Проснувшись ночью или рано утром, вы обычно хотите узнать текущее время, чтобы оценить оставшееся время до подъема. В комнате темно и вставать, чтобы включить свет, не хочется. Для облегчения этой задачи и предназначено предлагаемое устройство. Оно представляет собой ночник с автономным питанием (батареей или аккумулятором) и светодиодами в качестве источника света.
Ночник включается каким-либо акустическим сигналом (шум, стук, щелчок, слово, хлопок в ладони) и через 8…10 секунд выключается. При повторении сигнала цикл повторяется.
Устройство расположено в небольшом корпусе, который устанавливается над настенными часами. При включении по акустическому сигналу, светодиоды освещают циферблат часов и комнату в режиме ночника. В связи с тем, что устройство автономно, поместить его можно в любом удобном месте, что расширяет возможности применения.
Особенность данного устройства в том, что кроме акустического реле, в нем, для управления светодиодами освещения, дополнительно применяется фотореле. При нормальном освещении комнаты естественным или искусственным светом, фотореле не допускает бесполезное включение светодиодов, что значительно экономит расход питающей батареи. При этом ток потребления устройства не превышает 1,0…1,3 мА.
Включается ночник автоматически при наступлении темноты, когда сопротивление фоторезистора увеличивается. Тогда, при недостаточности освещения комнаты, фотореле активирует акустическое реле, которое включает подсветку примерно на 10 секунд при любом звуке превышающем настроенный уровень. Циферблат и стрелки часов освещают два светодиода, обладающие весьма большой яркостью при токе потребления около 15 мА. Ток потребления устройства, в режиме освещения, не превышает 30 мА.
Это устройство можно изготовить по схеме:
В схеме ночника предусмотрена возможность регулирования в широких пределах чувствительности фотореле (R2) и акустического реле (R9). Для отключения фотореле, при необходимости, резистор R2 необходимо установить в минимальное положение.
В данной схеме, в качестве фотодатчика R1 использован фоторезистор ФСД-1. В роли такого датчика может быть применен и другой фоторезистор отечественного или зарубежного производства. Точная величина сопротивления фоторезистора не так важна, так как резистором R2 предусмотрена регулировка его чувствительности.
Датчиком акустического реле, служит электретный микрофон со встроенным усилителем.
Схема ночника выполнена на двух распространенных экономичных микросхемах — двухканальном операционном усилителе LM358 и логической микросхеме К176ЛЕ5 с 4 элементами 2ИЛИ-НЕ.
Верхняя часть представленной схемы выполняет функцию фотореле.
Фоторезистор совместно с резистором R2 образуется делитель напряжения. При изменении освещенности, изменяется сопротивление фоторезистора и напряжение на входе 3 DA1.1 ОУ LM358 изменяется. Разность сигналов на входах ОУ усиливается и поступает на микросхему DD1.
Элементы DD1.1 и DD1.2 образуют триггер Шмидта, который обеспечивает четкое переключение состояния и предотвращает зацикливание светового автомата при естественной освещенности близкой к пороговой. В результате, на выходе фотореле появляется управляющий сигнал. При освещении фотосопротивления R1, на выходе 4 DD1.2 будет лог.1, а при недостаточном его освещении лог. 0.
Нижняя часть схемы выполняет функцию акустического реле.
Звуковой сигнал воспринимается микрофоном Мк. Для повышения чувствительности, микрофон подключен к предварительному усилителю на транзисторе VT1 и далее, к микрофонному усилителю на операционном усилителе LM358. Усиленный кратковременный звуковой сигнал с ОУ, подается на одновибратор, собранный на логических элементах DD1.3 и DD1.4, который вырабатывает одиночный импульс продолжительностью примерно 10 секунд. Продолжительность импульса можно изменить, подобрав соответствующие значения резистора R17 и конденсатора C5.
Запуск и остановка работы одновибратора осуществляется управляющим сигналом с выхода 4 DD1.2 фотореле.
Результирующий сигнал с выхода 10 DD1.4 одновибратора, поступает на транзистор VT2, который обеспечивает включение светодиодов.
Изготовление устройства.
1. Подбираем из имеющихся или приобретаем комплектующие детали.
2. Размещаем и устанавливаем детали на монтажную плату в соответствии со схемой. Монтируем, проверяем и отлаживаем работу акустического реле, совместно с выходным транзистором и светодиодами в качестве индикатора работы устройства.
Для проверки работы и отладки режимов этого блока, соединяем выводы 8 и 9 D1.4. Настраиваем режим работы микрофона. С помощью R8 выставляем ток через микрофон около 200мка и напряжение на нем 1,6 вольта. С помощью R14 выставляем опорное напряжение на входе 5 DA1.2 около 1,5 вольта. При появлении акустического сигнала должны загораться светодиоды. В целях экономии батареи, подключаем устройство к сетевому источнику питания.
3. Монтируем схему фотореле. С помощью R2 осуществляется подстройка чувствительности фотореле. Резистором R4 выставляется опорное напряжение на входе 2 DA1.1 операционного усилителя LM358. Для проверки состояния логического элемента микросхемы, при отладке работы устройства, удобно применить дополнительную цепочку – сопротивление 1к и светодиод (на фото — справа).
4. Проверяем работу устройства в целом. Соединяем выводы 8 DD1.4 и 4 DD1.2. Проверяем работу при открытом и закрытом фоторезисторе.
5. Подключаем источник питания, с которым будет работать устройство. Проверяем работу устройства.
Так как планируется работа ночника от Li-Ion аккумулятора для мобильного телефона напряжением 3,7 вольта, то для согласования напряжений был изготовлен простой и экономичный повышающий преобразователь DC-DC с 4 до 7 вольт.
6. Подбираем подходящий корпус для устройства. В хозяйстве найдена пластмассовая коробка, в которой разместятся все комплектующие ночника. По внутренним размерам коробки — корпуса, из универсальной платы, вырезается монтажная плата (63х122 мм).
7. Детали отлаженной схемы с монтажной платы распаиваются на рабочую плату. При этом оставляются свободные поля под размещение светодиодов, микрофона и аккумулятора.
8. Под клеммы аккумулятора, в плате, размечаются и прорезаются два паза, в которые вклеиваются Г-образные латунные контакты.
9. В паз на внешней стороне корпуса устанавливается фоторезистор. На свои места устанавливаются микрофон и светодиоды.
10. Собираем и испытываем всю конструкцию.
11. Дополнительно устанавливаем в устройство текстолитовый щиток для защиты контактов платы, движковый выключатель питания и алюминиевые зацепы для установки ночника на часы.
12. Устанавливаем ночник в рабочее положение …
… и произносим волшебное слово (на Ваш выбор).
После регулировки предела чувствительности, подсветка включается только в неосвещенной комнате.
Предлагаемый акустический включатель не требует внешнего источника питания, собирается из распространённых деталей, имеет несложную схему и хорошую чувствительность (реагирует на сигнал в пределах комнаты).
Данная конструкция ночника, для универсальности применения, выполнена в корпусе. Но его схему возможно собрать и на задней стороне настенных часов, при этом деталей ночника не будет видно до его включения.
Данная схема проверена на практике, стабильно работает при напряжении питания от 6 до 9 вольт, так что подобрать источник питания не составит труда. Можно использовать «Крону» или другие батареи и аккумуляторы. Если вам нужно питание устройства от сети, то в Интернете есть множество схем блоков питания, различной конструкции и сложности.
Этот включатель можно использовать не только в качестве ночника, но и для включения – выключения (например, хлопком или голосом) других электрических устройств, в том числе и более мощных (включение домофона, торшера, настольной лампы или освещение в прихожей, охранной системы и т.д.). Все будет зависеть от конструкции БП и несложного исполнительного устройства, добавляемого к выходу этой схемы.
Детали.
Микросхему К176ЛЕ5 можно заменить на К561ЛЕ5. Резисторы и конденсаторы могут быть любые малогабаритные. Вместо указанного фоторезистора можно использовать другие, близкие по характеристикам. Светодиод заменим любым с большой светоотдачей. Батарея питания может быть составлена из гальванических элементов или малогабаритных аккумуляторов, соединенных последовательно.
Настройка
Принципиальная схема ночника достаточно проста и нет необходимости в настройке после ее правильной сборки.
Для предотвращения ложного срабатывания ночника, необходимо предусмотреть защиту фоторезистора от света включающихся светодиодов. При попадании любого освещения на фоторезистор светодиоды сразу гаснут. Для обеспечения работы ночника в реальных условиях, фотодатчик желательно направить в сторону окна – источника естественного освещения.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Источник: