BLE) считается альтернативным методом работы и управления устройствами с низким энергопотреблением. Анализ производительности BLE представлен в [3]. BLE может работать от нескольких дней до нескольких лет в зависимости от активности Bluetooth и необходимого времени для его активной работы. Однако большинство смартфонов не оснащены чипом BLE, поэтому мы рассматриваем нетрадиционный метод для пробуждения приемника, подключенного к устройству, для его включения или выключения. Этот метод не требует какой-либо инфраструктуры, такой как точка доступа, подобная Wi-Fi, и он основан на сигналах акустических волн, генерируемых смартфоном, где эти акустические волны образуют сигнал пробуждения, необходимый для пробуждения электронного устройства.Концепция приемника пробуждения на сенсорном узле не нова; однако в большинстве подходов для сигнала пробуждения используются радиочастоты (RF) [4,5,6,7,8]. Использование различных подходов, отличных от RF, для пробуждения узлов как-то необычно. Кроме того, можно разработать оптический пробуждающий приемник, аналогичный [9], который обеспечивает низкое энергопотребление 695 пВт. Реализация для сети датчиков наблюдения с использованием акустических сигналов рассматривается в [10]. Разработанный приемник пробуждения ориентирован на маломощный компаратор, интегрированный с микрофоном микроэлектромеханической системы (MEMS), где производительность системы зависит от получения сигнала.Система потребляет около 300 мкВт. Подробная реализация ультразвукового пробуждающего приемника, потребляющего ток 4 мкВт и работающего на частоте 40 кГц, представлена ​​в [11]. В нем используются стандартные ультразвуковые преобразователи, где достигается дистанция пробуждения до 8,6 м. Другой документ, в котором представлен ультразвуковой пробуждающий приемник с энергией менее 1 мкВт, работающий на частоте 40 кГц для беспроводных сенсорных сетей, можно найти в [12]. Bogliolo et al. [13] обсуждали комбинацию ультразвукового модуля пробуждения, который работает на частоте 40 кГц, с устойчивым сбором энергии для питания приемников.В [14] представлен алгоритм локализации сенсорных узлов с помощью микрофонов. Кроме того, приемники пробуждения используются для локализации в экстренных случаях [15]. Целью интеграции приемников пробуждения в узлы датчиков является снижение энергопотребления за счет работы в режимах с низким энергопотреблением. Приемник ультразвукового пробуждения представлен в [16], где сигнал пробуждения передается на приемник, когда мобильное устройство перемещается в зону действия приемника. Мы представляем подход, который имеет возможность включения 16-битного кодирования адреса в сигнале пробуждения, который позволяет узлам избирательных датчиков пробуждаться от сна.Кроме того, сигнал пробуждения можно передавать с помощью коммерческих смартфонов. Мы реализовали этот подход, используя только готовые компоненты. В нашей предыдущей работе [17] мы рассмотрели подход акустических приемников пробуждения без учета каких-либо фильтров для шумоподавления и усиления сигнала, что привело к ограниченной функциональности, когда достигается расстояние до пробуждения до 5 м.

2. Конструкция приемника акустического пробуждения

В данной работе наш нынешний приемник акустического пробуждения питается от батареи для целей измерения.Ресивер должен быть встроен в бытовую технику; Таким образом, конструкция предусматривает питание приемника от сети 230 В переменного тока без использования какой-либо батареи. Поэтому наша цель в этой работе — разработать доказательство концепции приемника пробуждения.

Конструкция акустического будильника вдохновлена ​​работой, представленной в [7]. Схема содержит некоторые дополнительные компоненты, такие как микрофон и звуковой фильтр, для настройки функций приемника. Конструкцию приемника можно увидеть на блок-схеме на рисунке 1.Основным компонентом приемника является микроконтроллер малой мощности. В режиме малой мощности потребляет ток 0,1 мкА. Микроконтроллер подключен к микросхеме пробуждения AS3933 [18], которая отвечает за обнаружение сигналов пробуждения. Чип пробуждения может реагировать на частоту в диапазоне 16–150 кГц, а в режиме глубокого сна потребляет ток 2,8 мкА. Кроме того, микроконтроллер связывается с микросхемой пробуждения через шину последовательного периферийного интерфейса (SPI), чтобы назначить конкретный адрес пробуждения.Микроконтроллер использует подход рабочего цикла для включения и выключения реле для питания усилителя и микрофона. В активный период микрофон производит выборку аудиосигналов и направляет эти сигналы после их фильтрации через усилитель на микросхему пробуждения. Обнаружив сигнал пробуждения, микросхема пробуждения активирует микроконтроллер, который, в свою очередь, включает или выключает реле для питания устройства, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная структурная схема приемника акустического пробуждения, питающего устройство.

Рисунок 1. Принципиальная структурная схема приемника акустического пробуждения, питающего устройство.

2.1. МЭМС-микрофоны
Первым звеном в сигнальной цепи нашего приемника является микрофон, который преобразует акустические сигналы в электрические. Чувствительность обнаружения акустических сигналов очень важна для надежности приемника. В предыдущей работе [19] измерялась чувствительность как функция частоты. Используются четыре электретных микрофона от производителей Kingstate и Ekulit и микрофон MEMS от Knowles Acoustics.Измерение частотных характеристик между различными типами микрофонов показано на рисунке 2. В целом частотные характеристики электретных микрофонов имеют тенденцию к убыванию. Микрофон MEMS демонстрирует стабильность, а пик в его частотной характеристике появляется около 20 кГц. Таким образом, использование микрофона MEMS является предпочтительным для лучшего обнаружения сигналов, используемых в наших приемниках. Эффективность микрофона MEMS измеряется [20], чтобы увидеть, в каком направлении и под какими углами можно было бы разместить микрофон.В этом измерении используется 10 приемников. Смартфон используется для передачи 630 акустических сигналов для проверки приема приемников. Мы видели, что раскрытие углов зависит в основном от направления микрофонов и порога обнаружения приемника. Когда смартфон помещается в направлении приемника к микрофону, достигается более высокое обнаружение сигнала. Когда смартфон помещается к задней стороне приемников, скорость обнаружения сигналов уменьшается.Мы заметили, что порог обнаружения микрофонов достигает более высоких результатов, когда смартфон расположен в диапазоне углов 180 ° перед приемниками. Рисунок 2. Частотная характеристика электретных и MEMS-микрофонов в диапазоне от 500 Гц до 25 кГц (адаптировано из Hoppe [19], с разрешения © 2012 University of Freiburg). Рисунок 2. Частотная характеристика электретных и MEMS-микрофонов в диапазоне от 500 Гц до 25 кГц (адаптировано из Hoppe [19], с разрешения © 2012 University of Freiburg).
2.2. Полосовой фильтр
Пассивный полосовой фильтр напрямую подключен к выходу микрофона. В приемнике считается, что расстояние до пробуждения увеличивается, а шум сводится к минимуму. Назначение этого фильтра — максимально снизить шум перед первым каскадом усиления. Первоначально мы смоделировали несколько схем, которые включают в себя фильтры верхних и нижних частот и полосовые фильтры, чтобы получить возможную верхнюю и нижнюю частоту среза от 1 кГц до 20 кГц. Поскольку для большинства моделей смоделированных схем фильтров требуется индуктивность до 63 мГн, мы выбрали этот вариант, поскольку индукция доступна не для всех значений.К тому же особая индукция стоит недешево. Более высокое значение индукции также требует больше места в цепи. Поэтому мы выбрали значение, которое учитывает требования доступности, стоимости и площади. Для фильтрации сигналов выбираются LC-фильтр и LC-полусекционный фильтр. Чтобы избежать длительного межсоединения, фильтр размещают рядом с выходом микрофона, как показано на рисунке 3. Поэтому мы минимизируем шумовые помехи перед каскадами усилителя. Микрофоны имеют режим избирательного приема, который работает как дополнительный фильтр к LC-фильтру.Поскольку невозможно улучшить расстояние до пробуждения за счет включения вторичного LC-фильтра, мы предполагаем, что достаточно одного LC-фильтра и фильтрующего эффекта микрофона. Таким образом, увеличение отношения сигнал / шум (SNR) увеличит расстояние пробуждения, поскольку максимально достижимый диапазон пробуждения зависит от амплитуды сигнала.

Рисунок 3. Прототип платы приемника будильника.

Рисунок 3. Прототип платы приемника будильника.

2.3. Усилители
Больших расстояний до пробуждения можно добиться за счет увеличения усиления сигналов. Текущая схема содержит два каскада усиления. Однако может быть достигнуто только усиление в 400 раз, поскольку маломощный операционный усилитель (MIC861 [21]) имеет полосу усиления 400 кГц. Акустический сигнал работает на частоте 20 кГц; можно достичь только максимального коэффициента усиления 20 на шаг. Усиление сигнала упрощает обнаружение сигнала микросхемой пробуждения.Полный прототип приемника пробуждения можно увидеть на рис. 3.

3. Передатчик сигнала пробуждения

Развитие смартфонов за последние несколько лет расширилось за счет включения нескольких технологий, таких как WiFi и Bluetooth, и даже может функционировать как полноценная аудиосистема. Мы можем использовать эти технологии в качестве пульта дистанционного управления для генерации сигналов пробуждения. Однако большинство чипсетов WiFi и Bluetooth в смартфонах имеют физический уровень и уровень передачи данных, интегрированный в оборудование.Было бы очень сложно манипулировать стандартным протоколом для генерации настраиваемых радиосигналов, которые требуются для пробуждения приемников. Напротив, можно добиться генерации настраиваемых аудиосигналов, поскольку нет ограничений протокола и ограничений на звук. Кроме того, программирование пользовательских форм звуковых волн очень просто с использованием интерфейса прикладного программирования (API) в операционной системе смартфонов. Кроме того, потребляемая мощность приемника с чипом WiFi выше, чем у приемника с микрофоном.Одна из основных проблем акустического пробуждающего приемника заключается в том, при каком сигнале приемник может работать с минимальными шумовыми помехами для обнаружения действительного пробуждающего сигнала.

3.1. Частоты звука
Общеизвестно, что диапазон человеческого слуха составляет от 20 Гц до 20 кГц, и он лучше всего на частотах, на которых происходит большая часть речи, то есть около 0,5–6 кГц. Когда мы выходим из этих частотных диапазонов, способность слышать снижается. Порог слышимости человека увеличивается на высоких частотах [22].Абсолютный порог слышимости определяет минимальный уровень звукового давления, который должен иметь чистый тон, чтобы его могли распознать люди. Обычно уровни давления отображаются как функция частоты. Слышимость звукового сигнала зависит от его частоты, звукового давления и индивидуальных свойств слуха [23,24]. Звуковое давление смартфона зависит от расстояния до смартфона и от АЧХ динамика. Hoppe et al. [25] утверждает, что звук с частотой 18 кГц, издаваемый обычным коммерческим смартфоном, может быть услышан 0.13% людей на расстоянии 5 м. Более высокие частоты, чем 18 кГц, не могут быть услышаны людьми, даже если звук генерируется с более коротких расстояний. Чтобы выбрать правильную рабочую частоту для генерации сигнала пробуждения, динамик нескольких смартфонов характеризуется в аспекте нормализованной амплитуды против частоты [19]. Результаты можно увидеть на рисунке 4. Мы видели, что сигналы опускаются после частоты 6 кГц, а рост амплитуды сигналов наблюдается около 16 кГц, независимо от типа смартфона.Однако частота 16 кГц встречается в диапазоне человеческого слуха. Передача акустических сигналов пробуждения на этой частоте приведет к возникновению шума, который может повлиять на человеческий слух. Поэтому мы предпочитаем использовать частоту, которая, с одной стороны, по-прежнему обеспечивает хорошую амплитуду в динамике смартфона, но, с другой стороны, не может быть услышана людьми. Кроме того, более высокие частоты менее восприимчивы к шуму окружающей среды, как и более низкие частоты. Поэтому мы выбрали 20 кГц в качестве рабочей частоты нашего сигнала пробуждения. Рисунок 4. Нормализованная амплитуда в дБ относительно частоты для синусового тона с различными динамиками смартфонов (адаптировано из Hoppe [19], с разрешения © 2012 University of Freiburg). Рисунок 4. Нормализованная амплитуда в дБ относительно частоты для синусового тона с различными динамиками смартфонов (адаптировано из Hoppe [19], с разрешения © 2012 University of Freiburg).
3.2. Акустический сигнал пробуждения
Сгенерированный сигнал пробуждения имеет особую структуру для того, чтобы быть обнаруженным чипом пробуждения, аналогично радиочастотным сигналам пробуждения из работы, представленной в [7], где используется амплитудная манипуляция закодировать адрес.Акустический сигнал пробуждения работает на частоте 20 кГц, а длина сигнала составляет 27 мс. Акустический сигнал пробуждения можно увидеть на рисунке 5. Он состоит из трех различных частей: первая часть — это пакет несущей, который генерируется в течение 4,5 мс; вторая часть — это преамбула, состоящая из двоичного числа 10101010, где один бит передается в течение 18 периодов с частотой 20 кГц; последняя часть — это закодированный 16-битный адрес, а на рисунке 5 адрес представлен шестнадцатеричным числом (0x6655).Адресные приемники пробуждения имеют то преимущество, что они реагируют только при обнаружении совпадающего адреса. Благодаря этому в доме можно установить несколько приемников пробуждения для раздельного управления устройствами по мере необходимости.

Рисунок 5. Акустический сигнал пробуждения.

Рисунок 5. Акустический сигнал пробуждения.

