4 Simple Clap Switch Circuits [getest]

De hier toegelichte klapschakelcircuits schakelen een aangesloten belasting AAN en UIT als reactie op afwisselende klapgeluiden? Hier bespreken we 4 unieke en eenvoudige ontwerpen die kunnen worden geselecteerd volgens de voorkeur van de gebruiker.

Het artikel gaat over wat de titel suggereert: een klapschakelaar. Een klein elektronisch circuit wanneer gebouwd en geïntegreerd in elk elektrisch apparaat kan worden gemaakt om AAN / UIT te schakelen door slechts met de hand te klappen.

Het voorgestelde ontwerp, wanneer geïntegreerd in een van uw elektrische apparaten, kan worden gebruikt om het AAN en UIT te zetten door simpelweg afwisselend met uw hand te klappen. Het apparaat wordt interessanter en nuttiger omdat er geen extern mechanisme of apparaat voor nodig is om de gespecificeerde bewerkingen uit te voeren.

OPMERKING: Een IC 555-circuit kan nooit een alternatieve AAN / UIT-schakeling voor de belasting produceren. In plaats daarvan werken ze als monostabielen en schakelen ze de belasting slechts een tijdje AAN en vervolgens weer UIT. Blijf dus alsjeblieft weg van goedkope misleidende circuits online ​

Belangrijkste toepassingsgebieden

De belangrijkste toepassing van de hieronder beschreven klapschakelcircuits is voor het bedienen van huishoudelijke apparaten zoals gloeilampen en ventilatoren.

Stel dat u een plafondventilator op dit circuit wilt aansluiten zodat u deze AAN of UIT kunt schakelen met afwisselend klapgeluid, dan kunt u dit eenvoudig doen door de 220 V AC ingang van de ventilator te bedraden via het relais van het circuit.

Evenzo, als u een buislamp of een 220 V of 120 V AC lamp wilt schakelen, sluit u deze gewoon aan in serie met het relais van de klapschakelaar.

De volgende afbeelding laat zien hoe u de ventilator op het relais aansluit

De ventilatorregelaar kan overal in serie met de bedrading worden aangesloten.

Elke gloeilamp kan worden aangesloten op het klapschakelrelais zoals weergegeven in de volgende afbeelding

Hoe geluidstrillingen het circuit triggeren

Het klappen van de handen zorgt voor een hard geluid en is scherp genoeg om een ​​flink eind te verplaatsen. Het gegenereerde geluid is in feite sterke rimpelingen of trillingen die worden veroorzaakt door de plotselinge compressie van lucht tussen onze opvallende handpalmen.

NAAR weinig is verbonden met de versterkertrap en de geluidstrillingen die worden gemaakt door te klappen, raken de microfoon en worden omgezet in kleine elektrische trillingen. Deze elektrische pulsen worden door de transistors tot geschikte niveaus versterkt en naar de flip / flop gevoerd.

De flip-flop is een bistabiel relaiscircuit dat het aangesloten relais afwisselend AAN / UIT schakelt in reactie op elk klapgeluid.

Het circuit dat hier wordt gepresenteerd, bestaat in feite uit twee fasen, de eerste fase is een twee transistor hi-gain versterker en de tweede trap bestaat uit een efficiënte flip / flop.

De flip / flop-trap schakelt afwisselend de uitgangsrelaisdriver in reactie op elke volgende klap. De belasting die op het relais is aangesloten, wordt dus ook overeenkomstig geactiveerd en gedeactiveerd.

Het circuit kan verder worden begrepen met de volgende uitleg.

1) Clap Switch Circuit met IC 741.

Het bovenstaande klapgestuurde relaiscircuit werd mij verstrekt door een van de enthousiaste lezers van deze blog, de heer Dathan.

Het circuit is erg te begrijpen:

De opamp is hier geconfigureerd als een comparator , wat betekent dat het is gepositioneerd om de kleinste spanningsverschillen tussen de twee ingangen te onderscheiden.

Wanneer het klapgeluid de microfoon raakt, wordt een kortstondige spanningsval ervaren op pin # 2 van de IC, deze situatie verhoogt de spanning op pin # 3 van de IC voor dat moment.

Zoals we weten, maakt pin # 3 op een hoger potentieel dan pin # 2 de output van de IC hoog, de conditie zorgt ervoor dat de output van de IC tijdelijk hoog wordt.

Deze hoge respons triggert de IC 4017-pen # 14 , en dwingt zijn output om van pin # 2 naar pin # 3 of vice versa te gaan, afhankelijk van de beginsituatie van de outputs.

De bovenstaande actie schakelt de belasting dienovereenkomstig in de stand AAN of UIT.

Het bovenstaande 12 V klapgestuurde schakelcircuit met behulp van IC 741 is met succes uitgeprobeerd en getest door de heer Ajay Dussa. De volgende prototype-afbeeldingen voor hetzelfde zijn verzonden door de heer Ajay.

Het PCB-ontwerp (baanlay-out) voor het bovenstaande is hieronder te zien, zoals ontworpen door de heer Ajay:

2) Clap Switch met behulp van transistors of BJT's

In de bovenstaande uitleg hebben we een eenvoudig door klappen geactiveerd schakelcircuit geleerd dat een IC bevatte voor het implementeren van de gewenste AAN / UIT-schakelacties. Het huidige ontwerp gebruikt een ander principe en gebruikt alleen transistors voor de bovenstaande activerende acties.

Clap Switch Videodemonstratie

Onderdelen lijst

• R1 = 5k6
• R2 = 47k
• R3 = 3 M3
• R4 = 33 K.
• R5 = 330 OHMS
• R6 = 2K2
• R7 = 10 K.
• R8 = 1 K.
• R9, R10 = 10 K.
• C1, C4 = 0,22 uF
• C2 = 1uF / 25V
• C3 = 10uF / 25V
• T1, T2, T4 = BC547
• T3 = BC557
• Alle IC-diodes = 1N4148
• Relaisdiode = 1N4007
• IC = 4017
• Relais = 12v / 400 ohm

Hoe het werkt

De bovenstaande afbeelding toont een rechttoe rechtaan tweestaps geluid geactiveerde schakelaar ​

De eerste trap bestaande uit T1, T2 en T3 vormt een hi-gain gemeenschappelijke emitterversterker configuratie.

Een microfoon is verbonden aan de basis van T1 via blokkeercondensator C1.

Sterke geluidstrillingen die de microfoon raken, worden onmiddellijk opgepikt en omgezet in kleine elektrische pulsen.

Dit zijn in feite kleine AC-pulsen die gemakkelijk hun weg vinden door C1 naar de basis van T1.

Hierdoor ontstaat een soort push-pull effect en ook T1 geleidt op de overeenkomstige manier.

De respons van T1 is echter relatief zwak en vereist verdere versterking.

Transistors T2 / T3 worden precies hiervoor geïntroduceerd en helpen de spanningspieken die door T1 worden gecreëerd te verbeteren tot aanzienlijke niveaus (bijna gelijk aan de voedingsspanning.)

De bovenstaande spanningspuls is nu klaar om gebruikt te worden om het relais AAN / UIT te zetten en wordt naar de betreffende trap gevoerd.

Zoals we allemaal weten, produceert IC 4017 een sequentiële verschuiving van zijn outputpin-outs (logisch hoog) als reactie op elke positieve puls op zijn klokingangspen 14.

De versterkte klapgeluidspanningspuls wordt toegepast op pin 14 van de bovenstaande IC, hierdoor wordt de uitgang van de IC naar een logisch hoog of een logisch laag omgedraaid, afhankelijk van de initiële status van de relevante pin-out.

Deze getriggerde uitvoer wordt op geschikte wijze verzameld bij de diodeverbindingen en die worden gebruikt om een ​​relais door een relaisaanstuurtransistor T4 te schakelen.

De relaiscontacten gaan uiteindelijk naar een belasting of een apparaat dat bij elke volgende klap dienovereenkomstig wordt in- en uitgeschakeld.

Met behulp van BJT's en voeding

Als we naar het schakelschema kijken, zien we dat het hele circuit is geconfigureerd rond gewone transistors voor algemeen gebruik.

De werking van het circuit kan worden begrepen met de volgende punten:

Transformator X1 vormt samen met de D1 en de condensator C4 het basisvoedingscircuit voor het leveren van de benodigde stroom aan het circuit.

De eerste trap die R1, C1, R2, R3, R4 en Q1 omvat, vormt het ingangssensorcircuit.

De volgende overeenkomstige fasen, bestaande uit Q2 en C3, vormen de flip flop podium en zorgt ervoor dat de signalen van de ingangssensortrap op de juiste wijze worden omgezet in afwisselend schakelen van de uitgang.

De eindtrap bestaat uit een enkele transistor Q4. Het is in feite geconfigureerd als een relaisstuurprogramma voor het vertalen van de alternatieve AAN / UIT-acties van de vorige fase naar het fysiek omschakelen van de aangesloten belasting over de relaisaansluitingen.

Het ontwerp is erg oud, ik heb het in mijn schooltijd gebouwd door een bouwpakket samen te stellen. Het schakelschema met transistors wordt hieronder weergegeven:

Onderdelen lijst

• R1 - 15K
• R2, R5, R12 - 2 m2
• R10, R3 -270K
• R4 - 3K3
• R6 - 27K
• R7, R11 - IK5
• R8, R9 - 10K
• R13 - 2K2
• C3, C1 - 10KPF-schijf
• C2,3 - 47KPF-schijf .:
• C4 - 1000uF / 16V
• Q1,2,3,4 - BC547B
• D1 - 1N4007
• D2,3,4,5 -1N4148 _
• XL - Transformator 12V / 300mA.
• MIC - Condenscr Mic
• RLY - 12V enkele lading over relais

Een andere versie van het bovenstaande is te zien in het volgende diagram:

3) Schakelcircuit met dubbele klap-klap

Alle hierboven beschreven klapschakelcircuits hebben de mogelijkheid om alleen met enkele alternatieve klapgeluiden te werken. Deze functie maakt het circuit kwetsbaar voor externe geluiden die af en toe kunnen optreden en de aangesloten belasting met het circuit kunnen triggeren.

Een schakeling die met dubbele klappen wordt bediend, wordt dus geschikter en bestand tegen oneigenlijke triggers vanwege het feit dat het alleen zou schakelen als reactie op twee opeenvolgende klapgeluiden in plaats van één.

Het verklaarde circuit is eenvoudig maar effectief en gebruikt geen microntrollers voor de implementatie, in tegenstelling tot andere circuits op het net.

Het circuit is door mij getest, maar het is een vrij complex ontwerp, het is belangrijk om eerst de fasen overtuigend te begrijpen en het vervolgens te bouwen om storingen te voorkomen.

Circuit werking

De voorgestelde werking van het klap-klap-circuit of het dubbele-klap-circuit kan worden begrepen met de volgende punten:

De onderste trap is in feite een eenvoudig door geluid geactiveerd schakelcircuit dat zou worden geactiveerd bij elk hard geluid.

De IC 741 is opgetuigd als een comparator met pin # 2 als referentie op een optimaal vast potentiaal bepaald door de instelling van de gegeven preset VR1.

Pin # 3 van de IC wordt de detectie-ingang van de IC en is verbonden met een gevoelige microfoon.

Het aangrenzende IC 4017 is een bistabiele trap die de aangesloten relaisaanstuurtrap en de belasting afwisselend activeert in reactie op elke positieve hoge puls op pin # 14.

Wanneer een hard geluid, zoals een 'klap', de microfoon raakt, wordt pin # 2 van de IC741 tijdelijk geaard, wat resulteert in een kortstondige hoge puls op pin # 6.

Als we deze uitgang op pin # 14 van IC4017 hadden aangesloten, zou dit hebben geresulteerd in een onmiddellijke omschakeling van de belasting bij elke afzonderlijke geluidsingang, wat we hier niet willen, daarom is het antwoord op pin # 6 van IC741 verbroken en omgeleid naar een IC 555 monostabiele trap.

Hoe IC 555 is geconfigureerd

Het IC 555-circuit is zo opgebouwd dat wanneer pin # 2 geaard is, zijn output pin # 3 tijdelijk hoog wordt gedurende een bepaalde tijd, afhankelijk van de waarden van de condensator van 10uF.

Wanneer een geluid de microfoon raakt, triggert de hoge puls van de IC741-uitgang de BC547 die is aangesloten op pin2 van IC555, waardoor pin # 2 van IC555 tijdelijk wordt geaard, waardoor pin # 3 op zijn beurt hoog wordt.

Door de aanwezigheid van de 33uF condensator duurt het echter even voordat de instant high op pin # 3 van IC555 de aangesloten BC547 bereikt.

Tegen de tijd dat de 33uF de transistor oplaadt en inschakelt, is de potentiaal bij de collector van de transistor al weg door de afwezigheid van het klapgeluid dat slechts tijdelijk optreedt.

Met de toepassing van de onmiddellijk daaropvolgende klap levert het echter de vereiste potentiaal op bij de collector van de transistor die nu naar de reikwijdte van pin # 14 van de IC 4017 mag.

Zodra dit gebeurt, wordt de relaisstuurprogramma geactiveerd of gedeactiveerd, afhankelijk van de oorspronkelijke toestand.

Het omschakelen van de belasting vindt dus alleen plaats als reactie op een paar klappen van geluiden waardoor het circuit redelijk dom is.