Выключение света по хлопку: польза и преимущества
Высокотехнологичный аппарат замыкает и размыкает электрическую цепь при подаче звукового сигнала, например, хлопка в ладоши. Он способен дистанционно управлять не только светом в доме, но и другими электробытовыми приборами: вентилятором, увлажнителем, музыкальным центром, аппаратурой, подсветкой аквариума.
Это полезное устройство заменяет или дублирует традиционный выключатель/пульт ДУ, экономя время пользователей на совершение действий. Оборудовать акустическими выключателями можно все электропотребители, находящиеся в зоне акустической чувствительности аппарата.
В корпусе на транзисторах
Выключатель в корпусе на транзисторах размещается в пластиковой коробке со степенью защиты от пыли и влаги ≥ IP30.
Транзисторные устройства успешно локализуются в слаботочные сети (сигнализации, видеонаблюдения и т.п.).
Без корпуса
Применение изделия без корпуса оправдано в случае, если пользователь собирается встраивать изделие в корпус какого-то электроприбора. Например, предполагает закрепить печатную плату с компонентами и акустическим датчиком под кожухом кондиционера или в подставке вентилятора. Открытая сборка компактнее и заметно дешевле, чем девайс в корпусе.
Выключатели и светильники «вилка-розетка»
Выключатель типа «вилка-розетка» представляет съемное электроустановочное изделие в пластмассовом корпусе с входной вилкой для включения в сеть. Изделие оснащается 1-3 выходными розетками для подключения торшеров, бра, сложной бытовой техники, аппаратуры, гаджетов и других энергопотребителей. Изделие является переходником на пути следования электрического тока от сети 220 В к нагрузке, оснащенным платой управлением звуком.
Очень просто вставить в стационарные розетки комнаты 1–4 выключателя и настроить на разных потребителей (или группы потребителей для устройств с выходами типа «двойник» или «тройник»). Например, 1-й выключатель будет подключать↔ отключать сетевую розетку от 3 хлопков, 2-й сработает от 4, 3-й среагирует на 5 хлопков, 4-й будет управлять 6-ю хлопками в ладоши.
Встроенный в «вилку-розетку» акустический коммутатор срабатывает от хлопков в ладоши благодаря селективной фильтрации, выделяющей характерные звуки на фоне шумов.
Испытание акустического устройства
Акустический датчик включения и выключения света испытывается на вероятность активации от любых резких звуков и шумов, кроме хлопков. В качестве подопытного прибора рассмотрим выключатель Claps Max отечественного производства. Проверим, будет ли он срабатывать на звуки — от ударов молотка по доске, включённого гайковёрта, лобзика и болгарки, цоканья отвёртки по металлу. Такие звуки могут спровоцировать активацию устройства.
Видео: испытание акустического выключателя Claps Max
В нашем варианте устройство не сработало ни на звук от включённых электроинструментов, ни на стук молотка, ни на цоканье отвёртки. При этом оно продолжало отвечать на хлопки в ладоши. Это можно назвать отличным результатом.
Самостоятельную сборку и монтаж акустического (или хлопкового) выключателя следует производить с соблюдением норм техники безопасности. После испытания прибора на восприимчивость можно внести коррективы в его настройки.
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 : актуальность
Хлопковый выключатель незаменим в загроможденных (с плохим естественным освещением) помещениях, в которых проблематично подобраться или отыскать электрофурнитуру на стене.
Особенно востребованы звуковые устройства при организации освещения/оснащения системами управления электрооборудования различных хранилищ, cкладов и подсобных помещений.
Акустические выключатели в жилых помещениях
Звуковыми устройствами оснащают подвалы зданий, тамбуры и кладовки частных домов/квартир. Дистанционный аппарат полезен в детской комнате: чтобы выключить свет детям больше не надо подставлять стул, обращаться за помощью к родителям. Незаменим хлопковый выключатель для людей с ограниченными возможностями: отпадет необходимость прибегать к услугам родственников.
Как действует акустический выключатель
Микрофон или акустический датчик преобразует звуковые колебания в электрический сигнал. После усилителя звуковой частоты ЗЧ сигнал детектируется, постоянное напряжение подается на базу транзисторного ключа, в нагрузку которого включена обмотка реле. После превышения порогового уровня на базе ключ срабатывает, и реле замыкает контакты питания 220 В электроприемника. При повторной звуковой команде схема автоматически отключается и прекращается протекание тока в светильнике или электроприборе.
Технические характеристики
Типовые технические характеристики акустического устройства с эксплуатацией в жилом объекте:
- вес нетто (без упаковки) 30 – 60 г;
- габаритные размеры 40*40*15 –86 *86 *26 мм;
- напряжение бытовой сети 220 В;
- максимальный ток нагрузки 5A;
- мощность нагрузки200–1100Вт;
- регулировка звуковой чувствительности 20 –150 дБ;
- класс защиты корпуса IP30 – IP34;
- относительная влажность от 20% до 60%;
- температура эксплуатации от 0°С до +40°С;
- срок гарантии изделий 12–24 месяца.
Составляющие детали
Стандартный акустический выключатель состоит из следующих деталей, запаянных на печатной плате:
- транзисторов и диодов;
- диодного моста и стабилитрона;
- микросхем триггера и компаратора;
- резисторов и конденсаторов;
- микрофона и реле.
Плата помещается в крепкий пластиковый корпус защелками.
Отличия между хлопковым и звуковым (голосовым) выключателем
Голосовые управляющие устройства сложнее переключателей «хлопкового» типа. В них задействованы специальные активные фильтры на микросхемах, выполняющие функции декодера команд. Они распознают последовательность гласных звуков определенной частоты и длительности, игнорируя акустические помехи.
Порядок испытаний хлопковых выключателей
После установки и подключения прибора его нужно проверить в реальных условиях эксплуатации. Проверка заключается в имитации бытовых шумов и реакции на них установленной системы. Обычными для дома шумами можно считать следующие:
- шум бытового пылесоса;
- работа электродрели;
- стук тарелок;
- звук от работы с молотком;
- телефонные звонки и пр.
Поочерёдно создавая такие шумовые эффекты проверяем, на какие из них может срабатывать устройство. Нежелательные реакции прибора можно попробовать устранить регулировкой чувствительности микрофона. Эта возможность реализуется во всех моделях устройств.
Изготовление такого выключателя подробно показано на видео
Для изготовления своими руками акустического выключателя, несомненно, нужны твёрдые знания в области радиоэлектроники и электротехники, а вот установка стандартного устройства вполне по силам исполнителю с минимальными навыками электромонтажа. Успехов вам!
Вопросом, как собрать акустический выключатель в домашних условиях, рано или поздно задается каждый радиолюбитель, поскольку такое устройства замыкания электрической цепи дает большой простор для использования, начиная от подключения простой лампы, до использования в сложных системах безопасности и “умного” дома.
Схема подключения и установка своими руками
Схема электрических соединений хлопкового выключателя ничем не отличается от схемы подключения одноклавишного. Только последовательно (или вместо него) в разрыв цепи включается хлопковый выключатель.
Пошаговая инструкция
Сам акустический модуль приклеивается скотчем изнутри к люстре или корпусу электроприбора, соединения проще производить клеммниками типа Wago:
- обесточить сеть, разорвать цепь питания, идущую к клавишному выключателю, снять изоляцию и зачистить с концов жилы;
- пара проводов белого цвета от акустического модуля соединяются с фазой и нейтралью, идущих от щитка или распредкоробки;
- два оставшихся черных провода аналогично соединяется с выводами светильника или бытового прибора.
Остается перевести клавишу обычного выключателя в положение «включено», система готова к работе.
Советы
При выборе дистанционного выключателя с акустическим датчиком следует обращать внимание на конструктивные особенности устройства. Наличие встроенного блока питания избавит от дальнейших затрат по приобретению низковольтного источника постоянного тока или батареек.
Следует учитывать, что выключатели с диммером используются только с тем типом нагрузки, на которую они рассчитаны. Например, устройства на симисторах не «стыкуются» с энергосберегающими и светодиодными лампами.
Принцип работы
Примитивную модель акустического прибора, можно собрать навесным монтажом с проверочной лампочкой и источником питания 8 вольт. При этом используются:
- мощный биполярный транзистор прямой проводимости типа КТ818, или зарубежные аналоги,
- двухтактный микрофонный усилитель,
- обычный микрофон (например, от магнитофона или наушников)
Такое устройство акустического выключателя позволяет наглядно проследить механизм преобразования шумового сигнала в электрический. Микрофон принимает волновой сигнал и передает его на усилители, после чего, через базу ключа срабатывает транзистор, запуская подключение тока.
Акустический включатель — выключатель — Своими Руками
Самый лучший акустический выключатель.
Автор: Владислав Мясин Опубликовано 20.08.2010
Многим из вас приходилось подолгу нащупывать в темноте выключатель настольной лампы, натыкаясь на разные предметы. Этот процесс обычно сопровождается грохотом и нецензурными выражениями. Но теперь этому пришёл конец! Предлагаемый акустический выключатель выгодно отличается от всех подобных: не требует внешнего источника питания, собирается из распространённых деталей (в частности в нём нет реле), имеет неплохую чувствительность и защиту от сетевых помех, а главное — простоту конструкции и настройки. Хлопок в ладоши — устройство включит свет, ещё хлопок — выключит. Время нахождения в каждом из состояний неограниченно.
Принцип действия
Звуковой сигнал от электретного микрофона поступает на двойной усилительный каскад на транзисторах VT1 и VT2. Применение транзисторов разной проводимости позволило избежать паразитных связей. Конденсатор С3 защищает схему от сетевых помех. Резистор R5 шунтирует вывод 11 микросхемы и одновременно является нагрузкой транзистора VT2. Сигнал на выходе усилителя имеет синусоидальную форму, но для управления триггером сигнал должен быть импульсным. Преобразование сигнала осуществляется одновибратором, выполненным на блоке DD1.1 микросхемы К561ТМ2. Длительность импульса при указанных номиналах R6 C4 составляет 0,5с.
Сердцем устройства является триггер, выполненный на элементе DD1.2 той же микросхемы. Триггер — устройство, имеющее два устойчивых состояния и переключаемое из одного состояния равновесия в другое при каждом воздействии внешнего управляющего сигнала. Когда на выходе триггера (вывод 1 микросхемы) присутствует низкий уровень напряжения, транзистор VT3 закрыт и нагрузка обесточена. При высоком логическом уровне на выходе DD1 транзистор VT3 и тиристор (соответственно) находятся в открытом состоянии и на нагрузку (EL1) поступает напряжение питания. Использование устройства возможно только с лампой накаливания, т.к. на нагрузку подаётся выпрямленное четверкой диодов напряжение, включенных по мостовой схеме. Источник питания выполнен по бестрансформаторной схеме. Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD2-VD4, проходит через ограничительный резистор R9 и фильтруется стабилитроном VD1 и конденсатором C5. При слишком высоком сопротивлении R9 тока может не хватить для отпирания тиристора, при слишком низком — сгореть стабилитрон. Оптимальное значение R9 составляет 28 кОм. Чувствительность устройства на хлопок составляет 4-6 метров. Детали
Лампа накаливания ELI рассчитана на напряжение 220-235 В и мощность 7-60 Вт. Электретный микрофон любой. Все постоянные резисторы типа МЛТ, мощность резистора R9 2Вт. Все конденсаторы на напряжение не менее 16В. Стабилитрон VD1 заменяют КС 175А, Д808, Д814А или на аналогичный с напряжением стабилизации 9-12 В. Выпрямительные диоды VD2-VD4 заменяют диодами КД226В, КД258Б, Д112-16 и аналогичные, учитывая, что их обратное напряжение не должно быть менее 300 В. Вместо дискретных диодов можно применить готовый выпрямительный мост типа КЦ402А, КЦ405А, КЦ407А. Вместо транзистора VT3 можно применить КТ940А-КТ940Г, КТ630А-КТ630В и даже КТ315Б. Транзистор VT1 структуры n-p-n,VT2 структуры p-n-p. Тиристор VS1 должен быть с минимальным током управляющего электрода. Кроме указанного на схеме, это может быть Т112-16-х или другой, с худшими характеристиками, например, типа КУ201 К-КУ201М, КУ202К-КУ202Н.
Монтаж
Устройство собирают на монтажной плате и закрепляют в корпусе из диэлектрического материала. Соблюдайте цоколёвку микросхемы!
Вариант сборки
Схема простого акустического выключателя с блоком питания от 4,5-12 вольт, и с диапазоном действия на расстоянии 2-3 м, собирается на печатной или макетной плате и состоит из большего количества деталей.
Такие устройства называют еще и “хлопковыми” их функциональная особенность – последовательное выключение и выключение при резком звуковом сигнале, аналогичном хлопку ладонями.
За силовую часть отвечает транзистор КТ818 подключенный к реле с катушкой питания в 9 вольт.
Чувствительность электретного микрофона задается резистором питания в 10 кОм и конденсатором на 0,1мкФ. Ее отрегулировать исходя из сопротивления резистора и емкости конденсатора, и за счет использования более чувствительных транзисторов. Номинал резистора может начинаться от 2кОМ, в зависимости от мощности питания, подаваемого на схему.
Далее идут два каскада усиления с биполярными транзисторами КТ315 (можно использовать импортные аналоги, например 2N5551). Номиналы сопротивлений можно варьировать на 50%. Для электромагнитного реле нужно установить защитный диод. Для этой функции подойдет кремниевый 1N4148 или 1N401. Для индикации работы схемы в силовой части можно установить светодиод.
Как можно судить по фото, самодельные акустические выключатели довольно компактны, к ним легко подобрать футляр и использовать в мобильных и статичных приборах, для питания используются обычные батарейки. Можно задействовать также и зарядные устройства от мобильных телефонов с выходным напряжением в 5 вольт.
При тестировании надо обратить внимание на реакцию устройства, так как для запуска и отключения правильно собранного акустического выключатель нужно сделать четкий и резкий хлопок.
Эффектное при демонстрации реакция на более расплывчатые и размытые шумы, может значительно затруднить использование прибора, вызывая непроизвольное включение или выключение во время фонового шума. Важно также предусмотреть наиболее оптимальное расположение микрофона.
Для изготовления встроенных звуковых датчиков можно воспользоваться схемами с питанием 220 вольт, которые могут монтироваться со стандартными клавишными выключателями световых приборов. В них используются в которых используются триггеры на тиристорах и ключевые механизмы.
Питание транзисторного триггера осуществляется посредством диода и резистора. В схеме предусмотрены выравниватели напряжения. В усложненной схеме предусмотрено наличие компаратора – дополнительной зоны, которая отсекает помехи, и повышает качество работы выключателя.
Акустический выключатель своими руками
Акустический выключатель очень полезная и нужная вещь в хозяйстве, тем более если вы хотите автоматизировать некоторые приборы или освещения в своём доме и добавить креативности в своё жилище! С помощью акустического включателя, можно выключать и включать освещение или использовать его для других приборов, например для электрического чайника или вентилятора.
Данная схема полностью рабочая, налаженная и стабильно работает. В интернете есть много схем подобных устройств, но при их сборке возникает масса проблем с работоспособностью и часть поднимаются длинные обсуждения в конце которых, проблема часто не решается. Ниже представлена сама схема.
Схема питается напряжением от 5 до 9 вольт, так что подобрать источник питания не представит труда. Можно использовать к примеру крону или другие батареи и аккумуляторы. Если вам нужно стационарное питание, то в сети есть множество схем блоков питания, подойдёт даже бестрансформаторный.
Печатная плата сделана под DIP компоненты, но не смотря на это, имеет достаточно компактные размеры и подобрать для неё корпус не составит труда. Скачать печатную плату можно по ссылке:
Список деталей для сборки
