ПРОСТОЙ СВЕТО-АКУСТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Выключатель предназначен для установки в подъезде многоквартирного дома. Схему можно сделать в двух вариантах, - для подъездов или лестничных клеток с нали­чием естественного освещения (есть окно) и для подъездов или лестничных клеток без естественного освещения (окна нет). Инте­ресно что в старых домах - «хрущовках», «брежневках» обычно на лестничных клетках и в подъездах всегда имеется окошко, позво­ляющее днем солнечному свету проникать в подъезд, но вот во многих новых домах подъезды спроектированы так, что находятся в центре здания и поэтому не имеют окон. Поэтому и два варианта выключателя, - первый реагирует не только на звук но и на свет и включает освещение только если в подъезде темно, а второй не имеет светодатчика, так как в подъезде нет окошка и без электрического освещения там всегда темно.

На рисунке 1 показана схема первого варианта, - реагирующего на свет и звук. Алгоритм работы обычен для аналогичных выключателей, - если темно, то при возник­новении звука громче некоторого порога включается свет и горит некоторое время. Время горения света зависит от продолжи­тельности звука, но не менее некоторой заданной величины. Свет горит столько времени, сколько продолжаются звуки, плюс, это заданное время. В данном случае заданное время установлено около 5 минут, но подбором сопротивления резистора R4 его можно изменять в очень и очень широких пределах (от нескольких секунд, до несколь­ких часов).

За светом наблюдает датчик на основе фототранзистора VT2. Это фототранзистор от «шариковой» компьютерной мыши. Он внешне похож на транзистор типа КТ315, только черного цвета. Там внутри два фото­транзистора, - на средний вывод выведены их соединенные вместе коллекторы, а на крайние - отдельно эмиттеры. В этой схеме можно использовать любой из этой пары, то есть, коллектор - средний вывод, эмиттер - любой крайний вывод. Другой крайний вывод остается свободным. Фототранзистор нужно установить так, чтобы на него не оказывал влияния свет идущий из подъезда при вклю­ченном освещении. То есть, фототранзистор нужно либо вынести в виде отдельного блока на улицу, либо закрыть блендой и прижать к оконному стеклу так чтобы он «смотрел» на улицу, и был отвернут от источника искуственного света, которым данная схема управ­ляет. Большую роль играет и настройка чувствительности свето-датчика, которую де­лают с помощью переменного резистора R6.

Звук «слушает» электретный микрофон М1. А уровень его чувствительности устанавли­вают переменным резистором R1, который одновременно является как нагрузкой встроенного усилителя микрофона, так и регулятором уровня сигнала, поступающего на усилитель-формирователь на транзис­торе VT1. Каскад на транзисторе VT1 весьма интересен. Практически, это обычный усилительный каскад с общим эмиттером, но постоянное напряжение с его коллектора поступает на обнуляющий вход счетчика D1, то есть, должно быть как-то привязано к логи­ческому уровню. Поэтому режим работы кас­када по постоянному току не только важен в смысле его коэффициента усиления, но и в смысле установки некоторого порогового значения «междууровневого» напряжения на входе счетчика. В процессе налаживания нужно R2 подобрать таким образом, чтобы при отсутствии входного сигнала напряжение на коллекторе VT1 воспринималось логи­ческим счетчиком D1 как логический ноль. А наличие достаточно громкого звука - как импульсы высокого логического уровня. Начать следует с постоянного напряжения около 2V, и постепенно его поднимать, пока не будет достигнут уровень уверенной работы схемы при среднем положении ручки переменного резистора R1. Слишком подни­мать напряжение на коллекторе VT1 (до уровня около половины напряжения питания установленного стабилитроном VD3) не реко­мендуется, так как находясь на пороговом значении логических уровней схема может работать крайне нестабильно.

Теперь о работе схемы в целом. Если темно, то напряжение на фототранзисторе VT2 высокого уровня и на выходе элемента D2.4 будет ноль. Он приходит на вывод 9 D2.3 и никак не влияет на работу данного элемента как инвертора.

При возникновении звука достаточной гром­кости на коллекторе VT2 появляются импуль­сы, которые сбрасывают счетчик D1 в нуле­вое положение. На старшем выходе D1 (и на всех его остальных выходах) устанавлива­ется ноль. Инвертируется элементом D2.3 и логической единицей с его выхода открывает ключ на полевых транзисторах VT3 и VT4, через которые питается лампа Н1.

В это же время ноль с выхода D1 проходит на вывод 5 D2.2 и запускает мультивибратор D2.1-D2.2, который вырабатывает импульсы, поступающие на вход «С» счетчика D1. Если звуковые сигналы продолжают поступать, то счетчик все время поддерживается обнулен­ным, а лампа включенной. Когда звуковые сигналы прекращаются состояние счетчика последовательно нарастает с каждым импульсом, приходящим на его вход от муль­тивибратора. И через некоторое время, зависящее от частоты этих импульсов, на выводе 3 D1 появляется логическая единица. Она сразу же делает два дела, - останавли­вает мультивибратор D2.1-D2.2 и изменяет уровень на выходе D2.3. Счет прекращается и на выходе D2.3 устанавливается низкое напряжение. Транзисторы VT3 и VT4 закры­ваются и лампа Н1 выключается.

Источник питания микросхем выполнен бес­трансформаторным. Напряжение от сети выпрямляется диодом VD4 (и обратно вклю­ченными диодами, которые есть в транзисто­рах VT4 и VT5 между стоками и истоками) и поступает на параметрический стабилизатор, состоящий из резистора R9 и стабилитрона VD3. Конденсатор С6 сглаживает пульсации.

Выходной каскад можно выполнить и на тиристоре или симисторе, но при мощности нагрузки не более 300 W высоковольтные полевые мощные транзисторы - оптималь­ный вариант, так как они работают почти как механический контакт, то есть, низкое сопротивление в замкнутом состоянии, а значит минимальная рассеиваемая на них мощность, практически до мощности 300W не требуется радиатора вообще. Плюс, линейность, в следствии чего минимум импульсных помех и искажения формы напряжения сети. В общем можно ничего не опасаясь подключить на выходе энерго­сберегающую лампу.

Микросхемы К561ИЕ16 и К561ЛЕ5 можно заменить зарубежными аналогами CD4020 и CD4001. Диоды 1 N4148 заменимы любыми диодами типа КД522, КД521. Диод 1N4004 можно заменить любым выпрямительным на напряжение не ниже 360V и ток не ниже 0,1 А. Стабилитрон - любой на напряжение 5-6V. Электретный микрофон неизвестной марки, должен подходить любой с двумя выводами (при монтаже соблюдайте полярность).

Фототранзистор можно заменить фоторе­зистором, фотодиодом, самодельным фото­транзистором, и соответственно подобрать сопротивление R8.

Теперь о варианте без свето-датчика, - схема показана на рисунке 2.

 Практически все то же самое, но нет части схемы на VT2 и D2.4. Впрочем можно даже и не менять схему, - просто не подключить фототранзис­тор.

Антонов В.А.