Акустический выключатель, описание которого приводится ниже, содержит приёмник звукового сигнала (микрофон), усилитель звуковой частоты на транзисторах, одновибратор, триггер-защёлку, усилитель мощности выходного сигнала триггера и реле, коммутирующее цепь питания нагрузки.
Рис. 1. Схема акустического выключателя
Схема устройства показана на рис. 1. Основной элемент акустического выключателя - м и кросхема К561ТМ2 (импортный аналог - CD4013B), которая содержит два D-триггера, часто называемых триггером-защёлкой. Звуковой сигнал принимается электретным микрофоном BM1, который преобразует его в элек-трический. Усилитель звуковой частоты на транзисторах VT1 и VT2 увеличивает амплитуду сигнала до уровня, необходимого для работы одновибратора, реализованного на первом D-триггере DD1.1. Осциллограммы сигналов в усилителе показаны на рис. 2, канал 1 - коллектор транзистора VT1, канал 2 - коллектор транзистора VT2.
Рис. 2. Осциллограммы сигналов в усилителе
Рис. 3. Осциллограммы, которые демонстрируют прохождение сигнала с выхода одновибратора до выхода триггера DD1.2
Запуск одновибратора производится положительным перепадом сигнала на коллекторе транзистора VT2, при этом и на выходе триггера DD1.1 формируется одиночный импульс, необходимый для работы второго D-триггера DD1.2. Одновибратор обеспечивает чёткую работу устройства. Осциллограммы, показанные на рис. 3, демонстрируют прохождение сигнала с выхода одновибратора до выхода триггера DD1.2. Канал 1 - сигнал на выходе одновибратора (вывод 1 DD1.1), канал 2 - сигнал на выходе триггера DD1.2 (вывод 13).
Цепь R7C3 устанавливает триггер DD1.2 в исходное состояние - низкий логический уровень на выводе 13 при включении питания. При пропадании сетевого напряжения и его последующего включения исключается включение нагрузки. Нагрузочная способность КМОП-микросхем мала, поэтому в схеме присутствует усилитель мощности на полевом транзисторе VT3, управляющий электромагнитным реле K1, которое своими контактами K1.1 и K1.2 коммутирует цепь питания нагрузки. Для питания акустического выключателя использована плата от зарядного устройства для мобильных телефонов c выходным стабилизированным напряжением 5 В.
В устройстве применены резисторы С1-4, С2-23, оксидный конденсатор С2 - серии К53-1, остальные - неполярные серий К73, К10-17а, КМ-6, диоды могут быть любыми маломощными выпрямительными или импульсными, биполярные транзисторы - любые серии КТ3102, реле - V23105A5001A201(номинальное напряжение обмотки - 5 В).
Плата изготовлена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертёж платы и схема размещения на ней элементов показаны на рис. 4. Контакты реле, переключающий и нормально разомкнутый, подключают в разрыв цепи питания нагрузки, к примеру, настольной лампы. Устройство длительное время находится под напряжением сети, поэтому в цепь питания платы от зарядного устройства (или иного блока питания) необходимо включить плавкую вставку на ток 0,25 - 0,5 А.
Рис. 4. Чертёж платы и схема размещения на ней элементов
При необходимости чувствительность акустического выключателя к звуковым сигналам регулируется подборкой сопротивления резистора R2.
Все элементы устройства размещены в пластмассовом корпусе подходящего размера. Для микрофона в передней стенке ко р пуса сделано отверстие для прохождения звуковых волн. Для кабеля питания также сделано отверстие, а для подключения нагрузки на стенке можно установить соответствующее гнездо. Если блок питания снабжён индикаторным светодиодом, его также можно перенести на переднюю стенку корпуса. Размещение элементов в корпусе устройства показано на рис. 5. Здесь применена макетная плата устройства.
Рис. 5. Размещение элементов в корпусе устройства
Чертёж печатной платы устройства находится здесь.
Автор: Н. Салимов, г. Ревда Свердловской обл.