Схема звукового выключателя: сборка цепи с таймером 555 и без него

Электронный проект звукового выключателя с таймером 555 и транзисторами BC547

Введение в схему звукового выключателя

Звуковой выключатель (Clap Switch) — это базовый мини-проект по электронике, собранный из элементарных компонентов. Устройство способно включать и выключать любую электрическую цепь или прибор по звуку хлопка. Мы рассмотрим две базовые схемы: с таймером 555 и без него.

Название «звуковой выключатель» происходит от использования конденсаторного микрофона, который реагирует на звуки с высокой частотой, похожие на хлопок. Это не значит, что нужен именно хлопок — сработает любой резкий звук сравнимой тональности. По сути, схема преобразует звуковую энергию в электрическую: звуковой сигнал на входе зажигает светодиод (выходная электрическая энергия в виде света и тепла).

• Связанный проект: Автоматическая система полива растений — схема, код и отчёт

Также читайте:

• Простой проект управления светофором на IC 4017 и таймере 555
• Онлайн-калькулятор таймера 555 с формулами и уравнениями

Необходимые компоненты

Проект использует базовые электронные компоненты:

1. Резисторы: 1 кОм, 4.7 кОм, 47 кОм, 330 Ом, 470 Ом
2. Конденсаторы: 10 мкФ и 2×100 нФ
3. Электретный (конденсаторный) микрофон
4. Два транзистора BC547
5. Светодиод
6. Таймер 555
7. Батарея 9 В

Принцип работы схемы звукового выключателя

Схема построена на звуковом датчике, который улавливает хлопок и преобразует его в электрический сигнал. Когда звук попадает на электретный микрофон, он преобразуется в электрическую энергию, и светодиод загорается. Светодиод включается при звуковом воздействии и автоматически гаснет через несколько секунд. Время свечения регулируется изменением ёмкости конденсатора 100 мкФ, подключённого к таймеру 555, который формирует импульс.

Хотя схема называется «звуковой выключатель», входной сигнал может быть любым звуком с похожей высотой тона, поэтому её точнее назвать «звукоуправляемым выключателем». Основа схемы — транзисторы, так как минус микрофона подключён прямо к транзистору. Электронный выключатель для включения/выключения питания не используется: подключение батареи сразу активирует схему. Схему можно модифицировать, добавив реле для управления нагрузкой.

При звуковом сигнале схема усиливает его и передаёт на таймер 555, который генерирует импульс для включения светодиода. Важно правильно подключить минус конденсаторного микрофона к усилителю — иначе схема может перегреться или не заработать на других транзисторах. Чувствительность микрофона ограничена и не регулируется. Схему можно адаптировать для управления лампами, вентиляторами и другими приборами.

• Связанный проект: Система умного дома с голосовым управлением

Схема звукового выключателя без таймера 555

Для сборки аналогичной схемы без таймера 555 понадобятся следующие компоненты:

Связанный пост: Автоматическое управление уличным освещением (датчик на LDR и транзисторе BC547)

Как работает схема без таймера 555?

Схема работает на основе бистабильного триггера и аудиочастотного сигнала. Аудиосигнал от микрофона MK1 через конденсатор C1 попадает на базу транзистора Q1. Усиленный сигнал с коллектора Q1 идёт на базу Q2. Бистабильный триггер срабатывает при поступлении отрицательной прямоугольной волны с коллектора Q2.

Резистор R1 и конденсатор C1 ограничивают частотный диапазон чувствительностью около 3 кГц. При включении питания транзистор Q3 открыт (насыщен), Q4 закрыт, светодиод D3 не горит. При звуковом сигнале (хлопок) усилиленный отрицательный импульс через диод D1 и дифференцирующую цепь попадает на базу Q3 — питание включается, светодиод D3 загорается.

Повторный звуковой сигнал выключает питание и гасит светодиод. Для управления внешними приборами используется клеммник J1, к которому можно подключить реле (обязательно с обратным диодом). Напряжение питания схемы без таймера — 5 В постоянного тока, ток для свечения светодиода — 6 мА (при токе менее 3 мА светодиод не загорается).

• Связанный проект: Что такое микроконтроллеры ATMega и как сделать проект со светодиодом?

Нажмите на схему для увеличения

Преимущества и недостатки звукового выключателя

1. Простое включение/выключение светодиода или лампы хлопком.
2. Вместо светодиода можно подключить вентилятор или другую нагрузку.
3. Конденсаторный микрофон имеет фиксированную малую зону чувствительности, которую нельзя изменить.

Применение звукового выключателя

Устройство не ограничено управлением светодиодами — им можно управлять любыми приборами: люминесцентными лампами, вентиляторами, радиоприёмниками или другими схемами, которые нужно включить звуком.

Также рекомендуем простые DIY-проекты по электротехнике и электронике:

• Что такое Raspberry Pi? Создание проектов на Raspberry Pi
• Что такое Arduino и как его программировать?
• Полностью автоматический контроллер уровня воды на SRF04