Аккумуляторная блютуз-колонка своими руками

Как сделать Bluetooth колонку своими руками — пошаговое руководство

В последнее время все чаще можно встретить людей, которые слушают музыку не в наушниках, а благодаря использованию Bluetooth колонки. Это переносное устройство представляет собой корпус, в котором вместе с динамиками размещен аккумулятор и ресивер, получающий сигнал от телефона по Bluetooth-каналу.

Портативные колонки отличаются приятным звучанием и высокой громкостью, к сожалению, их приобретение зачастую связно с существенными финансовыми расходами. Рассмотрим, как сделать блютуз колонку своими руками, сэкономив при этом приличную сумму денег.

Необходимые компоненты

Прежде чем приступать к изготовлению, необходимо убедиться, что все требуемые элементы присутствуют под рукой. К ним относится:

    Старая колонка небольшого размера либо корпус и два динамика.

Bluetooth-ресивер, получающий сигнал от телефона и передающий звучание мелодии на динамики. Заказать этот компонент можно в Китае либо в интернет-магазине, расположенном поблизости. Обычно такие изделия стоят сравнительно недорого. В настоящее время ресивер можно приобрести за 6 долларов с учетом доставки.

Аккумулятор от старого телефона. Чем больше емкость батареи, тем дольше будет работать колонка без необходимости подключения к зарядному устройству.

Усилитель звука (от 0,5 доллара на Aliexpress). В текущем примере используется усилитель класса D, модель pam8403, напряжение 5В.

  • Также потребуется рабочий паяльник, припой, герметик или клей.
  • Если все требуемые компоненты уже находятся на столе и готовы к использованию, то можно приступать к сборке устройства.

    Мощная блютуз колонка своими руками

    Первым этапом изготовления является знакомство со схемой Bluetooth-ресивера. Для этого требуется разобрать его корпус. Внутри находится:

    • антенна;
    • Bluetooth-приемник;
    • память;
    • контроллер зарядки;
    • два светодиода, отображающие уровень заряда и процесс восполнения емкости;
    • усилитель звука;
    • конденсатор;
    • тумблер включения-выключения питания;
    • также на плате припаяны гнезда для подключения зарядного устройства (Micro-USB) и присоединения наушников или колонки посредством разъема 3,5 мм.

    На обратной стороне, в зависимости от модели ресивера, может находиться небольшой аккумулятор. Его потребуется заменить на более емкий, чтобы увеличить время автономной работы колонки. Это единственная доработка, которая потребуется в отношении покупного ресивера.

    Подключение емкой батареи

    Замена батареи своими руками для Bluetooth колонки проводится следующим образом:

      Разогревается паяльник и его жалом выпаивается два контакта (плюс и минус) на плате. Процедура обеспечивает отключение аккумулятора с малой емкостью. Дальше его можно отклеить и убрать либо оставить в корпусе.

  • На подготовленный аккумулятор напаивается два провода (если он съемный). В случае с несъемными аккумуляторами все проще – там контакты сразу идут от корпуса, поэтому паять ничего не придется.
  • Соблюдая полярность, припаять провода к плате ресивера. На батарее и ресивере обозначены контакты плюсовой и минусовой полярности.

  • Провести проверку проделанной работы, включив устройство. Об этом должен сообщить светодиодный индикатор.
  • Пайка контактов усилителя

    Следующий крупный этап создания самодельной портативной колонки заключается в пайке всех необходимых контактов к усилителю. Разберем эту процедуру пошагово в разрезе подключаемых элементов. Итак, чтобы соединить усилитель с ресивером потребуется припаять на него три провода от штекера mini-jack. Делается это так:

      На нижней части платы усилителя нужно отыскать пометки с буквами «L» (левый канал), «R» (правый канал) и перевернутой «Т» (земля или минус). Обычно они находятся рядом с контактом подачи питания.

    К трем найденным контактам припаять провода от штекера mini-jack: белый на «L», оранжевый на «R», зеленый на «T». Цвета могут не соответствовать указанным, следует руководствоваться пометками на штекере.

  • Когда процедура выполнена, можно подключить штекер в соответствующий разъем, однако его проверку пока произвести не получится.
  • На этом этапе сигнал поступает от ресивера на усилитель, однако дальше не проходит, поскольку к нему не подключены провода от двух динамиков. В верхней части платы находится пометка «Out», а рядом с ней два набора контактов (плюс и минус). Схема подключения динамиков блютуз колонки своими руками следующая:

    • От динамика, отвечающего за левый канал, отходят два провода – плюс и минус. Их следует подсоединить к соответствующим контактам на плате (они маркированы отметкой «L»). Канал для динамика выбирается произвольно.
    • От динамика, который выбран для воспроизведения правого канала также взять два провода и припаять на схему. Место в данном случае обозначено буквой «R».

    Теперь динамики соединены с усилителем и ресивером, а значит соединение всех необходимых контактов практически завершено. Осталось только подать питание на усилитель:

    • Напрямую брать плюс от аккумулятора запрещено. В таком случае ток будет подаваться постоянно, что спровоцирует быстрый разряд.
    • Минус на усилителе можно не подключать, поскольку он уже подается через штекер mini-jack.
    • Контакт для подачи питания находится в нижней части схемы справа. Рядом расположена пометка «5V».
    • Кабель припаивается к плюсу на усилителе.

  • Дальше необходимо найти требуемый контакт на ресивере. Он идет от кнопки включения-выключения. Здесь нужно быть внимательнымы, поскольку там присутствует два плюса, один из которых подключен напрямую с батареей – его использовать нельзя.
  • Читайте также:
    Антенна - Bi-Quad W-LAN Wi-Fi 2,4 ГГц. Сделай сам

    На этом шаге Bluetooth колонка своими руками уже имеет все необходимые контакты и может функционировать. Настало время проверить ее работоспособность и правильность подключения всех проводов.

    Проверка работоспособности

    Чтобы выполнить проверку колонки, следует:

      Подключить штекер mini-jack, идущий от усилителя к ресиверу.

  • Включить питание на ресивере.
  • Взять телефон или планшет, с которого будет вестись трансляция.
  • Включить Bluetooth и выполнить поиск находящихся поблизости устройств. В этом варианте ресивер определяется как «DL-LINK».

  • Следует нажать на название и ввести пароль подключения. Обычно это 0000.
  • Теперь можно запустить музыкальный трек и проверить звучание.
  • Если все функционирует исправно, выполняется сборка компонентов внутри корпуса колонки.

    Сборка колонки

    Блютуз колонка своими руками из старой колонки может быть собрана разными способами, которые являются более простыми или сложными. Если нет желания особо заморачиваться, то схема следующая:

      Внутри корпуса колонки разместить усилитель и аккумулятор. Посадить элементы на клей или закрепить другим удобным способом. Главное, чтобы они не болтались внутри.

  • Динамики установить обратно в родные отверстия, выполнить уплотнение соединения клеем или герметиком. Это не позволит компонентам дребезжать во время звучания.
  • Высверлить в корпусе небольшое отверстие для вывода проводов, идущих к ресиверу наружу.
  • Закрепить ресивер на внешней стороне корпуса колонки. Так будет получен прямой доступ к гнезду для зарядки и переключателю включения.
  • На этом сборка завершена. Если хочется получить более аккуратный вариант, то потребуется:

    • Выпаять разъем зарядки и переключатель.
    • Сделать их выносными посредством припаивания проводов требуемой длины.
    • Проделать в корпусе отверстия для установки указанных элементов.
    • Выполнить монтаж при помощи эпоксидной смолы или другого прочного вещества.

    В этом случае все рабочие элементы будут спрятаны под корпусом, что придаст Bluetooth-колонке привлекательный внешний вид и схожесть с моделью серийного производства.

    По итогу самодельная портативная колонка обойдется владельцу в 7-8 долларов, что значительно меньше, нежели цены на самые дешевые готовые варианты, предлагаемые производителями. Перед началом работы придется приобрести требуемые элементы, поэтому процесс включает небольшую подготовку. Из инструментов потребуется только паяльник и некоторое количество тонких проводов. Четко следуя инструкции, сборка и пайка контактов не вызовет трудностей, к тому же все места подключений имеют соответствующую маркировку на платах.

    Схема акустического датчика (звуковое реле) на микросхемах CD4069, CD4020

    Этот датчик можно применить в системе автоматического управления освещением, чтобы по его сигналу включать свет, если в помещении кто-то ходит или разговаривает, по хлопку в ладоши, или в охранной системе, чтобы реагировать на шум в том месте, где шума быть не должно, да и много других применений ему можно найти.

    Главной особенностью датчика является то, что его усилительные каскады выполнены на логических инверторах микросхемы CD4069, переведенных в аналоговый усилительный режим. Этот датчик – ещё одна демонстрация того, как логические микросхемы могут работать в аналоговом режиме.

    Схема акустического сенсора

    Чувствительный элемент датчика -микрофон М1. Здесь используется миниатюрный микрофон от диктофона, он электретный, к сожалению, тип его не известен (маркировка отсутствует), но с большой степенью достоверности можно утверждать, что здесь можно применить практически любой стандартный электретный микрофон с двумя выводами и встроенным усилителем.

    Питание на микрофон поступает через блокирующую RC-цепочку R1-C1, резистор R2 служит нагрузкой его встроенного усилителя. Сигнал через конденсатор С2 поступает на подстроечный резистор R3, которым можно регулировать чувствительность датчика в целом.

    Далее, сигнал поступает на усилитель НЧ, выполненный на логических элементах D1.1-D1.3 микросхемы CD4069. Для того чтобы данные элементы работали в усилительном аналоговом режиме цепь из трех последовательно включенных элементов охвачена обратной связью, состоящей из резисторов R4 и R5. Теоретически, коэффициент усиления этого усилителя будет равен делению R5 на R4.

    На самом деле, он будет существенно ниже. На элементе D1.4 сделан еще один усилитель, данный элемент в аналоговый режим переведен цепью обратной связи, состоящей из резистора R6.

    При наличии достаточного уровня громкости, этот усилитель переходит в режим ограничения и на его выходе появляются хаотические импульсы логической амплитуды, которые через конденсатор С5 поступают на вывод 11 счетчика D2. Цепь C5-R7 эти импульсы преобразует в положительные, и первый же из них устанавливает счетчик D2 в нулевое положение.

    Исходным, является такое положение счетчика D2, в котором на его старшем выходе (вывод 3) присутствует логическая единица. При этом, высокий логический уровень с вывода 3 D2 через диод поступает на вывод 13 D1.5. А на элементах D1.5 и D1.6 выполнен мультивибратор, генерирующий импульсы, поступающие на счетный вход счетчика D2 (на его вывод 10).

    Пока на вывод 13 D1.5 через VD1 проходит логическая единица, мультивибратор D1.5- 1.6 заблокирован, и импульсы не генерирует.

    Если же, уровень звука достаточный для срабатывания датчика, то амплитуда импульсов с выхода D1.4 будет достаточной для обнуления счетчика D2. При этом, на его всех выходах, в том числе и на старшем, устанавливается логический ноль. При этом, диод VD1 закрывается и перестает влиять на вход логического элемента D1.5.

    Читайте также:
    Антенны для Вашего ТЕЛЕВИЗОРА своими руками

    Мультивибратор D1.5-D1.6 запускается и генерирует импульсы, поступающие на вход «С» D2. А логический ноль на выводе 3 D2 зажигает индикаторный светодиод, и служит сигналом к тому, что датчик сработал.

    Рис. 1. Принципиальная схема акустического датчика (звукового реле) на двух микросхемах.

    Дальше ситуация может развиваться двумя путями. Если звук прекратился, то счетчик D2 посчитает импульсы, генерируемые мультивибратором D1.5-D1.6, и, примерно через 15 секунд, на его выводе 3 установится логическая единица. Светодиод погаснет, а диод VD1 выключит мультивибратор.

    Если звук не прекращается, или повторяется чаще, чем один раз в 15 секунд, то счетчик D2 будет периодически обнуляться импульсами с выхода D1.4, и состояния с единицей на выводе 3 не достигнет.

    Таким образом, ноль на выводе 3 D2 присутствует столько времени, сколько звучит звук, раздающийся с интервалами не реже чем 15 секунд, плюс еще 15 секунд. Например, если этот датчик должен управлять лампой по хлопку в ладоши, то после каждого хлопка свет будет гореть 15 секунд.

    Время 15 секунд некритично, его можно изменить как угодно, для этого нужно изменить соответствующим образом частоту импульсов, генерируемых мультивибратором на D1.5-D1.6 подбором сопротивления R8 или емкости С6.

    Детали и их замена

    Светодиод HL1 нужен только для демонстрации работы датчика, в реальном устройстве его можно исключить из схемы.

    Микросхему CD4069 можно заменить любой из «. 4069» или отечественным аналогом К561ЛН2. Микросхему CD4020 можно заменить любой из «. 4020» или отечественным аналогом К561ИЕ16.

    Напряжение питания может быть от 5 до 15V, но нужно учитывать, что при увеличении напряжения питания усилительные свойства усилительных каскадов на основе инверторов микросхемы CD4069 снижаются.

    ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

    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. Автор: Валерий Иванов.

    Читайте также:
    Самодельный ночной светильник "Облачко" на Raspberry Pi Zero

    Форум по обсуждению материала ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

    Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

    Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры – краткий обзор и сравнение технологий.

    Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.

    Схема акустического датчика (звуковое реле) на микросхемах CD4069, CD4020

    Этот датчик можно применить в системе автоматического управления освещением, чтобы по его сигналу включать свет, если в помещении кто-то ходит или разговаривает, по хлопку в ладоши, или в охранной системе, чтобы реагировать на шум в том месте, где шума быть не должно, да и много других применений ему можно найти.

    Главной особенностью датчика является то, что его усилительные каскады выполнены на логических инверторах микросхемы CD4069, переведенных в аналоговый усилительный режим. Этот датчик — ещё одна демонстрация того, как логические микросхемы могут работать в аналоговом режиме.

    Схема акустического сенсора

    Чувствительный элемент датчика -микрофон М1. Здесь используется миниатюрный микрофон от диктофона, он электретный, к сожалению, тип его не известен (маркировка отсутствует), но с большой степенью достоверности можно утверждать, что здесь можно применить практически любой стандартный электретный микрофон с двумя выводами и встроенным усилителем.

    Питание на микрофон поступает через блокирующую RC-цепочку R1-C1, резистор R2 служит нагрузкой его встроенного усилителя. Сигнал через конденсатор С2 поступает на подстроечный резистор R3, которым можно регулировать чувствительность датчика в целом.

    Далее, сигнал поступает на усилитель НЧ, выполненный на логических элементах D1.1-D1.3 микросхемы CD4069. Для того чтобы данные элементы работали в усилительном аналоговом режиме цепь из трех последовательно включенных элементов охвачена обратной связью, состоящей из резисторов R4 и R5. Теоретически, коэффициент усиления этого усилителя будет равен делению R5 на R4.

    На самом деле, он будет существенно ниже. На элементе D1.4 сделан еще один усилитель, данный элемент в аналоговый режим переведен цепью обратной связи, состоящей из резистора R6.

    При наличии достаточного уровня громкости, этот усилитель переходит в режим ограничения и на его выходе появляются хаотические импульсы логической амплитуды, которые через конденсатор С5 поступают на вывод 11 счетчика D2. Цепь C5-R7 эти импульсы преобразует в положительные, и первый же из них устанавливает счетчик D2 в нулевое положение.

    Исходным, является такое положение счетчика D2, в котором на его старшем выходе (вывод 3) присутствует логическая единица. При этом, высокий логический уровень с вывода 3 D2 через диод поступает на вывод 13 D1.5. А на элементах D1.5 и D1.6 выполнен мультивибратор, генерирующий импульсы, поступающие на счетный вход счетчика D2 (на его вывод 10).

    Пока на вывод 13 D1.5 через VD1 проходит логическая единица, мультивибратор D1.5- 1.6 заблокирован, и импульсы не генерирует.

    Если же, уровень звука достаточный для срабатывания датчика, то амплитуда импульсов с выхода D1.4 будет достаточной для обнуления счетчика D2. При этом, на его всех выходах, в том числе и на старшем, устанавливается логический ноль. При этом, диод VD1 закрывается и перестает влиять на вход логического элемента D1.5.

    Мультивибратор D1.5-D1.6 запускается и генерирует импульсы, поступающие на вход «С» D2. А логический ноль на выводе 3 D2 зажигает индикаторный светодиод, и служит сигналом к тому, что датчик сработал.

    Рис. 1. Принципиальная схема акустического датчика (звукового реле) на двух микросхемах.

    Дальше ситуация может развиваться двумя путями. Если звук прекратился, то счетчик D2 посчитает импульсы, генерируемые мультивибратором D1.5-D1.6, и, примерно через 15 секунд, на его выводе 3 установится логическая единица. Светодиод погаснет, а диод VD1 выключит мультивибратор.

    Если звук не прекращается, или повторяется чаще, чем один раз в 15 секунд, то счетчик D2 будет периодически обнуляться импульсами с выхода D1.4, и состояния с единицей на выводе 3 не достигнет.

    Таким образом, ноль на выводе 3 D2 присутствует столько времени, сколько звучит звук, раздающийся с интервалами не реже чем 15 секунд, плюс еще 15 секунд. Например, если этот датчик должен управлять лампой по хлопку в ладоши, то после каждого хлопка свет будет гореть 15 секунд.

    Время 15 секунд некритично, его можно изменить как угодно, для этого нужно изменить соответствующим образом частоту импульсов, генерируемых мультивибратором на D1.5-D1.6 подбором сопротивления R8 или емкости С6.

    Простой акустический выключатель

    Схема данного акустического выключателя была найдена на одном из буржуйских сайтов. После проверки стало ясно, что схема не рабочая, после недолгих опытов и переделки схемы — о чудо! она заработала! Почти все номиналы используемых компонентов были заменены, чтобы схема была более доступной для начинающих радиолюбителей, и в итоге получилось вот что.

    Пожалуй, эта самая простая схема из всех, что может существовать, в ней использовано минимальное количество компонентов, которые доступны всем. В следствии переделки были использованы отечественные детали, что значительным образом облегчает подбор. Микрофон был взят из китайского магнитофона, можно также использовать отечественные, типа сосна.

    Читайте также:
    Шаровая молния своими руками

    Микрофонный усилитель собран на двух транзисторах КТ315, но для повышения чувствительности микрофона желательно использовать транзисторы типа КТ368 или его импортные аналоги, в общем, транзисторы не критичны.

    Силовая часть схемы — мощный биполярный транзистор, который управляет нагрузкой, а для того чтобы управлять большими нагрузками было использовано реле (на 12 24 или 220 вольт).

    Сигнал от микрофона усиливается и подается на базу мощного ключа, переход открывается и именно в этот момент срабатывает реле, микрофон реагирует на громкие звуки (например хлопок), чувствительность такой схемы 4-5 метров. При втором хлопке, схема автоматическим образом отключается, следовательно, прекращается подача тока на нагрузку.

    Конденсаторы электролитические, напряжение не так уж и важно, можно использовать соответствующие емкости с напряжением на 10, 16, 25, 50 вольт.

    Диапазон питающих напряжений тоже достаточно широкий — от 3,5 до 14 — 16 вольт, ток потребления в холостом режиме (когда схема выключена ) практически нулевой. Схему можно собрать как на макетной плате, так и навесным монтажом, номиналы деталей не критичны и могут отклоняться в ту или иную сторону на 20%, но емкости используемых конденсаторов старайтесь не заменять, поскольку наилучшие параметры получаются именно с указанными на схеме конденсаторами.

    Список радиоэлементов
    Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
    Биполярный транзистор КТ315А 2 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Биполярный транзистор КТ818А 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Выпрямительный диод 1N4007 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Электролитический конденсатор 1 мкФ 2 10-50В Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Резистор 10 кОм 2 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Резистор 3 МОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Резистор 48 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Резистор 1.8 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Резистор 330 Ом 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Микрофон Сосна 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Rel1 Реле 1 Зависит от нагрузки Поиск в магазине Отрон В блокнот
    Добавить все
    Прикрепленные файлы:
    • AKUSTICHESKIY VKL.lay (22 Кб)
    • Sprint-Layout

    Детали и их замена

    Светодиод HL1 нужен только для демонстрации работы датчика, в реальном устройстве его можно исключить из схемы.

    Микросхему CD4069 можно заменить любой из «…4069» или отечественным аналогом К561ЛН2. Микросхему CD4020 можно заменить любой из «…4020» или отечественным аналогом К561ИЕ16.

    Напряжение питания может быть от 5 до 15V, но нужно учитывать, что при увеличении напряжения питания усилительные свойства усилительных каскадов на основе инверторов микросхемы CD4069 снижаются.

    Тюльгин Ю. М. РК-2016-04.

    Как работают акустические датчики управления освещением


    Основная цель акустического реле — экономия электроэнергии

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

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

    Условно датчики можно разделить на два типа:

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

    Рассмотрим каждый тип по отдельности.

    Реагирующие на шум

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

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

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

    Первый вариант
    1. Человек вошел в двери.
    2. Акустический датчик услышал шум и дал приказ на включение освещения.
    3. Пока мы идем (если только стараемся не скрывать свои шаги как ниндзя), он слышит шум и оставляете свет включенным.
    4. Последний звук — закрытая дверь, освещение отключено.
    Второй вариант
    1. Реле слышит звук (шаги, замок, скрип двери, разговор), подается команда на реле задержки времени и одновременно включается освещение.
    2. После того как прошло заложенное в реле задержки время (одно должно быть достаточным для того, чтобы пройти коридор или лестничную площадку) освещение выключается.

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

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

    Читайте также:
    Лабораторный источник постоянного напряжения из блока питания компьютера

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

    Достоинства
    1. Реле, как правило, несложное, а значит цена на него небольшая.
    2. В отличие от датчиков движения оно не срабатывает при передвижении домашних животных и грызунов и на электромагнитные наводки.
    Минусы
    • Чтобы избежать включения в светлое время суток освещение его нужно включать либо вручную, либо с помощью таймера. Возможен вариант установки датчика освещенности на улице.

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

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

    Реле, реагирующее на команды

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

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

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

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

    Необходимые детали для сборки

    Чтобы собрать акустический выключатель своими руками необходимо взять следующие детали:

    • Резисторы (R1-10k, R2-1M, R3-22k, R4-270k, R5-2k, R6-1,8k, R7-330 Oм, R8-1,5k)
    • Транзисторы (VT1-KT315, VT2-KT315, VT3-3107)
    • Конденсаторы (С1-3200пф, С2-1мкФ×10в)
    • Диоды VD1
    • Разное: М1- микрофон электретный, HL1 — светодиод или реле, контактная колодка.

    Принцип работы

    Примитивную модель акустического прибора, можно собрать навесным монтажом с проверочной лампочкой и источником питания 8 вольт. При этом используются:

    • мощный биполярный транзистор прямой проводимости типа КТ818, или зарубежные аналоги,
    • двухтактный микрофонный усилитель,
    • обычный микрофон (например, от магнитофона или наушников)

    Такое устройство акустического выключателя позволяет наглядно проследить механизм преобразования шумового сигнала в электрический. Микрофон принимает волновой сигнал и передает его на усилители, после чего, через базу ключа срабатывает транзистор, запуская подключение тока.

    Электрическая схема

    В интернете представлено много вариантов разной сложности в зависимости от конфигурации, но не все они работоспособны. Проявляются дефекты при изготовлении. Представленная электрическая схема проверена на практике.

    Здесь VD1 предназначен для защиты транзистора VT3. Для использования реле необходима установка диода. Если будет решено установить лёгкую нагрузку, то советуем заменить диод на перемычку.

    Акустическое реле (схема, монтажная плата)

    Самый лучший акустический выключатель.

    Автор: Владислав Мясин
    Опубликовано 20.08.2010

    Многим из вас приходилось подолгу нащупывать в темноте выключатель настольной лампы, натыкаясь на разные предметы. Этот процесс обычно сопровождается грохотом и нецензурными выражениями. Но теперь этому пришёл конец! Предлагаемый акустический выключатель выгодно отличается от всех подобных: не требует внешнего источника питания, собирается из распространённых деталей (в частности в нём нет реле), имеет неплохую чувствительность и защиту от сетевых помех, а главное – простоту конструкции и настройки.
    Хлопок в ладоши – устройство включит свет, ещё хлопок – выключит. Время нахождения в каждом из состояний неограниченно.

    Принцип действия
    Звуковой сигнал от электретного микрофона поступает на двойной усилительный каскад на транзисторах VT1 и VT2. Применение транзисторов разной проводимости позволило избежать паразитных связей. Конденсатор С3 защищает схему от сетевых помех. Резистор R5 шунтирует вывод 11 микросхемы и одновременно является нагрузкой транзистора VT2. Сигнал на выходе усилителя имеет синусоидальную форму, но для управления триггером сигнал должен быть импульсным. Преобразование сигнала осуществляется одновибратором, выполненным на блоке DD1.1 микросхемы К561ТМ2. Длительность импульса при указанных номиналах R6 C4 составляет 0,5с.

    Сердцем устройства является триггер, выполненный на элементе DD1.2 той же микросхемы. Триггер – устройство, имеющее два устойчивых состояния и переключаемое из одного состояния равновесия в другое при каждом воздействии внешнего управляющего сигнала. Когда на выходе триггера (вывод 1 микросхемы) присутствует низкий уровень напряжения, транзистор VT3 закрыт и нагрузка обесточена. При высоком логическом уровне на выходе DD1 транзистор VT3 и тиристор (соответственно) находятся в открытом состоянии и на нагрузку (EL1) поступает напряжение питания. Использование устройства возможно только с лампой накаливания, т.к. на нагрузку подаётся выпрямленное четверкой диодов напряжение, включенных по мостовой схеме.
    Источник питания выполнен по бестрансформаторной схеме. Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD2-VD4, проходит через ограничительный резистор R9 и фильтруется стабилитроном VD1 и конденсатором C5. При слишком высоком сопротивлении R9 тока может не хватить для отпирания тиристора, при слишком низком – сгореть стабилитрон. Оптимальное значение R9 составляет 28 кОм. Чувствительность устройства на хлопок составляет 4-6 метров.
    Детали
    Лампа накаливания ELI рассчитана на напряжение 220-235 В и мощность 7-60 Вт. Электретный микрофон любой. Все постоянные резисторы типа МЛТ, мощность резистора R9 2Вт. Все конденсаторы на напряжение не менее 16В. Стабилитрон VD1 заменяют КС 175А, Д808, Д814А или на аналогичный с напряжением стабилизации 9-12 В. Выпрямительные диоды VD2-VD4 заменяют диодами КД226В, КД258Б, Д112-16 и аналогичные, учитывая, что их обратное напряжение не должно быть менее 300 В. Вместо дискретных диодов можно применить готовый выпрямительный мост типа КЦ402А, КЦ405А, 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 быть с минимальным током управляющего электрода. Кроме указанного на схеме, это может быть Т112-16-х или другой, с худшими характеристиками, например, типа КУ201 К-КУ201М, КУ202К-КУ202Н.
    Монтаж
    Устройство собирают на монтажной плате и закрепляют в корпусе из диэлектрического материала. Соблюдайте цоколёвку микросхемы!

    Читайте также:
    Точечная сварка своими руками

    При монтаже элементов стремятся к тому, чтобы их выводы имели минимальную длину (для уменьшения влияния помех). Силовую часть монтируют так, чтобы корпуса тиристора и выпрямительных диодов (в случае применения дискретных диодов) не имели контакта с другими элементами (не санкционированного по электрической схеме). Не размещайте резистор R9 вблизи других компонентов во избежание их перегрева. Не устанавливайте выключатель на столе, т.к. тряска во время работы может привести к ложному срабатыванию.
    Налаживание
    Ахтунг! Не касайтесь силовой части включенного в сеть устройства! Не забывайте о предохранителе!
    В налаживании устройство не нуждается и при исправных элементах начинает работать сразу после включения. Чувствительность узла можно подкорректировать изменением помехозащитного конденсатора С3, его ёмкость лежит в пределах 0,1-1мкФ. Чем выше ёмкость С3, тем ниже чувствительность.

    Акустические выключатели. Устройство и работа. Применение

    Помогите проекту. Поделитесь с друзьями.

    Акустический выключатель довольно занимательное и интересное устройство, которое очень полезно собрать начинающему электронщику или радиолюбителю для совершенствования своих навыков. Рассмотрим, как сделать акустический выключатель своими руками из доступных радиоэлементов.

    Принцип работы такого устройства заключается в том, что звуковой сигнал, как правило, хлопок в ладоши, воспринимается микрофоном, после чего с помощью различных схемных решений происходит подключение или отключение нагрузки. Чаще всего нагрузкой служит лампа накаливания или светодиодная лампа.

    Как работает акустический выключатель

    Алгоритм работы простейшего акустического выключателя выглядит так: когда раздается хлопок – лампа включается, при следующем хлопке – она гаснет и так повторяется все время. При этом в любом состоянии лампочка может находиться бесконечно долго. Мы же соберем более продвинутое устройство.

    Первый алгоритм работы нашего акустического выключателя функционирует таким образом: один хлопок – зажигается одна лампа, второй – вторая, третий – третья, четвертый – все лампы гаснут. Далее все повторится снова.

    Второй алгоритм – все происходит в обратной последовательности: первый хлопок – включаются три лампы, второй – одна гаснет и остаются светиться две лампы, третий – остается светиться одна лампа, четвертый – все лампочки выключаются. Такой вариант хорошо подходит для «ночника», поскольку с каждым хлопком свет становит тусклее, а затем гаснет.

    Применение

    Выключатель света по хлопку включается и отключается в результате реакции на издаваемый шум. Алгоритм работы таков: первый хлопок — включение, второй — выключение.

    Устройства подобного типа рекомендуется ставить только в нешумных помещениях. К помещениям такого типа относят спальни, кладовки, подсобные комнаты, подвалы. Нерационально устанавливать хлопковые устройства в помещениях, где бывает множество людей (офисы, гостиные, производственные территории), так как посторонние шумы приводят к ложным реакциям устройств.

    Наиболее распространенное место для установки выключателя света по хлопку — спальня. Очень удобно управлять освещением, не вставая с постели. Популярны хлопковые системы в семьях с маленькими детьми, так как для включения или выключения света теперь не нужно дотягиваться до высоко расположенного выключателя.

    Многие путают хлопковые и акустические устройства. Акустический выключатель срабатывает на любой шум, а хлопковый — только на хлопки.

    Схема акустического выключателя

    Существует огромное множество схем акустических выключателей (АВ): на транзисторах, логических микросхемах, триггерах и т.п., но мы будем собирать наш аппарат на микроконтроллере. Применяя микроконтроллер можно довольно просто реализовать алгоритмы различной сложности с минимальной переделкой схемы либо вовсе без переделок.

    Первый и неотъемлемый элемент любого акустического выключателя – это микрофон. Микрофон преобразует сигнал звуковой частоты в переменное напряжение. Нам подойдет самый простой электретный микрофон.

    Читайте также:
    Светодиодная подсветка для шкафов-купе

    Одним выводом микрофон подключается к минусу, а вторым через подстроечный резистор R1, сопротивлением 510 кОм, – к плюсу. С помощью R1 регулируется чувствительность микрофона. Далее переменный сигнал с выхода микрофона через разделительный конденсатор C1, емкостью 1 мкФ, подается на усилитель, выполненный на одном транзисторе BC547. Эмиттер транзистора соединен с минусом, а коллектор посредством резистора R2, сопротивлением 1 кОм, — с плюсом. Настройка усилителя осуществляется с помощью подстроечного резистора R3, сопротивлением 1 МОм.

    Далее усиленный сигнал подается на вход микроконтроллера ATmega8. В зависимости от количества поступивших импульсов, что соответствует количеству хлопков, микроконтроллер выдает высокий или низкий потенциал на соответствующие выводы. В данной схеме у нас применяются три вывода микроконтроллера МК, которые работают на выход. Они питают три аналогичные цепи. Рассмотрим работу одной цепи.

    Когда на выводе МК высокий потенциал (+5 В) транзистор VT2 серии 2N2222, соединенный с МК резистором R4 (1 кОм), открывается и получает питание катушка реле К1. При срабатывании реле К1 замыкаются его контакты в цепи питания лампы и таким образом она засвечивается.

    Катушку реле К1 следует шунтировать обратным диодом VD1 для защиты от перенапряжения, поскольку катушка обладает некоторой индуктивностью, и при разрыве цепи может возникнуть бросок напряжения, хотя и не значительный в данном случае, но лучше перестраховаться. Подойдет практический любой диод с током не менее 100 мА, можно применить 1N4148.

    Реле можно применять любое, но следует ориентироваться на такие параметры: напряжение питания 5 В, напряжение замыкающих контактов – переменное, 230 В. Ток контактов определяется нагрузкой цепи, которую будут замыкать-размыкать контакты. Я применял реле следующего типа: HW32-005VDC-A. Если найдете реле с током питания катушки не более 20 мА, то можно обойтись без транзисторного ключа.

    Питание схемы акустического выключателя осуществляется от стабилизированного источника питания, напряжением 5 В. Можно взять любой готовый блок питания либо собрать его самому, как рассказано в этой статье.

    Схема подключения и установка своими руками

    Схема электрических соединений хлопкового выключателя ничем не отличается от схемы подключения одноклавишного. Только последовательно (или вместо него) в разрыв цепи включается хлопковый выключатель.

    Пошаговая инструкция

    Сам акустический модуль приклеивается скотчем изнутри к люстре или корпусу электроприбора, соединения проще производить клеммниками типа Wago:

    • обесточить сеть, разорвать цепь питания, идущую к клавишному выключателю, снять изоляцию и зачистить с концов жилы;
    • пара проводов белого цвета от акустического модуля соединяются с фазой и нейтралью, идущих от щитка или распредкоробки;
    • два оставшихся черных провода аналогично соединяется с выводами светильника или бытового прибора.

    Остается перевести клавишу обычного выключателя в положение «включено», система готова к работе.

    Настройка акустического выключателя

    Настройка устройства осуществляется с помощью двух переменных резисторов. Я добивался такой чувствительности, что выключатель не реагировал на музыку, речь и легкие удары дверью, но при этом отлично срабатывал по хлопку с противоположного конца комнаты. Следует учитывать, что микрофон нужно располагать в направлении хлопка.

    Вы наверняка задавались вопросом, почему именно хлопок? Дело в том что амплитуда звуковой волны, вызванная хлопком, гораздо больше, чем при обычном разговоре или музыке, поэтому усилитель можно настроить таким образом, чтобы отсеять другие источник звука, тем самым исключить ложное срабатывание устройства.

    Теперь, надеюсь, вы убедились, что сделать акустический выключатель своими руками довольно просто. Данное устройство я собрал на макетной плате, но если применять SMD компоненты и твердотельные реле, то размеры акустического выключателя не превысят спичечный коробок. Всем удачной сборки!

    Скачать прошивки для трех разных вышеописанных алгоритмов работы акустического выключателя.

    Помогите проекту. Поделитесь с друзьями.

    Технические характеристики устройства, работающего по хлопку

    Выключатели света, активирующиеся звуками от хлопков, можно найти в продаже или сделать самостоятельно. Рассмотрим прибор «Экосвет-Х-200-Л», выпускаемый белорусской . Он обладает следующими техническими характеристиками:

    • мощностью нагрузки — до 300 ватт;
    • силой звука — 30–150 децибел;
    • напряжением сети — 220 вольт.

    Хлопковые выключатели «Экосвет-Х-300-Л» предназначены для включения и выключения освещения по громкому и звонкому звуку

    В комплект кроме непосредственно выключателя входит коробка и инструкция по монтажу. Цена данного выключателя в сравнении с аналогичными приборами других изготовителей является вполне демократичной. Выключатель выпускается в защитном корпусе класса IP-30. Работать он может при температуре от -20 оС до +40 оС. Такое устройство сочетается фактически с любыми светильниками: галогенными, люминесцентными, энергосберегающими, LED и стандартными лампами накаливания. Размер устройства — не более спичечного коробка, поэтому его легко разместить в основании любого источника света. Крепится выключатель с помощью двустороннего строительного скотча или саморезов.

    Составляющие компоненты звукового выключателя

    Смонтировать акустический выключатель можно и самостоятельно. Приведём пример с использованием в микрофонном усилителе транзисторов КТ315 отечественного производства. В финишном каскаде применяется транзисторный ключ большой мощности на биполярном транзисторе КТ818. Если предполагается управление лампами с питанием выше 12 вольт, то в цепи необходимо реле. Если предполагаемые нагрузки меньше данного значения, то реле можно вычеркнуть. Медные провода соединяются при помощи клемм Wago 222, имеющих свои плюсы и минусы.

    Читайте также:
    Самодельный гаджет для ускорения травления плат

    Медные провода можно соединить при помощи клемм Wago

    Плюсы клеммников Wago:

    • быстрота, аккуратность и лёгкость соединения проводов;
    • электробезопасность;
    • отсутствие необходимости использовать специальный инструмент электрика;
    • надёжность;
    • эстетичность и красота.

    Минусы клеммников Wago:

    • высокая цена;
    • не слишком удобное расположение гнёзда.

    Как устроен

    Самый простой хлопковый выключатель имеет в своей схеме электронный микрофон, дополнительно с ним устанавливается усилитель в виде двух транзисторов, соединённых между собой. Эти маленькие детали в несколько раз усиливают любой звук, поступающий на микрофон. Благодаря этому выключатель можно привести в действие даже незначительным хлопком.

    Усиленный звуковой импульс поступает на мощный транзистор, к его коллектору подсоединяется катушка реле, силовая цепь которой подключена к осветительной сети. То есть транзистор управляет этим реле, а оно в свою очередь замыкает либо размыкает контакты в цепи питания лампы.

    В цепь микрофона установлен конденсатор. Можно подбирать его ёмкость и тем самым регулировать чувствительность микрофона к подаваемому звуку.

    простейшая схема акустического выключателя

    По такому же принципу устроен и акустический выключатель. Работает схема следующим образом. Зафиксированный микрофоном звук преображается в электрический сигнал (напряжение). Каскадом усиления напряжение усиливается, в таком виде поступает на мощный транзистор, а с него на катушку реле. Через реле начинает протекать ток, втягивается магнитный сердечник, тем самым замыкая силовые контакты реле в цепи освещения. Лампочка загорается.

    Особо опытным и грамотным электрикам и радиолюбителям под силу будет собрать подобную схему самостоятельно.

    Диммеры (выключатели с регулятором)

    Представляют собой некое подобие реостата, который знаком большинству из нас по школьным урокам физики. Диммер работает по этому же принципу. Реостат изменяет сопротивление электрической цепи, а значит, и силу тока в ней. Выше сопротивление — меньше сила тока. Чем меньше сила тока, тем тусклее горит лампочка, включенная в электрическую цепь. С помощью таких выключателей можно регулировать интенсивность освещения поворотом управляющего колесика.

    Плюс диммеров в экономии энергии (некоторые устройства даже самостоятельно отключаются, когда в комнате никого нет) и простоте использования. Но есть и минус: из-за высокой стоимости не все могут позволить себе такие выключатели. На заметку: диммеры отлично работают с лампами накаливания, но с модными в последнее время светодиодными светильниками и лампами могут конфликтовать и функционировать некорректно.

    Виды устройств хлопкового выключателя


    Внешний вид устройства

    Тип «вилка-розетка»

    Быстрое решение задачи надежного включения и выключения по хлопку бытовых электроприборов может предоставить выключатель в корпусе типа «вилка-розетка» или электрический удлинитель со встроенным таким устройством.

    Устройство в корпусе

    Это универсальный тип, который применим везде в жилых помещениях.

    Без корпуса

    Такой вид устройства удобен в случае встраивания в корпус другого электроприбора. К примеру, часто их покупают для управления напольным вентилятором или люстрой. Благодаря компактности, хлопковый выключатель без корпуса с легкостью помещается в пластиковом корпусе бытовых приборов.

    Установка умных выключателей

    Для начала необходимо подключить светильники через специальные блоки (радиореле), которые обеспечат доступ смартфона.

    Такой блок (радиореле) работает со смартфоном, беспроводным выключателем, дистанционным пультом и Яндекс.Станцией. После добавления блока в мобильное приложение Яндекс вы сможете управлять им отдавая команды голосовому помощнику Алисе.

    Также вы сможете установить таймеры, расписание включений и задать сценарии совместной работы с другими такими блоками и устройствами.

    Подключение светильников через блоки (радиореле).

    Установка предельно проста и сейчас покажем это на примере подсветки потолка.

    Нужно найти место, где основная линия питания 220 В подключается к клеммам, от которых электропроводка разводится под точечную подсветку. Если нет схемы, то можно позвонить электрику или просмотреть все места установки точечной подсветки.

    Далее следует отсоединить провода питающей линии 220 В от клемм, раздающих питание на точечную подсветку. Затем надеть на них отдельные быстрозажимные клеммы, что позволит подключить блок управления.

    Осталось подключить провода блока управления. Два провода справа – это вход блока управления. Их следует подсоединить к питающим проводам 220 В. Два провода слева – это выход блока управления. Их необходимо подключить к быстрозажимным клеммам, от которых разводится проводка под точечную подсветку.

    Завершение установки

    После подключения светильников через блоки управления (радиореле) останется заменить старый выключатель на новый беспроводной. Его вы можете установить в любом удобном месте. Дополнительным удобством будет возможность сделать включение света из нескольких мест.

    Перед креплением выключателей необходимо выполнить настройку на совместную работу самого выключателя и принимающего устройства (радиореле). После этого радиоле будет откликаться только на сигналы своего выключателя. Для этого переведите радиореле в режим обучения. Нажмите кнопку на радиореле и удерживайте около 3 секунд пока светодиод не начнет мигать. Затем нажмите кнопку выключателя и радиореле запомнит его код. Если выключателей несколько (проходные) повторите процесс для каждого из них.

    Сборка и доработка китайского модуля защиты акустических систем

    Содержание / Contents

    • 1 Состав набора
    • 2 Описание принципиальной схемы устройства
    • 3 Доработки схемы
      • 3.1 Избавляемся от полярных конденсаторов в ФНЧ
      • 3.2 Шунтируем выход стабилизатора
      • 3.3 Итоговая схема защиты
    • 4 Входной контроль элементов
    • 5 Сборка платы
    • 6 Проверка функционирования защиты
      • 6.1 Режимы работы устройства по постоянному току
      • 6.2 Проблемы в комплектухой
    • 7 Итоговые характеристики блока защиты АС
    • 8 Подключение устройства к УМЗЧ
    • 9 Выводы
    • 10 Полезные ссылки по теме
    Читайте также:
    Простой металоискатель своими руками

    ↑ Состав набора

    Устанавливаемые на печатной плате детали подписаны методом шелкографии, поэтому надписей на плате и прилагаемой инструкции вполне достаточно для того, чтобы произвести пайку элементов (рис. 2).

    Однако сборка устройства без принципиальной схемы не дает понимания принципа его работы и не приносит удовлетворения от полученного результата.

    ↑ Описание принципиальной схемы устройства

    Питание устройства осуществляется от источника переменного напряжения 12…16 В, подаваемого на клеммы J5. С помощью диодного моста D1 переменное напряжение выпрямляется, фильтруется оксидным конденсатором С2 и поступает на вход интегрального стабилизатора 1812CT, обеспечивающего на выходе стабилизированное напряжение +12 В.

    Основу устройства защиты образует ключ на составных транзисторах VT1, VT2, в коллекторную цепь которого включены обмотки электромагнитных реле J1, J2, а в базовую — RC-цепь R2C1, определяющую время задержки после включения.

    Для защиты от обратной ЭДС при выключении электромагнитных реле параллельно обмоткам установлен диод D1; цепь R1, HL1 индицирует отключение обмоток реле, указывающее на срабатывание защиты.

    Для управления электронным ключом в каждом канале использованы отдельные сенсоры на транзисторах VT3, VT5 и VT4, VT6.

    Напряжение с соответствующего выхода УМЗЧ (клеммники JP3, JP4) подается через фильтр нижних частот R4, C3 и R5, C4 на входы сенсоров каждого канала. Нижняя граница полосы пропускания фильтра fн=1/(2πR4C3)=1/(2πR5C4)=0,11 Гц.

    Фильтр верхних частот на входе УМЗЧ обычно имеет частоту среза 1,5…4 Гц, поэтому оптимальная частота среза фильтра нижних частот устройства защиты может быть примерно на порядок ниже, т. е. 0,15…0,4 Гц.

    При появлении на выходе УМЗЧ напряжения положительной полярности, вызванного неисправностью, открываются транзисторы VT5, VT6 сенсоров, что приводит к уменьшению напряжения на базе составного ключа VT1, VT2, который закрывается, отключая электромагнитные реле J1, J2.

    При этом контакты реле J1, J2 (имеют одноименное обозначение с обмотками реле) отключают УМЗЧ от акустических систем, загорается светодиод HL1, указывая на аварийный режим работы усилителя.

    Аналогичным образом происходит работа устройства при появлении отрицательного напряжения на выходе УМЗЧ, с той разницей, что срабатывают транзисторы VT3, VT4 сенсоров, включенные по схеме с общей базой.

    ↑ Доработки схемы

    Имеется пара недостатков принципиальной схемы, которые следует устранить.

    ↑ Избавляемся от полярных конденсаторов в ФНЧ

    Полярные конденсаторы С3, С4 в фильтрах нижних частот. При возникновении неисправностей в УМЗЧ напряжение на них составляет ±0,6…0,7 В, поэтому конденсаторы С3, С4 должны быть неполярные.

    Емкость конденсаторов может находиться в пределах 47…100 мкФ, а рабочее напряжение составлять 6,3 В и более. Кстати, на печатной плате предусмотрены SMD — площадки под керамические конденсаторы, например ЧИП 1210 100 мкФ 6,3 В X5R.

    Но устройство работоспособно и с полярными конденсаторами. Почему?
    Рассмотрим Вольт -амперную характеристику (ВАХ) алюминиевого оксидного конденсатора (рис. 4).

    ВАХ конденсатора подобна характеристике полупроводникового диода. Имеются два участка, в которых токи утечки резко возрастают. Для положительного напряжения эта величина примерно в 1,6…1,8 раз больше рабочего напряжения конденсатора, а для отрицательного — в диапазоне от — 2 до — 4 В.

    Последствия работы вблизи резкого возрастания токов утечки известны — деградация конденсатора. Резко увеличивается ESR, конденсатор превращается в резистор.

    Разработчики кита считают, что ничего страшного в том, что на полярный конденсатор может подаваться отрицательное напряжение, нет, это же редкий случай, возникающий при неисправности УМЗЧ.

    Мое мнение — надо ставить неполярный или керамический конденсатор.

    ↑ Шунтируем выход стабилизатора

    Отсутствует конденсатор, шунтирующий выход стабилизатора напряжения IC1. Вполне достаточно установить керамический конденсатор емкость 0,1…1 мкФ.

    Посмотрите осциллографом, что творится на выходе стабилизатора, не зашунтированного конденсатором, и всякие сомнения в его необязательности отпадут.
    Хотя справедливости ради нужно отметить, что устройство без конденсатора вполне работоспособно.

    ↑ Итоговая схема защиты

    Таким образом, кит должен быть дополнен следующими элементами.

    Дополнительные детали кита:

    C3, C4 — 47 мкФ х 16 В NPL или ЧИП 1210 100 мк 6,3 В X5R (вместо 100 мкФ х 35 В) — 2 шт.,
    C5 — ЧИП 1206 0,1 мк 50 В X7R — 1 шт.,
    Стойки DA3M05-5,5 с шайбой и винтом — 4 шт.

    ↑ Входной контроль элементов

    При исправных деталях и правильном монтаже устройство начинает работать сразу и не требует налаживания.
    Резисторы я проверил тестером PM18C, конденсаторы — измерителем ESR-MICRO V4.0s. Все параметры в норме: резисторы имеют точность 5%, емкость оксидных конденсаторов близка к номиналу, а ERS равен 3,8 Ом.

    Транзисторы серии SS8050 разделены на несколько групп по коэффициенту усиления. В наборе применены транзисторы SS8050 группы D с самым высоким коэффициентом усиления (h21э=160…300).

    Читайте также:
    Десульфатор или зарядка dedivan-а своими руками

    По результатам измерения два транзистора с h21э=290 поставлены в качестве ключа VT1, VT2; остальные четыре с h21э=440 — запаяны в сенсорах VT3…VT6.

    Сопротивление обмоток электромагнитных реле составляет около 400 Ом.

    Любители для входного контроля элементов зачастую применяют простые универсальные измерители с AliExpress, например, Универсальный тестер LCR-T4, измеритель ESR (рис. 6).

    Рис. 6. Проверка транзисторов с помощью универсального тестера LCR-T4

    Перечень основных возможностей устройства:
    Измерение сопротивлений в широком диапазоне;
    Измерение ёмкостей конденсаторов в широком диапазоне;
    Определение эквивалентного последовательного сопротивления конденсаторов (ESR*);
    Измерение индуктивностей в широком диапазоне;
    Определение основных параметров диодов (прямое падение напряжения, проходная ёмкость);
    Определение основных параметров транзисторов любых типов;
    Определение цоколевки тиристоров и триаков (симисторов);
    Определение назначения выводов всех поддерживаемых полупроводниковых компонентов с числом выводов 2 или 3.

    Тестируемые элементы:
    Резисторы;
    Полярные и неполярные конденсаторы;
    Катушки индуктивности;
    N-P-N и P-N-P биполярные транзисторы;
    MOSFET транзисторы P- и N-канальные;
    JFET транзисторы;
    Диоды;
    Двойные диоды;
    Тиристоры;
    Симисторы.

    Спецификация:
    диапазон:
    резисторы: 0.1 Ω-50МОМ
    конденсаторы: 25pF-100000uF
    индуктивности: 0,01 mH-20 H
    рабочее напряжение: DС-9В
    ток в режиме ожидания: 0,02uA

    Примечание:
    *ESR — Equivalent Series Resistance — один из важных параметров конденсатора, характеризующий его активные потери в цепи переменного тока.

    ↑ Сборка платы

    Мощность паяльника должна быть не более 25…30 Вт. Пайку легче произвести припоем с канифолью ПОС61М. Также приветствуется жидкий флюс для радиомонтажных работ. Важно не переусердствовать и не допускать его затекания под корпуса элементов.

    Следует помнить о недопустимости перегрева элементов. Время пайки одного контакта не должно превышать 3 с.

    Отформуйте выводы резисторов и установите их на печатную плату. Выполните пайку электролитических конденсаторов, соблюдая полярность.
    Установите полупроводниковые элементы (транзисторы, диод, диодный мост, микросхему стабилизатора напряжения).
    При расположении надписей на плате к себе порядковые номера транзисторов VT1…VT6 следующие: VT2, VT1; VT4, VT3 и VT6, VT5.

    После завершения пайки проведите проверку монтажа, обращая особое внимание на правильность установки полярных электролитических конденсаторов, транзисторов, микросхемы стабилизатора, диода и выпрямительного моста.
    Проконтролируйте качество паек и исправьте огрехи, если имеются. Внешний вид собранной платы показан в начале статьи.

    ↑ Проверка функционирования защиты

    может быть проведена автономно (рис. 7). Устройство подключают к вторичной обмотке трансформатора с напряжением 12…16 В, измеряют время задержки срабатывания реле после включения.

    Также проверяют отключение реле путем подачи на сенсоры напряжения различной полярности (и в различных сочетаниях).
    Для испытания удобно взять две бывшие в употреблении батарейки АА или ААА напряжением чуть более 1,2 В.
    Для проверки факта срабатывания реле достаточно тестера в режиме прозвонки цепей.

    ↑ Режимы работы устройства по постоянному току

    В качестве трансформатора Т1 я удачно применил ТПП242-127/220-50, шесть вторичных обмоток которого позволили легко получить напряжения в диапазоне от 12 В до 16 В.

    При напряжении на клеммной колодке J5, равном 12 В, температура корпуса микросхемы IC1 находилась в диапазоне 30-32°С при температуре в помещении 24,5°С.
    Измерения температуры проведены с помощью инфракрасного термометра (рис. 8).

    ↑ Проблемы в комплектухой

    Поначалу собранное из деталей набора устройство не заработало. Оказалась бракованной микросхема IC1 стабилизатора напряжения. Вместо положенных 12 В на выходе было 8,5 В, не отличающихся стабильностью.
    Микросхема вызвала недоверие еще до пайки, так как имела тонкую теплопроводящую пластину (0,6 мм) вместо стандартной 1,2 мм.
    После замены микросхемы устройство заработало, как положено.

    ↑ Итоговые характеристики блока защиты АС

    Размеры ПП 65×40×25 мм.
    Задержка срабатывания при включении питания УМЗЧ 3…5 с.
    Порог срабатывания защиты ±1,2 В.
    Переменное напряжение, подаваемое на вход J5 12…16 В.
    Потребляемый ток 56…60 мА.

    ↑ Подключение устройства к УМЗЧ

    Для питания платы защиты акустики я использовал отдельный малогабаритный силовой трансформатор ТП132-7 (12V/0,6A).

    При монтаже провод (кабель) очищают от изоляции примерно на 7 мм и залуживают.
    Зачищенный участок провода должен быть ровным, без изгибов.
    Провод вставляют в контактный разъем клеммника без перекосов, таким образом, чтобы в зажим не попал участок провода с изоляцией, и чтобы оголенный участок провода не выступал за колодку клеммника.
    Затягивают винты клеммника и легким подергиванием убеждаются, что провод надёжно зажат.
    Примерно через 10…15 минут подтягивают соединения еще раз.

    ↑ Выводы

    Считаю доработку схемы обязательным условием надежной и длительной работы.
    Плата защиты АС вполне подходит для простых УМЗЧ небольшой мощности, в которых не столь критично отсутствие таких функций, как, например, быстрое отключение АС при пропадании питания [3].

    ↑ Полезные ссылки по теме

    Спасибо за внимание!

    Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

    🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

    Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: