Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Klaskacz 230 V, czyli AVT721 zasilany z sieci energetycznej

AVT3088
kit
Klaskacz – dźwiękowe zdalne sterowanie, dzięki któremu poczujesz się we własnym domu niczym w luksusowej willi – możesz włączać i wyłączać np. światło... klaszcząc w dłonie.
Uwaga! W urządzeniu występują napięcia mogące stanowić śmiertelne zagrożenie dla życia! Osoby niepełnoletnie mogą wykonać i uruchomić układ tylko pod opieką wykwalifikowanych osób dorosłych!
Light icon
Article Image

Do czego to służy?

Do Działu Handlowego i Pracowni AVT od dawna docierały pytania o możliwość i sposób dołączenia Klaskacza AVT721 do sieci elektrycznej 230 V i sterowania w niej urządzeń. Zestaw AVT721 przeznaczony jest dla zupełnie początkujących, którzy nie powinni eksperymentować z groźnym dla życia i zdrowia napięciem 230 V. Z uwagi na oczekiwania klientów, Pracownia AVT postanowiła stworzyć oddzielny zestaw do samodzielnego montażu AVT3088, czyli Klaskacz 230 V. Zostałem poproszony o realizację takiej wersji. Wyłącznie z uwagi na niebezpieczne napięcie sieci projekt oznaczony jest trzema gwiazdkami. 

Układ reaguje na pojedyncze klaśniecie w dłonie. Wykazuje przy tym znikomą czułość na typowe dla otoczenia dźwięki (mowa, muzyka, itp.). Każde kolejne klaśnięcie zmienia stan przekaźnika na przeciwny, sygnalizując to dwukolorową diodą LED. Zestaw został wyposażony w przekaźnik o obciążalności styków 8 A/250 V, dzięki temu nadaje się doskonale do zdalnego sterowania oświetleniem, żaluzjami, sprzętem audio i każdym innym urządzeniem zasilanym z sieci energetycznej.

Po dołączeniu układu do zasilania zostaje on wyzerowany i pozostaje w stanie czuwania do momentu klaśnięcia w dłonie, przy czym niezależnie od stanu pracy pobiera mniej niż 1 W mocy. Płytka drukowana została tak zaprojektowana, by wraz z wlutowanymi elementami zmieściła się w puszce podtynkowej, a jej wymiary to: średnica 54 mm i grubość 25 mm. Ze względu na swoje niewielkie wymiary, układ powinien zmieścić się też bez przeszkód np. w lampkach nocnych czy żyrandolach. Zainstalowanie go w pokoju dziecka pozwoli wprawić w zdumienie kolegów i rodzinę.

Jak to działa?

Schemat klaskacza znajduje się na rysunku 1. Układ składa się z trzech zasadniczych bloków – czujnika dźwiękowego ze wzmacniaczem tranzystorowym, przerzutnika T zrealizowanego na scalonym liczniku 4017 oraz zasilacza beztransformatorowego. Sygnał z mikrofonu elektretowego jest wzmacniany we wzmacniaczu z trzema tranzystorami T1...T3. Pojawienie się silnego sygnału zawierającego znaczną liczbę składowych o wyższych częstotliwościach powoduje reakcję układu: dodatnie połówki sygnału z mikrofonu powodują otwarcie T1 oraz T3. Dzięki obecności bufora T2, po klaśnięciu impuls dodatni występuje na rezystorze R8, a więc także na wejściu zegarowym układu 4017. Powoduje on zmianę stanu licznika, który przełącza kolor świecenia diody LED z zielonej na czerwoną, a poprzez tranzystor T4 załącza przekaźnik.

Rysunek 1. Schemat elektryczny klaskacza

Użyty zasilacz beztransformatorowy nie zapewnia separacji galwanicznej od sieci energetycznej, czyli w układzie mogą występować napięcia niebezpieczne dla zdrowia i życia człowieka. Rezystor szeregowy R11 zabezpiecza mostek B1 w przypadku, gdy układ zostaje dołączony do sieci w chwili, gdy chwilowa wartość napięcia przekracza 300 V. Bez rezystora R11 przez diody mostka i puste kondensatory C5, C6 popłynąłby przez chwilę bardzo duży prąd o wartości ograniczonej jedynie rezystancjami połączeń. Rezystor R11 ograniczy ten impuls do bezpiecznej wartości i uchroni pozostałe elementy elektroniczne przed uszkodzeniem. Podczas pracy klaskacza moc wydzielana w tym rezystorze jest znikoma, a co za tym idzie nie nagrzewa on swojego otoczenia i całość może być zamknięta w puszce podtynkowej. Podłączenie układu do sieci elektrycznej ułatwiają dwa złącza ARK2. Do złącza IN należy doprowadzić napięcie z sieci elektrycznej. Nie ma tu znaczenia sposób podłączenia przewodu fazowego i neutralnego. Po klaśnięciu, a tym samym zwarciu styków przekaźnika, na złączu OUT pojawia się napięcie sieci, a więc bezpośrednio można podłączyć do niego odbiornik np. żarówkę.

Montaż i uruchomienie 

Układ należy zmontować na płytce drukowanej, której projekt pokazany jest na rysunku 2. Płytka jest dwustronna, a montaż elementów mieszany. Ścieżki, przez które będzie płynął znaczny prąd, zostały na płytce drukowanej odkryte i warto je dodatkowo pocynować. W części zasilającej i wykonawczej znajdują się elementy przewlekane, natomiast część niskonapięciowa to elementy SMD. I to właśnie od nich najlepiej jest zacząć montaż.

Rysunek 2. Schemat montażowy klaskacza

Podczas montażu należy zwrócić szczególną uwagę na sposób wlutowania elementów biegunowych: mikrofonu elektretowego – jego końcówka ujemna połączona jest z metalową obudową, kondensatora C6, mostka prostowniczego i diod. Wcięcie w obudowie układu scalonego musi odpowiadać rysunkowi na płytce drukowanej. Jako że obwód drukowany jest dwustronny, diodę LD1 i mikrofon można wlutować po dowolnej stronie płytki. Dwa przykładowo zmontowane układy przedstawia fotografia tytułowa. Strona lutowania tych elementów będzie zależała od miejsca instalacji klaskacza. Po zmontowaniu układu trzeba bardzo starannie skontrolować, czy elementy nie zostały wlutowane w niewłaściwym kierunku lub w niewłaściwe miejsca oraz czy podczas lutowania nie powstały zwarcia punktów lutowniczych. Błąd może zaowocować uszkodzeniem elementów, a nawet ich wybuchem. Układ bezbłędnie zmontowany ze sprawnych elementów od razu będzie poprawnie pracował. W Elportalu, wśród materiałów dodatkowych do tego numeru, można znaleźć dokumentację płytki oraz dodatkowe fotografie.

Wykaz elementów
R1
10kΩ (SMD 1206)
R2…R5,R8
100kΩ (SMD 1206)
R6
47kΩ (SMD 1206)
R7
10MΩ (SMD 1206)
R9
1kΩ (SMD 1206)
R10
4,7kΩ (SMD 1206)
R11
150Ω/3W
C1…C4,C7
100nF (SMD 1206)
C5
470nF/400V
C6
470µF/25V
D1
1N4148 (SMD MMELF)
D2
12V Zenera
LD1
LED 3mm lub 5mm dwukolorowa
B1
DF08S (SMD)
T1, T2, T4
BC847 (SMD)
T3
BC857 (SMD)
IC1
4017 (SMD)
MIC
mikrofon elektretowy
PK1
JQX-68F-012-1ZS
IN, OUT
ARK2
Firma:
Tematyka materiału: AVT3088, klaskacz, włącznik/wyłącznik reagujący na klaśnięcie
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich styczeń 2014
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"