Меню

Простой хлопковый выключатель схема



Хлопковый (акустический) выключатель

Раньше мы только в кино могли наблюдать, как герой картины заходит в помещение, хлопает в ладоши и загорается свет. Для нас такое действие казалось фантастикой. Тем не менее, рано или поздно любые фантастические изобретения воплощаются в реальную жизнь. И хлопковый выключатель сейчас набирает всё большую популярность. Но для большинства из нас он всё равно остаётся за гранью представлений и познаний об электричестве. Предлагаем подробнее познакомиться с таким коммутационным аппаратом. Узнайте, как он устроен, на чём основывается принцип действия, где его купить и можно ли сделать подобный выключатель своими руками?

Пока ещё такое устройство, как хлопковый выключатель, не зайдёшь и не купишь в первом попавшемся магазине электротоваров. И не каждый завод-производитель бытовой электрической техники выпускает подобные аппараты. Наиболее известная компания, которая производит эти устройства – минская фирма «Ноотехника» республики Беларусь. Будем изучать звуковой выключатель на примере разработанного белорусами выключателя «Экосвет-Х-300-Л».

Где применяется?

Выключатель по хлопку работает с разными лампами – люминесцентными, накаливания, энергосберегающими, галогенными, светодиодными.

Для его нормального функционирования уровень напряжения в сети должен быть 220 В, мощность осветительной нагрузки не должна превышать 300 Вт, допустимая температура – от -20 до +40 градусов.

Хлопковый выключатель имеет размеры, не превышающие обычную спичечную коробку, поэтому его легко можно разместить в основании любого осветительного прибора.

Выключатель света по хлопку рекомендовано устанавливать в помещениях с относительно низким уровнем шума. Например, в жилых и кладовых комнатах, подвальных и подсобных постройках. Если это будут какие-то офисные помещения, мастерские или производственные площадки, где постоянно присутствуют посторонние резкие и громкие шумы, возможно ложное срабатывание устройства.

Лучше всего устанавливать хлопковый выключатель в спальне. Если в комнате имеется только люстра с лампами, и нет прикроватного светильника, то полистав перед сном журнал, не нужно будет вставать, чтобы выключить свет, достаточно просто сделать ладошками хлопок, и он погаснет.

А если у кого-то выключатели ещё расположены, как в старые советские времена, на высоте 1,7 м, то устройство, реагирующее на хлопок, станет незаменимым помощником для детей и людей с ограниченными физическими возможностями.

Есть ещё такой аппарат, как акустический выключатель света. Назначение и принцип действия такие же, как у хлопкового, только он реагирует не просто на хлопки, а на любой шум или даже шорох. Подобные устройства чаще всего применяют для освещения подъездов многоэтажных домов. Пока человек идёт по лестнице или площадке, звенит ключами, открывая дверь, свет горит. Как только люди зашли в свои квартиры, освещение исчезает. Практично и экономично в плане расхода электроэнергии.

В общем, суть вам понятна, основное назначение подобных устройств – включить и отключить освещение дистанционно (на расстоянии). Один раз хлопнули в ладоши (или зашумели) – лампочки загорелись, второй хлопок (или полная тишина) соответственно отключает светильник. С этим всё просто, а вот с конструктивным устройством и схемой уже сложнее.

В данном видео демонстрируется работа акустического выключателя:

Устройство

Самый простой хлопковый выключатель имеет в своей схеме электронный микрофон, дополнительно с ним устанавливается усилитель в виде двух транзисторов, соединённых между собой. Эти маленькие детали в несколько раз усиливают любой звук, поступающий на микрофон. Благодаря этому выключатель можно привести в действие даже незначительным хлопком.

Усиленный звуковой импульс поступает на мощный транзистор, к его коллектору подсоединяется катушка реле, силовая цепь которой подключена к осветительной сети. То есть транзистор управляет этим реле, а оно в свою очередь замыкает либо размыкает контакты в цепи питания лампы.

В цепь микрофона установлен конденсатор. Можно подбирать его ёмкость и тем самым регулировать чувствительность микрофона к подаваемому звуку.

По такому же принципу устроен и акустический выключатель. Работает схема следующим образом. Зафиксированный микрофоном звук преображается в электрический сигнал (напряжение). Каскадом усиления напряжение усиливается, в таком виде поступает на мощный транзистор, а с него на катушку реле. Через реле начинает протекать ток, втягивается магнитный сердечник, тем самым замыкая силовые контакты реле в цепи освещения. Лампочка загорается.

Особо опытным и грамотным электрикам и радиолюбителям под силу будет собрать подобную схему самостоятельно.

Как подключить?

Рассматриваемый хлопковый выключатель «Экосвет-Х-300-Л» состоит из блока, в котором смонтирована вся схема, и двух пар проводов – белых и чёрных. Белые нужно подключать в электрическую сеть 220 В, чёрные проводки подсоединяются к осветительной нагрузке.

Читайте также:  Выключатель кулачковый 4g10 легранд

На светильник из распределительной коробки поступают ноль (напрямую) и фаза (через обыкновенный бытовой выключатель). Эти две жилы соединяются с белыми проводками. Можно это сделать старым дедовским методом скрутки, но лучше всё-таки использовать специальные самозажимные клеммы.

Чёрные провода подсоединяются к самому патрону лампы. То есть, при обычной схеме, у вас из питающей сети фаза и ноль приходили бы сразу на патрон лампы, а так вы ещё дополнительно вставили в эту цепь хлопковый (или акустический) выключатель света.

Сам блок нужно закрепить на корпусе осветительного прибора. На блоке имеется регулятор чувствительности, с помощью него можно задать нужный уровень хлопка. Целесообразнее всего задавать, так называемый, средний уровень, чтобы и не слишком лёгкий, иначе выключатель начнёт срабатывать при малейшем похлопывании, и не очень сильный, чтобы ладони себе не отбить.

Питается хлопковый выключатель через обычный клавишный аппарат, установленный на стене. Если понадобится вывести из схемы модное звуковое устройство, достаточно будет отключить клавишный выключатель.

Осталось только экспериментально проверить результаты своего труда. При правильной работе «Экосвет-Х-300-Л» будет реагировать лишь на хлопки ладонями. Постучите молотком, приблизьте к светильнику работающий пылесос, поколотите ложкой в кружке, включите перфоратор, подразните сигналом мобильного телефона. Не знаем, что покажут ваши эксперименты, но бывали случаи, когда хлопковые выключатели срабатывали на звук работающего перфоратора или звонкий стук металлической ложки по кружке. Это лишнее подтверждение тому, что в мире мало существует идеальных вещей, любое устройство, особенно в электротехнике, имеет наряду с достоинствами и ряд недостатков (пусть даже совсем несущественных).

Устройство «Сlaps»

Одной из новейших разработок является модель хлопкового выключателя «Сlaps». В этом устройстве звук обрабатывается при помощи микропроцессора, ни на какие посторонние шумы он не реагирует, но настраивается на несколько хлопков подряд (это самое главное условие работы).

В одном помещении допустимо установить несколько таких выключателей, каждый из них будет реагировать на определённое число хлопков, и включать соответственно свет, увлажнитель воздуха, вентилятор, телевизор либо музыкальный центр. Под эту модель выключателя приспосабливают любые бытовые приборы, имеющие электрический шнур.

Возможно, кому-то хлопковый выключатель покажется игрушкой или абсолютно ненужным устройством. Другие наоборот горят идеей создать свой «умный дом», чтобы свет и электроприборы включались и начинали работать по команде или хлопку. Устраивайте свою жизнь так, как хочется именно вам, но при этом сделайте её максимально комфортной.

Источник

Особенности конструкции и схема подключения хлопкового выключателя

В последние годы приобрели популярность системы дистанционного управления освещением. Звуковые команды принимает хлопковый выключатель. При достаточной силе хлопка происходит включение или отключения света. Устройство можно приобрести в магазине или, при достаточном владении азами электротехники, изготовить самостоятельно.

Применение

Выключатель света по хлопку включается и отключается в результате реакции на издаваемый шум. Алгоритм работы таков: первый хлопок — включение, второй — выключение.

Устройства подобного типа рекомендуется ставить только в нешумных помещениях. К помещениям такого типа относят спальни, кладовки, подсобные комнаты, подвалы. Нерационально устанавливать хлопковые устройства в помещениях, где бывает множество людей (офисы, гостиные, производственные территории), так как посторонние шумы приводят к ложным реакциям устройств.

Наиболее распространенное место для установки выключателя света по хлопку — спальня. Очень удобно управлять освещением, не вставая с постели. Популярны хлопковые системы в семьях с маленькими детьми, так как для включения или выключения света теперь не нужно дотягиваться до высоко расположенного выключателя.

Многие путают хлопковые и акустические устройства. Акустический выключатель срабатывает на любой шум, а хлопковый — только на хлопки.

Принцип работы

Устройство функционирует за счет установленного в нем микроконтроллера. Контроллер санкционирует включение и выключение света по хлопку. Данный прибор при желании можно использовать для контроля за другими электробытовыми устройствами (кондиционерами, вентиляторами и т. п.).

В составе обычного звукового выключателя света имеется электронный микрофон с предусилителем. Этот компонент усиливает поступающий в устройство звук, что позволяет фиксировать даже самые негромкие хлопки. Деятельность усилителя управляется с помощью транзисторов VT1 и VT2. Схема контролируется парой резисторов R2, а для выравнивания сигнала используются диоды VD1 и VD2.

Звук от хлопка проходит через микрофон, там усиливается и трансформируется электрический импульс. Далее происходит выравнивание звука благодаря работе выпрямляющих диодов. Звук находится под контролем резистора (если уровень громкости звука ниже заданного, резистор не допустит срабатывания прибора). Когда выравнивается сигнал на конденсаторе, возрастает напряжение, открывается транзисторный ключ VT3.

Читайте также:  Выключатель автоматический дифференциальный 25а 30ма шнайдер

Свет отключается и включается после последовательной зарядки и разрядки конденсаторов. По окончании полного цикла деятельности (по еще одному хлопку) резистор и конденсатор C10 разряжаются за четыре секунды. Это приводит устройство к выключению.

Технические характеристики

Для примера разберем характеристики стандартного прибора по включению и выключению света по хлопку.

  1. Электропитание подается от стандартной сети с напряжением 220 Вольт.
  2. Максимальная общая мощность потребителей не превышает 300 Ватт.
  3. Разброс регулирования звука в рамках 30 – 150 децибел.
  4. Допустимый температурный режим: от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля.
  5. Класс защиты корпуса — IP30.

В сети применяются разнообразные светильники:

  1. Лампы накаливания и галогенные источники света.
  2. Энергосберегающие или люминесцентные лампочки.
  3. Светодиодные устройства.

Указанные характеристики соответствуют требованиям закона Российской Федерации под номером 261. Этот акт регулирует правила рационального использования электрической энергии.

По размеру оборудование схоже со спичечным коробком, то есть компактное. Это дает возможность установить его неподалеку от светильников. Фиксация прибора осуществляется на винты-саморезы или двусторонним скотчем.

Схема подключения и монтаж

Ниже показана схема выключателя света по хлопку. Основываясь на ней, можно подключить данное устройство.

Белые проводники, имеющиеся у прибора, подключают к сети. К черным проводам подключают нагрузку. Чтобы соединить медные проводники, понадобятся клеммы. Черные проводники соединяют с лампочкой светильника. Данные устройства подключаются по параллельной схеме.

Электропитание выключателя осуществляется через одноклавишный выключатель. Если нужно его отключить, понадобится просто нажать на выключатель.

Чувствительность звука контролируется соответствующим регулятором. Рекомендуется использовать среднее звуковое значение.

Испытания

Перед включением устройства следует его настроить, чтобы исключить ложные срабатывания на посторонние звуки. Например, хлопковый прибор не должен отзываться на удары молотка, стук посуды, звонящий телефон или включенный перфоратор.

Настройки осуществляются экспериментальным путем. Прибор считается настроенным, когда срабатывает только на хлопки.

Производители

Наиболее известные модели, представленные на российском рынке — «Экосвет» и «Claps». Рассмотрим их основные характеристики.

Выключатель «Экосвет»

Устройство «Экосвет» предназначено для работы с лампочками на 220 Вольт.

Основные параметры прибора:

  • нагрузка — 300 Ватт;
  • разброс звукового сигнала — от 30 до 150 децибел;
  • уровень защищенности корпуса — IP30;
  • допустимый температурный режим — от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля;
  • стоимость — от 350 рублей.

«Экосвет» фиксируют саморезами за крепежные лапы. Прибор не рекомендуется устанавливать в шумных помещениях. Несмотря на то, что «Экосвет» настроен на хлопки, возможны ложные срабатывания.

На рисунке вверху показана схема подключения прибора. «Экосвет» соединен с обычным выключателем, чтобы предоставить возможность обесточивания схемы и прекращения его работы.

Выключатель «Claps»

Данная модель представляет собой одну из последних разработок, где звуковой сигнал обрабатывается продвинутым микропроцессором. Прибор реагирует только на хлопки, поэтому ложную информацию игнорирует. Обязательное условие для срабатывания — определенный характер передачи звуков, когда хлопки должны идти подряд.

В одной комнате может находиться один или несколько выключателей. Каждый из них будет настроен на заданное количество хлопков. Для этого на плате ставят перемычку в нужную позицию. В результате появляется возможность управления несколькими несвязанными друг с другом приборами, к примеру, кондиционером и светильником, телевизором и магнитофоном. «Claps» компактен (примерно как коробок спичек) и может быть вмонтирован в любое место, в том числе в подрозетник.

Стоит «Claps» больше, чем «Экосвет» (2450 рублей против 350), но и надежность его выше. «Claps» будет работать с люминесцентными лампочками даже при плавном включении нагрузки («Экосвет» на это не способен).

Изготовление выключателя своими руками

Хлопковое устройство можно изготовить самостоятельно.

Для этого понадобятся 3 платы:

  • Arduino Nano;
  • звуковой модуль;
  • плата силового реле.

Кроме того, нужен компьютер, USB-шнур, 5-вольтовый блок питания. На компьютер следует поставить программу Arduino IDE, предназначенную для прошивки микроконтроллера.

После копирования данных скетча и вставки текста в окно Arduino IDE необходимо тут же сделать прошивку контроллера. При смене некоторых регулировок и перезаписи устройства есть возможность тонкой настройки звукового реле под собственные нужды.

На схеме видно, что контроллер имеет 4 провода. Пара из них идут на питание, желтый провод направлен на управление силовым реле (контакт 13), а зеленый — провод управления от микрофона, подключенный к А0 контроллеру.

Обратите внимание! Микрофон конденсаторного типа можно заменить на электретный микрофон, в котором в качестве фиксированной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения применяется пластинка из электрета. Отличительное свойство материала — способность сохранения поверхностного заряда на протяжении больших отрезков времени.

В составе микросхемы есть 8 аналоговых входов и 14 цифровых входов и выходов. В рассматриваемом примере используются А0 и D13, поскольку с ними включается светодиод на плате Arduino.

Читайте также:  Выключатель авт ва47 29 63а

При замене показателя AnalogRead определяется пороговая чувствительность. Наибольшее значение — 1024. Если изменить значение Delay, скорректируется время на исполнение скетча. Таким образом достигается желаемое время готовности к переключению. Так же определяется порог, защищающий от помех и ложных срабатываний. Чувствительность микрофона меняется еще и переменным регулятором, расположенным на плате. Настройка и отработка схем осуществляется на плате Arduino UNO.

Источник

Выключатель света хлопковый: схема сборки акустического прибора своими руками

В этом проекте мы создадим акустический выключатель, работающий по хлопку. Таким образом, вы можете включить\выключить любой домашний прибор, просто хлопнув в ладоши.

Я специально спроектировал свою схему так, чтобы улучшить её точность и отфильтровывать посторонние звуки. На видео вы можете посмотреть работу готовой схемы акустического выключателя.

Шаг 1: Объяснение схемы

Обработка сигнала, осуществляемая в схеме, объясняется на картинке.

Поступающий сигнал проходит 4 стадии обработки:

  1. На первом этапе поступающий сигнал усиливается.
  2. На втором этапе компаратор накладывает на усиленный сигнал пороговое значение и сравнивает их, удостоверяясь, хлопок это или нет.
  3. На третьем этапе импульс с компаратора конвертируется в долгий импульс, это полезно для уменьшения шумов при хлопке.
  4. На четвёртом этапе наш сигнал сначала включает светодиод, а на следующий раз выключает его. Это происходит посредством десятичного счётчика и его сбросом на Q2. Q0 остаётся пустым, к Q1 подключается светодиод\реле.

Q0, Q1, Q2 — это выходы десятичного счётчика, посмотрите спецификацию к 4017. На первый счет, поданный на 4017, выход приходится на Q0, на следующий счет выход переходит на Q1 и так далее.

  • POT1 = используется для подачи напряжения на микрофон
  • POT2 = используется для начального смещения транзистора
  • POT3 = используется для задания опорного напряжения на компаратор

Шаг 2: Создание схемы своими руками

Вещи, которые вам понадобятся для создания выключателя света по хлопку:

  • Потенциометры — 100K, 20k * 2шт
  • Светодиоды * 3шт
  • BC547 * 2шт
  • Реле 12v
  • Диод
  • Резисторы 160k, 470 * 3шт, 1k, 22k
  • Конденсаторный микрофон
  • LM358
  • NE555
  • CD4017
  • Выключатель
  • 12v адаптер/батарея
  • Макетная плата
  • Основа интегральной микросхемы (IC base) — 2×8 пин, 1×16 пин
  • Конденсатор 100nF (104)
  • Конденсатор 10uF (любое напряжение)

Шаг 3: Калибровка потенциометров

Чтобы откалибровать звуковой выключатель, нужно сначала использовать светодиод с наименьшим напряжением, которое вы найдёте в месте LED1. Так делается потому, что низковольтажные светодиоды светятся при низком напряжении, и вы легко заметите свечение, когда произведёте хлопок рядом с микрофоном (я не помню точно, но, кажется, мой синий светодиод работал при напряжении менее 1 Вольта — попробуйте использовать маленькие диоды).

Вторая вещь, которую вам нужно держать в голове — нужно настроить POT2 таким образом, чтобы изначально LED1 (низковольтный светодиод) не горел. Эта калибровка должна быть точной и осуществить её не очень сложно. Суть состоит в том, чтобы изначально подать ток напряжением около 0.7V на первый транзистор, и мы можем сделать это, регулируя POT2. POT1 легко откалибровать. Сначала настройте POT2 так, чтобы LED1 не горел, затем сделайте хлопок недалеко от микрофона и LED1 загорится. Теперь поменяйте значение POT1, настройте POT2 опять таким образом, чтобы LED1 не горел, сделайте хлопок, и вы увидите, что LED1 снова загорелся. Вы увидите разницу в свечении LED1. Нужно настроить POT1 и POT2 таким образом, чтобы свечение появлялось при самых громких и тихих звуках. (POT1 должен быть более 5ком). Как только вы закончили со свечением LED1, переходите к LED2 и POT3. POT3 отвечает за опорное напряжение, сравниваемое с напряжением после усиления с транзистора (LED1). Здесь можно настроить чувствительность устройства, т.е. на каком уровне звука должен срабатывать выключатель. Выход можно увидеть на LED2 — вы разберётесь во всём сами после пары самостоятельных регулировок. Единственное, что я хочу заметить — не стоит калибровать все потенциометры в одно и то же время, т.е. вам нужно изменить значение на одном участке схемы хлопкового выключателя, увидеть разницу, и только затем переходить к другому участку схемы.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник