В публикации мы рассмотрим бесконтактный выключатель осветительной лампы, органом управления которого служит сам его корпус. Для включения или выключения нужно слегка стукнуть по корпусу выключателя. Акустический сенсор воспринимает вибрацию и меняет состояние выключателя на противоположное. Преимущества такого выключателя очевидны, - отсутствие каких-либо движущихся или контактных частей обеспечивает отличную электробезопасность.


К тому же очень легко сделать такой выключатель абсолютно герметичным. А это особенно важно при эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (и даже непосредственно в воде).

Нелишним такой выключатель будет и в детской. Ребенок может им пользоваться постукивая по его поверхности не опасаясь поражения током.
Здесь предлагается модернизированный вариант такого выключателя. Теперь он может управлять люстрой из двух групп ламп, а старомодный тиристор заменен более современными деталями, - мощными высоковольтными ключевыми полевыми транзисторами.

Практически уже недоступная в продаже пьезоэлектрическая головка от старого проигрывателя грампластинок заменена акустическим датчиком, сделанным из пищалки от импортных электронных часов.

Как работает выключатель.

Датчик F1, как уже замечено, это пьезоэлектрический звукоизлучатель от карманных электронных часов. Но это может быть любой пьезоэлектрический звукоизлучатель (например, «легендарный» ЗП-1)

Поскольку датчик пьезоэлектрический (у него сопротивление как у конденсатора), он подключен к базе транзистора VT1 непосредственно. На VT1 выполнен усилитель. Режим транзистора установлен так, что напряжение на его коллекторе около 1.2-1.3V, в отсутствие сигнала.

При наличии сигнала на коллекторе VT1 возникают импульсы, достаточного размаха, чтобы микросхема К561ТМ2 «поняла» их как логические. В исходном состоянии оба триггера микросхемы D1 обнулены (обнуление происходит принудительно в момент подачи питания при помощи цепи C1-R4). На прямых выходах триггеров логические нули, поэтому ключи на транзисторах VT2-VT5 закрыты.

Датчик F1 прижат к корпусу выключателя. При легком ударе по корпусу (в месте расположения датчика) на коллекторе VT1 возникают импульсы. Первый же из них переключает триггер D1 1 в единичное положение. Открывается ключ VT2-VT3 и подается питание на лампу Н1. Остальные импульсы на коллекторе VT1 (а при ударе по корпусу выключателя их образуется множество) не меняют состояния триггера, так как есть цепь задержки R3-C2 замедляющая работу триггера.

После следующего удара (С2 ко времени следующего удара обязательно успеет зарядиться) триггер D1.1 принимает нулевое положение и ключ на VT2-VT3 закрывается, но меняется состояние второго триггера D1 2 и открывается ключ на VT4-VT5. Лампа Н1 гаснет. а лампа Н2 зажигается.

Поскольку триггеры включены по схеме двоичного счетчика, то после третьего удара по корпусу будут гореть обе лампы (или обе группы ламп), а после четвертого, - обе лампы погаснут.

Таким образом, - стукнули один раз, - зажглась первая половина люстры, стукнули два раза, - зажглась вторая половина люстры, стукнули три раза - зажглась вся люстра. А после четвертого стука - вся люстра гаснет.

Питается схема от бестрансформаторного источника напряжением 5V. собранного на стабилитроне VD10, гасящем сопротивлении R5-R7 и диоде VD5 Конструкция выключателя должна быть достаточно прочной (все же, по нему будут стучать). Датчик должен быть жестко укреплен на поверхности корпуса, обращенной к пользователю.

Использовать клей можно только в том случае, если F1 имеет собственный корпус Если F1 выполнен без корпуса (например. как пищалка мультиметра) его нужно укрепить при помощи хомута или зажима. Заливать клеем бескорпусную пищалку нельзя, - ухудшится подвижность пьезопластины и это приведет к снижению акустической чувствительности.

Оптимальный вариант, - припаять F1 на плату, и эту плату, при помощи винтов или другим способом, закрепить в корпусе так, чтобы F1 был прижат к рабочей поверхности выключателя.

Настройка

В процессе налаживания нужно установить режим транзистора VT1 по постоянному току так, чтобы постоянное напряжение на его коллекторе было в пределах 1,2-1,3V. При возникновении ложных срабатываний, например, от громких звуков, шагов, музыки, нужно понизить чувствительность датчика, зашунтировав его конденсатором, емкость которого (от нескольких десятков пФ до одного мкФ)подберите экспериментально.

При каждом ударе состояние счетчика на триггерах D1.1-D1.2 должно меняться исключительно только на единицу. В противном случае нужно увеличить сопротивление R3 (или емкость С2). Но, значительное увеличение параметров этих деталей может привести к нежелательному замедлению работы выключателя, и им будет неудобно пользоваться.