Оптимизация сигнала пробуждения необходима для работы приемника. Акустический сигнал пробуждения генерируется в виде пакета, за которым следует несколько фаз включения / выключения.Жесткое переключение между фазами включения и выключения усилителя генерирует синусоидальные импульсы и импульсы Дирака на выходе усилителя, что приводит к генерации нежелательных частотных составляющих. Они отчетливо слышны через громкоговоритель и считаются шумом и звуковыми сигналами, влияющими на сигнал; таким образом, они нежелательны. Поэтому мы оптимизировали генерируемый в смартфоне сигнал, применив полосовой фильтр, который нормализует сигнал до 0 дБ, чтобы избежать любого шума, который может возникнуть в результате увеличения громкости смартфона до максимального уровня.На рисунке 6 показан участок сигнала пробуждения, где верхняя часть рисунка представляет собой неоптимизированный участок сигнала, а нижняя часть рассматривается после оптимизации. В конце концов, оптимизированный акустический сигнал не слышен для людей.

Рисунок 6. Верхняя часть представляет собой участок неоптимизированного звукового сигнала будильника. Применяя полосовой фильтр, будет сгенерирован оптимизированный акустический пробуждающий сигнал, аналогичный нижней части.

Рисунок 6. Верхняя часть представляет собой участок неоптимизированного звукового сигнала будильника. Применяя полосовой фильтр, будет сгенерирован оптимизированный акустический пробуждающий сигнал, аналогичный нижней части.

Кроме того, мы оптимизировали процесс передачи сигнала в аудиодинамике смартфона. До и после передачи сигнала пробуждения мы вставили период паузы в 10 мс, чтобы избежать шума, который может возникнуть при работе со смартфоном. Поэтому усилитель и динамики не должны сразу же работать на частоте 20 кГц после подачи команды на смартфоне, что поможет устранить любой возможный шум.Сигнал может непрерывно воспроизводиться в смартфоне для обеспечения надежности, при которой сигнал пробуждения правильно принимается предполагаемым приемником пробуждения.

4. Результаты и обсуждение

4.1. Потребляемый ток
Основным компонентом акустического приемника пробуждения является микросхема пробуждения. Он потребляет всего 2,7 мкА. Хотя схема пробуждения, которая рассматривается в этой работе, является пассивной, микрофон является активным компонентом MEMS, где обычное потребление тока усилителем измеряется с помощью мультиметра Fluke 87 III True RMS [26] и составляет 140 мкА.Чтобы снизить энергопотребление приемника, источник питания микрофона следует включать и выключать в рабочем цикле, аналогичном показанному на рисунке 7. Несколько подходов к управлению энергопотреблением с использованием рабочего цикла в беспроводных сенсорных сетях обсуждаются в [ 27]. Рабочий цикл контролируется внутренним таймером микроконтроллера. Это приводит к потреблению тока 15 мкА в фазе сна. Однако сигнал пробуждения можно обнаружить только в активной фазе микрофона.Поэтому мы оптимизировали активную фазу рабочего цикла, чтобы сигнал пробуждения мог передаваться в течение 60 мс. Чтобы микросхема пробуждения обнаружила сигнал в течение указанного периода, необходимо поддерживать определенный шаблон.

Рисунок 7. Схематическое изображение реализованного рабочего цикла.

Рисунок 7. Схематическое изображение реализованного рабочего цикла.

4.2. Расстояние до пробуждения
Расстояние до пробуждения является важным фактором при характеристике функциональности приемника пробуждения, поскольку это расстояние определяет рабочий диапазон приемника пробуждения.На рисунке 8 показана схема измерения расстояний до пробуждения. Измерения проводились вне помещения в свободном поле, а также в закрытом здании. Передатчик и приемник были прикреплены к столбам высотой h = 1,2 м от земли. Динамик телефона был направлен в сторону приемника для достижения максимального порога обнаружения. В помещении приемники были размещены в коридоре длиной 13 м, шириной 2 м и высотой 4 м. Стены коридора облицованы гипсом, а потолок и пол — бетоном.

Рисунок 8. Измерительная установка для определения расстояний до пробуждения.

Рисунок 8. Измерительная установка для определения расстояний до пробуждения.

В наших измерениях мы использовали два смартфона, iPhone 4S и Samsung Galaxy S4, чтобы проверить возможное расстояние и надежность приемников пробуждения. Основное различие, которое может повлиять на расстояние, — это разные типы динамиков в обоих смартфонах. Помимо динамиков, расстояние зависит от звукового давления p сигнала, которое можно записать в соответствии со следующим уравнением: где A — амплитуда, f — частота, t — время, λ — длина волны сигнала, а d — расстояние между отправителем и получателем.Из уравнения (1) видно, что амплитуда звукового давления обратно пропорциональна расстоянию до источника звука. С каждого смартфона мы отправили 50 сигналов пробуждения на приемник в каждой точке измерения. Из-за разной доступности смартфонов используются разные точки измерения. Процент принятых сигналов на каждом расстоянии можно увидеть на Рисунке 9. Как правило, среднее расстояние между пользователем и бытовой техникой составляет около 5 м, чтобы пользователь мог управлять любым устройством.Из рисунка видно, что требуемое расстояние покрытия 5 м было достигнуто с вероятностью успеха более 70% как для iPhone, так и для Samsung Galaxy. Мы преодолели расстояние 12 м с 18% успехом в помещении с помощью смартфона Samsung. На улице мы достигли дистанции пробуждения в диапазоне 30 м с вероятностью успеха более 40% для Samsung и дистанции 12 м с вероятностью успеха 40% в случае iPhone. Из-за отражений от земли на рисунке видна рябь.Кроме того, отражение от стен и потолка в помещении снижает эффективность обнаружения достоверных сигналов. Таким образом, наружные измерения дают лучшие результаты.

Рисунок 9. Пробуждение сигнализирует об успешном приеме для Samsung Galaxy и iPhone.

Рисунок 9. Пробуждение сигнализирует об успешном приеме для Samsung Galaxy и iPhone.

4.3. Время работы
Наш приемник пробуждения может работать без питания от сети.Для проверки времени его работы мы использовали обычную батарейку типа «таблетка» емкостью 950 мАч. В таблице 1 представлены данные, которые используются для расчета времени работы. Потребление тока приемником пробуждения измеряется в активной фазе и фазе сна.

Таблица 1. Параметры, используемые для расчета срока службы приемника будильника.

Ток в фазе сна
Таблица 1. Параметры, используемые для расчета срока службы приемника пробуждения.
Символ Параметр Значение
Qbat Емкость аккумулятора 950 мАч
Iactive Ток в активной фазе 14012 9117
15 мкА
Активный Время в активных фазах 60 мс / 250 мс / 500 мс / всегда
Мы использовали следующую формулу для расчета работы, в которой работает приемник. использует рабочий цикл для переключения между активной и спящей фазами.Временной интервал Tint состоит как из периода ожидания, так и из активного периода рабочего цикла. Мы использовали оттенок 1–20 с с учетом шага в 1 с.

Toperation = Qbat · TintTactive · Iactive + Tsleep · ISleep

(4)

Время работы приемника пробуждения зависит от интервала времени, где чем больше установлен интервал, тем дольше доминирует фаза сна. Поэтому мы рассчитали время работы для четырех различных активных фаз, чтобы увидеть влияние активной фазы на долговечность батареи приемника.Чем длиннее активная фаза, тем больше энергии потребляет приемник. Если мы не выключаем приемник и микрофон всегда активен, то приемник проработает 283 дня. При настройке приемника на более длительные интервалы времени это означает, что пользователю придется дольше ждать, чтобы включить устройство, подключенное к приемнику. Среднее время ожидания 5 с — это разумное время, в течение которого приемник может проработать 1439, 1863 и 2399 дней, когда Tactive составляет 500, 250 и 60 мс соответственно.Результат различных временных интервалов можно увидеть на рисунке 10. Мы можем увеличить время работы приемника, когда устройства, подключенные к приемнику, не требуют быстрого времени отклика, где мы можем увеличить время интервала. Если мы рассмотрим требования по току BLE [28], где также используется рабочий цикл, потребление тока при активации трансивера BLE составляет 14,7 мА, а BLE потребляет 1 мкА в глубоком сне. Хотя скорость передачи данных BLE выше, чем у акустических аудиосигналов, создание настраиваемых сигналов пробуждения с использованием BLE затруднено из-за ограничений, накладываемых уровнями BLE.Кроме того, в старых телефонах нет встроенного чипа BLE. Следовательно, использовать акустические волны для генерации сигналов пробуждения проще, поскольку нет ограничений протокола на звук.

Рисунок 10. Расчет времени работы будильника на разных активных фазах.

Рис. 10. Расчет времени работы будильника на разных активных фазах.

5. Выводы

В этой работе мы представили 16-битный адресный акустический приемник пробуждения, который можно использовать для управления домашними устройствами путем включения и выключения их от основного источника питания.В этом процессе мы отключаем устройства, когда они не используются, чтобы уменьшить потери мощности при непрерывной работе в режиме ожидания. Приемник состоит из стандартных компонентов, таких как микрофон MEMS, который используется для преобразования акустических волн в электрические напряжения. Кроме того, активизирующий приемник включает в себя фильтр и усилители для уменьшения шума и усиления сигналов для лучшего обнаружения. Используется подход рабочего цикла, который управляется микроконтроллером. В активной фазе микрофон MEMS включен для приема акустических сигналов.Микросхема пробуждения обнаруживает сигнал с действительным адресом на частоте 20 кГц и переводит приемник из спящего режима в активный режим для включения и выключения бытовой техники при обнаружении сигналов. В активной фазе приемнику требуется 140 мкА, тогда как приемнику требуется 15 мкА в фазе сна. Установка позволяет человеку, у которого есть смартфон, разбудить приемники в окрестностях. На улице расстояние до пробуждения составляет 30 м, а в помещении — до 12 м.

Благодарности

Эта работа частично поддержана Немецким исследовательским фондом (Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)) в рамках исследовательской группы 1103 (Встроенные микросистемы).

Вклад авторов

Авторы внесли равный вклад в эту работу. Амир Банноура и Фабиан Хёфлингер спроектировали, разработали и протестировали функциональность приемника будильника. Омар Горгиес предоставил информацию и рекомендации по аппаратному обеспечению и электронным компонентам. Джоан Албеса и Герд Ульрих Гамм помогли в разработке различных измерений и экспериментальных сценариев. Леонард Рейндл инициировал это исследование и дал совет о том, как преобразовать спроектированный РЧ-активизирующий приемник в акустический будильник.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

  1. Мейер, А. Ожидание: Где мы сейчас? В материалах летнего исследования ECEEE 2005: Что работает и кто выполняет? Европейский совет по энергоэффективной экономике, Манделье, Франция, 30 мая — 4 июня 2005 г .; С. 2847–2854.
  2. Auftrag Gegeben hat die Untersuchung der Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE). MehrStromverbrauch Durch Stand-by-Modus als im Betrieb; VDE: Берлин, Германия, 2008 г.[Google Scholar]
  3. Gomes, C .; Oller, J .; Параделлс, Дж. Обзор и оценка технологии Bluetooth с низким энергопотреблением: новая технология беспроводной связи с низким энергопотреблением. Датчики 2012 , 12, 11734–11753. [Google Scholar] [CrossRef]
  4. Gu, L .; Станкович, Дж. Пробуждение по радио для беспроводных сенсорных сетей. RealTime Syst. 2005 , 29, 157–182. [Google Scholar] [CrossRef]
  5. Yoon, D.-Y .; Jeong, C.-J .; Картрайт, Дж .; Kang, H.-Y .; Han, S.-K .; Kim, N.-S .; Ха, Д.-С .; Ли, С.-ГРАММ. Новый подход к системе приемников с низким энергопотреблением и малой задержкой для беспроводных сенсорных узлов. IEEE J. Твердотельные схемы 2012 , 47, 2405–2419. [Google Scholar] [CrossRef]
  6. Le-Huy, P .; Рой, С. Радио пробуждения с низким энергопотреблением для беспроводных сенсорных сетей. Моб. Netw. Прил. 2010 , 15, 226–236. [Google Scholar] [CrossRef]
  7. Gamm, G .; Kostic, M .; Sippel, M .; Рейндл, Л.М. Узел датчиков с низким энергопотреблением и возможностью активизации по запросу. Int. J. Sens. Netw. 2012 , 11, 48–56. [Google Scholar] [CrossRef]
  8. Oller, J .; Демиркол, И .; Casademont, J .; Paradells, J .; Gamm, G.U .; Рейндл, Л. Оценка производительности и сравнительный анализ систем пробуждения с модуляцией поднесущей для энергосберегающих беспроводных сенсорных сетей. Датчики. 2014 , 14, 22–51. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Зеленая версия]
  9. Gyouho, K .; Yoonmyung, L .; Suyoung, B .; Inhee, L .; Yejoong, K .; Сильвестр, Д .; Blaauw, D. Резервный оптический пробуждающий приемник мощностью 695 пВт для беспроводных сенсорных узлов.В материалах конференции IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC), Сан-Хосе, Калифорния, США, 9–12 сентября 2012 г .; С. 1–4.
  10. Goldberg, D .; Pouliquen, P .; Андреу, А .; Загадка, L .; Julian, P .; Росаско, Р. Детектор пробуждения для сенсорной сети акустического наблюдения: алгоритм и реализация СБИС. В Трудах Третьего Международного симпозиума по обработке информации в сенсорных сетях, Беркли, Калифорния, США, 26–27 апреля 2004 г .; С. 134–141.
  11. Yadav, K .; Kymissis, I .; Кинджет, П.Приемник пробуждения 4,4 мкВт с использованием ультразвука. IEEE J. Data Solid-State Circuits 2013 , 48, 649–660. [Google Scholar] [CrossRef]
  12. Lattanzi, E .; Дромедари, М .; Фрески, В .; Bogliolo, A. Дополнительный ультразвуковой триггер пробуждения с возможностью адресации для беспроводных сенсорных узлов. Сенсорная сеть ISRN. 2013 . [Google Scholar] [CrossRef]
  13. Bogliolo, A .; Фрески, В .; Lattanzi, E .; Мерфи, A.L .; Раза, У. На пути к истинной энергетически устойчивой WSN: тематическое исследование со сбором данных на основе прогнозов и приемником пробуждения.В материалах Международного симпозиума IEEE по встраиваемым промышленным системам (SIES), Пиза, Италия, 19–21 июня 2014 г .; С. 21–28.
  14. Biswas, R .; Трун, С. Распределенный подход к пассивной локализации для сенсорных сетей. В материалах Национальной конференции по искусственному интеллекту, Питтсбург, Пенсильвания, США, 9–13 июля 2005 г .; Том 20, с. 1248.
  15. Simon, N .; Bordoy, J .; Höflinger, F .; Wendeberg, J .; Шинк, М .; Tannhauser, R .; Reindl, L .; Schindelhauer, C. Система локализации в помещении для аварийно-спасательных служб с помощью радиоприемников со сверхмалым энергопотреблением.В материалах Международной конференции IEEE по контрольно-измерительной технике (I2MTC), Пиза, Италия, 11–14 мая 2015 г .; С. 309–314.
  16. Bryger, B .; Еручимович, Б .; Даган, Н. Ультразвуковые мобильные приемники в режиме ожидания. Патент США № 20130114380, 9 мая 2013 г. [Google Scholar]
  17. Höflinger, F .; Gamm, G.U .; Albesa, J .; Рейндл, Л.М. Пульт дистанционного управления смартфоном для приложений домашней автоматизации на основе акустических приемников пробуждения. В трудах Международной конференции по измерительным приборам и измерительным технологиям IEEE (I2MTC), Монтевидео, Уругвай, 12–15 мая 2014 г .; стр.1580–1583.
  18. Австрия Микросистемы. Технические характеристики микросхем НЧ-детектора AS3932 / AS3933. Доступно в Интернете: http://www.ams.com/eng/acceptpolicy/information/66224/570460/AS3933_Datasheet_EN_v2.pdf (по состоянию на 20 октября 2015 г.).
  19. Hoppe, J. Indoor-Lokalisierung von Smartphones Mittels Schall. Магистерская работа, Фрайбургский университет, Фрайбург-им-Брайсгау, Германия, 28 августа 2012 г. [Google Scholar]
  20. Ens, A .; Höflinger, F .; Wendeberg, J .; Hoppe, J .; Zhang, R .; Bannoura, A .; Рейндл, Л.; Шиндельхауэр, К. Акустическая самокалибрующаяся система для слежения за домашними смартфонами. Int. J. Navig. Обс. 2015 . [Google Scholar] [CrossRef]
  21. МИКРЕЛ. MIC861. Операционный усилитель со сверхнизким энергопотреблением Teeny ™. Доступно в Интернете: http://www.micrel.com/_PDF/mic861.pdf (по состоянию на 20 октября 2015 г.).
  22. Plack, C.J. The Sense of Hearing; Lawrence Erlbaum Associates Publishers: Hillsdale, NJ, USA, 2005. [Google Scholar]
  23. Höflinger, F .; Zhang, R .; Hoppe, J .; Bannoura, A .; Рейндл, Л.; Wendeberg, J .; Бюрер, М .; Шиндельхауэр, К. Акустическая самокалибрующаяся система для отслеживания смартфонов в помещении (ASSIST). В материалах Международной конференции по внутреннему позиционированию и внутренней навигации (IPIN), Сидней, Австралия, 13–15 ноября 2012 г .; С. 1–9.
  24. Sakamoto, M .; Sugasawa, M .; Kaga, K .; Камио Т. Средние пороги в диапазоне от 8 до 20 кГц в зависимости от возраста; Скандинавская аудиология, Informa UK Ltd .: Эссекс, Великобритания, 1998; Том 27, стр. 189–192. [Google Scholar]
  25. Хоппе, Дж.; Höflinger, F .; Рейндл, Л. Акустические приемники для локализации домашнего смартфона. В материалах Международной конференции по внутреннему позиционированию и навигации в помещениях (IPIN) 2012 г., Сидней, Австралия, 13–15 ноября 2012 г .; С. 1–10.
  26. FLUKE. Мультиметры 80 серии III. Доступно в Интернете: http://assets.fluke.com/manuals/8xiii___sieng0200.pdf (по состоянию на 20 октября 2015 г.).
  27. Anastasi, G .; Conti, M .; ди Франческо, М .; Пассарелла, А. Энергосбережение в беспроводных сенсорных сетях: обзор.J. Ad Hoc Netw. 2009 , 7, 537–568. [Google Scholar] [CrossRef]
  28. Texas Instruments. Запатентованная система на кристалле Bluetooth ™ с низким энергопотреблением 2,4 ГГц. Доступно в Интернете: http://www.ti.com/lit/gpn/cc2541 (по состоянию на 20 октября 2015 г.).

© 2016 Авторы; лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons by Attribution (CC-BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 /).

В чем разница между датчиками и реле?

У кого-то, далекого от темы, может возникнуть вопрос: чем отличается датчик от реле? Ответим на этот вопрос. Сенсор и реле принципиально разные вещи. Если датчик по существу является средством измерения, средство переключения реле. Как видите, разница довольно существенная и в целом принципиальная.

Датчик

Задача датчика — выдать сигнал, указывающий на текущие измерения.При этом информация, поступающая с датчика, передается для обработки, преобразования или хранения в удобном виде, но недоступна для наблюдателя или самого оборудования.

Датчики бывают электронными или механическими, они обычно служат для измерения любой физической величины и преобразования ее в другую физическую величину, удобную для оборудования или персонала. Например, значение измеренной температуры (термопара) или магнитной индукции (датчик Холла) можно преобразовать в определенное напряжение или ток.

Датчики, широко используемые в различных научных исследованиях для проверки настроек, телеметрии и контроля качества в различных тестах.

Автоматизированная система управления и система, в которой необходимо получить информацию о размерах, немыслимы без датчиков: система управления процессами или устройствами, система управления и сигнализация.

Такие величины, как скорость, давление, смещение, температура, напряжение, расход, концентрация, ток и частота, преобразованные в оптические, электрические или пневматические сигналы, удобные для измерения, преобразования, регистрации, передачи и хранения информации о текущем состоянии система или объект контроля или управления.

Электронный датчик, например, состоит из датчика и преобразователя, основными характеристиками которого являются диапазон измерения, чувствительность и точность.

Исторически датчики неразрывно связаны с измерительными приборами и методами измерения в целом: барометры, термометры, спидометры, расходомеры и т. Д.

Термин «датчик» представляет собой общее понятие, которое было усилено в связи с распространением систем автоматического управления, где датчик является частью логической цепочки: датчик, устройство управления, исполнительный орган, объект управления.

Реле

Реле — это, по сути, ключ, электронный или соленоид, предназначенный для переключения, размыкания и замыкания электрической цепи в ответ на входной сигнал реле. Это входное воздействие может быть как электрическим, так и неэлектрическим.

Когда вы говорите «реле», обычно имеется в виду соленоид, который является устройством, размыкающим или замыкающим контакты во время подачи напряжения на катушку реле, которое генерирует в обмотке ток, который, в свою очередь, создает магнитное поле, приводящее к механическому реле движения (притяжения) ферромагнитного якоря.

Якорь соединен с механическими контактами и перемещается вместе с ними, что приводит к короткому замыканию или разрыву внешней цепи. Раньше были широко распространены специальные реле, используемые в качестве переключателя поворотников в автомобилях.

Основными частями соленоида во все времена были и остаются: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой катушку реле, намотанную на ферромагнитное ярмо. Якорь действует как пластина из магнитного материала, он посредством толкателей воздействует на контакты.

Термином «реле» обычно называют различные устройства, переключающие контакты в ответ на изменение некоторой входной переменной, не обязательно электрической.

Итак, есть «термовыключатель», реагирующий на изменение температуры, «фото-переключатель», реагирующий на уровень освещенности, «акустические реле», реагирующие на звук. Фактически это датчики, которые подключены к реле и взаимодействуют с ними по определенному алгоритму.

Слово «реле», иногда называемое таймерами, например «таймер», таймер соединен в цепи с любым устройством и включает / выключает его через интервалы времени, отсчитываемые электронным таймером, который только отправляет входной сигнал на реле для его работа.

Например, внутренний вентилятор работает несколько минут, затем отключается и снова включается через несколько минут, можно сказать, что таймер управляет действием реле.

Есть на рынке и класс полупроводниковых переключателей, называемых твердотельными реле. Эти устройства работают аналогично соленоидным реле, подается входной сигнал и устройство переключает рабочую цепь.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *