Хлопковый выключатель

Технические характеристики устройства, работающего по хлопку

Выключатели света, активирующиеся звуками от хлопков, можно найти в продаже или сделать самостоятельно. Рассмотрим прибор «Экосвет-Х-200-Л», выпускаемый белорусской . Он обладает следующими техническими характеристиками:

мощностью нагрузки — до 300 ватт;
силой звука — 30–150 децибел;
напряжением сети — 220 вольт.

Хлопковые выключатели «Экосвет-Х-300-Л» предназначены для включения и выключения освещения по громкому и звонкому звуку

В комплект кроме непосредственно выключателя входит коробка и инструкция по монтажу. Цена данного выключателя в сравнении с аналогичными приборами других изготовителей является вполне демократичной. Выключатель выпускается в защитном корпусе класса IP-30. Работать он может при температуре от -20 оС до +40 оС. Такое устройство сочетается фактически с любыми светильниками: галогенными, люминесцентными, энергосберегающими, LED и стандартными лампами накаливания. Размер устройства — не более спичечного коробка, поэтому его легко разместить в основании любого источника света. Крепится выключатель с помощью двустороннего строительного скотча или саморезов.

Составляющие компоненты звукового выключателя

Смонтировать акустический выключатель можно и самостоятельно. Приведём пример с использованием в микрофонном усилителе транзисторов КТ315 отечественного производства. В финишном каскаде применяется транзисторный ключ большой мощности на биполярном транзисторе КТ818. Если предполагается управление лампами с питанием выше 12 вольт, то в цепи необходимо реле. Если предполагаемые нагрузки меньше данного значения, то реле можно вычеркнуть. Медные провода соединяются при помощи клемм Wago 222, имеющих свои плюсы и минусы.

Медные провода можно соединить при помощи клемм Wago

Плюсы клеммников Wago:

быстрота, аккуратность и лёгкость соединения проводов;
электробезопасность;
отсутствие необходимости использовать специальный инструмент электрика;
надёжность;
эстетичность и красота.

Минусы клеммников Wago:

высокая цена;
не слишком удобное расположение гнёзда.

Выключатели для дома (бытового применения)

В быту применяют различные виды выключателей, однако их назначение обычно ограничивается управлением светильниками. Такой выключатель должен быть удобным, безопасным, имеющим привлекательный дизайн. По способу установки он может быть встроенным или устанавливаться снаружи. В наши дни в качестве органов управления используют поворотную клавишу, такие выключатели распространены в Европе.

В США почти все выключатели рычажкового типа (тумблеры), видимо, традиция. Еще раньше использовались поворотные выключатели, изобретение еще Томаса Эдисона. Они были распространены во всем мире в первой половине XX века и коммутировали до нескольких цепей в 3–4 положениях (пакетный выключатель). Пакетные выключатели используются до сих пор во многих старых щитках коммунального хозяйства.

Для включения светильников используют выключатель одноклавишный, для люстр применяют двухклавишный выключатель или даже трехклавишный выключатель. Двойной выключатель света также часто используют для пары помещений туалет/ванная. Нужно сказать, что современные источники света весьма продвинуты по сравнению с тем, что было еще лет 15 назад. Поэтому появилось много выключателей с дополнительными функциями. Наиболее простая из них – выключатель с подсветкой для ночного времени.

Выключатель с таймером отключения используется для экономии света в небольших помещениях (кладовках, ванных комнатах) куда заходят на короткое время и забывают выключать свет.

Выключатель с регулятором яркости может быть использован с теми светильниками, которые поддерживают функцию диммера (регулятора освещенности, англ.). Иногда они идут в комплекте, так как такой вид приборов еще не стандартизован.

Выключатель света с датчиком движения – еще один способ экономии электричества, очень удобный. Свет включается, если инфракрасный датчик обнаруживает движение человека в поле зрения датчика. Повторное движение может отключать свет или это может сделать таймер, после того, как движение было обнаружено. Выключатель с датчиком движения не требует никаких действий от человека, достаточно его присутствия.

Есть довольно экзотический вид – выключатель по хлопку. Внутри его стоит микрофон, усилитель и микропроцессорное устройство для распознавания характера звука. Такой выключатель после установки может не сработать с первого раза, так как он запоминает звук от пользователя в памяти для последующего сравнения. Надо откровенно сказать, что это довольно дурацкий способ включения и выключения света – люди могут уже спать и шум будет их беспокоить.

Напольный выключатель выполняется в виде кнопки с фиксацией. Он рассчитан на небольшое усилие нажатия и конструктивно выполнен таким образом, чтобы его не повредил большой вес, выдерживал вес ноги.

Выключатель потолочный также является кнопкой с фиксатором, на которую усилие передается от рычага, с привязанным к нему шнуром. Механика прячется за декоративной крышкой. Чтобы пользоваться таким выключателем, включить или выключить его, требуется потянуть за шнур или слегка дернуть его.

Плюсы и минусы

Важнейшим преимуществом звукового переключателя перед классическими является простота и удобство использования. Пользователю не нужно думать, куда установить выключатель.

Основные преимущества:

работают с любыми электроприборами или источниками света;
возможность включить и выключить бытовой прибор или свет, находясь в любой точке комнаты;
отсутствие лишних проводов;
надежность и длительный срок службы;
бесшумность;
безопасность.

Недостатки:

Современные датчики умеют распознавать звук, который нужен для включения и выключения. Пользователю нужно точно знать, на какой именно сигнал отреагирует сенсор.
Зона чувствительности ограничена. В большой по площади комнате придется хлопать громко или подходить ближе к сенсору. Если увеличить чувствительность, датчик может ложно среагировать на аналогичные звуки.

В корпусе на транзисторах

Выключатель в корпусе на транзисторах размещается в пластиковой коробке со степенью защиты от пыли и влаги ≥ IP30. Благодаря применению печатных плат с SMD-элементной базой,пьезоэлектрического датчика и твердотельного реле, размеры современного акустического выключателя в корпусе на транзисторах не превышают габаритов спичечного коробка.

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.

Обыкновенная пристыковка выключателя типа «вилка-розетка» позволяет подсоединить модуль с акустическим датчиком без электромонтажных и установочных работ.

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.

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.

Применение хлопкового выключателя

Акустический (или хлопковый) выключатель создан для управления электричеством в различных помещениях дистанционно, то есть не прикасаясь непосредственно к тумблеру. Данное приспособление действует по хлопку в ладоши. Помимо источников освещения акустический регулятор может активировать катушки контакторов, преобразователи тока, климатические системы и иное электрическое и электронное оборудование — главное, чтобы хватало мощности.

Акустические выключатели в жилых помещениях

Звуковые выключатели оптимально подходят для сравнительно тихих помещений в доме: спален, библиотек, кабинетов, кладовых, погребов. Установка подобного устройства в спальне позволит вам не вставать с кровати для выключения света после того, как вы почитаете на ночь любимую книгу и удобно устроитесь под одеялом. Чтобы комната погрузилась в уютный, обволакивающий мрак, нужно просто похлопать в ладоши.

Установка хлопкового выключателя в спальне позволяет не вставать с кровати для выключения света

Монтировать подобные приборы в шумных местах и помещениях нецелесообразно, поскольку посторонние звуки будут регулярно провоцировать несанкционированную активацию устройства. В связи с этим звуковой выключатель не подходит для офисных и рабочих помещений, для кухонь, столовых и гостиных.

Хлопковый выключатель очень пригодится в быту людям, передвигающимся на инвалидной коляске, также он будет полезен детям. Как правило, в целях безопасности в детских комнатах электроустройства располагают на высоте 1,7 м. Для того чтобы самостоятельно включить или выключить свет, ребёнку приходится вставать на табуретку, а это также небезопасно: малыш может потерять равновесие и упасть. Если вы установите хлопковый выключатель, ребёнок не будет каждый раз к вам обращаться с просьбой включить или погасить свет. Он просто хлопнет в ладоши и от этого свет зажжётся или погаснет.

Освещение межэтажного пространства

При помощи выключателя, реагирующего на хлопок, можно контролировать свет на площадке между этажами. Для этого он должен быть снабжён фотореле. Восприимчивость датчика движения контролируется делителем напряжения с резистором, создающим фотодиод. Если использование датчика движения не принципиально, его можно отключить. Для этого необходимо выставить резистор на самое низкое значение.

При помощи выключателя, реагирующего на хлопок, можно контролировать свет на площадке между этажами

При освещении межэтажного пространства можно использовать микросхему К176ЛА7. При её применении автомат активации электричества не дребезжит на верхних и нижних показателях. С помощью электретного микрофона принимается акустическая волна и трансформируется в электрический импульс. Затем за счёт применения трехэлектродных транзисторов импульс принимают логические участки микрочипа, производящие сигнал продолжительностью до 10 секунд. В эти 10 секунд лампа находится в активированном, т. е. включённом состоянии. Чтобы её отключить на светлое время суток, нужно подать сигнал с выхода элемента.

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.

Варианты исполнения и особенности

Стандартное изделие. Подключается в простую схему электрической цепи параллельно с выключателем света прибора и настраивается на нужный звуковой диапазон.
Сочетание с таймером. Электричество поступает в цепь на определённый промежуток времени после получения команды.
С интеллектуальной составляющей. Изделие сложной конструкции, способно различать поступающие сигналы и активировать определённый прибор.
Для слаботочных систем. Применяется в сигнализациях, для активации камер, микрофонов, выдачи информации на пульты охраны.

ВажноНеобходимо продумать место установки заранее. При использовании механического переключателя наша самоделка не участвует в работе

Схема акустического выключателя

Существует огромное множество схем акустических выключателей (АВ): на транзисторах, логических микросхемах, триггерах и т.п., но мы будем собирать наш аппарат на микроконтроллере. Применяя микроконтроллер можно довольно просто реализовать алгоритмы различной сложности с минимальной переделкой схемы либо вовсе без переделок.

Первый и неотъемлемый элемент любого акустического выключателя – это микрофон. Микрофон преобразует сигнал звуковой частоты в переменное напряжение. Нам подойдет самый простой электретный микрофон.

Одним выводом микрофон подключается к минусу, а вторым через подстроечный резистор R1, сопротивлением 510 кОм, – к плюсу. С помощью R1 регулируется чувствительность микрофона. Далее переменный сигнал с выхода микрофона через разделительный конденсатор C1, емкостью 1 мкФ, подается на усилитель, выполненный на одном транзисторе BC547. Эмиттер транзистора соединен с минусом, а коллектор посредством резистора R2, сопротивлением 1 кОм, — с плюсом. Настройка усилителя осуществляется с помощью подстроечного резистора R3, сопротивлением 1 МОм.

Далее усиленный сигнал подается на вход микроконтроллера ATmega8. В зависимости от количества поступивших импульсов, что соответствует количеству хлопков, микроконтроллер выдает высокий или низкий потенциал на соответствующие выводы. В данной схеме у нас применяются три вывода микроконтроллера МК, которые работают на выход. Они питают три аналогичные цепи. Рассмотрим работу одной цепи.

Когда на выводе МК высокий потенциал (+5 В) транзистор VT2 серии 2N2222, соединенный с МК резистором R4 (1 кОм), открывается и получает питание катушка реле К1. При срабатывании реле К1 замыкаются его контакты в цепи питания лампы и таким образом она засвечивается.

Катушку реле К1 следует шунтировать обратным диодом VD1 для защиты от перенапряжения, поскольку катушка обладает некоторой индуктивностью, и при разрыве цепи может возникнуть бросок напряжения, хотя и не значительный в данном случае, но лучше перестраховаться. Подойдет практический любой диод с током не менее 100 мА, можно применить 1N4148.

Реле можно применять любое, но следует ориентироваться на такие параметры: напряжение питания 5 В, напряжение замыкающих контактов – переменное, 230 В. Ток контактов определяется нагрузкой цепи, которую будут замыкать-размыкать контакты. Я применял реле следующего типа: HW32-005VDC-A. Если найдете реле с током питания катушки не более 20 мА, то можно обойтись без транзисторного ключа.

Питание схемы акустического выключателя осуществляется от стабилизированного источника питания, напряжением 5 В. Можно взять любой готовый блок питания либо собрать его самому, как рассказано в этой статье.

Дистанционный выключатель света. Три варианта

В данной статье приведем несколько вариантов схем, при помощи которых можно изготовить дистанционный выключатель света.

Дистанционный выключатель света при помощи ПДУ

Это простая схема для дистанционного включения и выключения любого электрического устройства при помощи обычного пульта дистанционного управления (ПДУ).

Дальность действия дистанционного выключателя составляет около 10 метров. В качестве датчика используется 3-контактный ИК- приемник (TSOP 1738 или его аналог), работающий на частоте 38 кГц. При обнаружении ИК-излучения, на выходе датчика появляется сигнал лог.0, который в свою очередь усиливается транзистором VT1.

С выхода транзистора VT1 усиленный сигнал запускает ждущий мультивибратор на таймере NE555 . Импульс с выход (3) таймера, имеющий длительность в 1 секунду, переключает JK-триггер, чей выход (1) через транзистор (VT2) управляет электромагнитным реле. С каждым новым сигналом от NE555, выход JK-триггера будет изменяться на противоположное состояние.

Светодиод HL1 используются для отображения состояния выходного каскада во время работы устройства. Схема запитана от стабилизатора напряжения 7805. Конденсатор С2 и резистор R4 предназначены для предотвращения ложного срабатывания таймера NE555.

Вариант 1

Эта схема дистанционного акустического выключателя предназначена для дистанционного включения / выключения света либо изменения скорости вращения напольного вентилятора. Особенность данного дистанционного выключателя в том, что управление нагрузкой происходит по звуковому сигналу (хлопку). Так же данная схема может быть востребована, в целях безопасности, для бесконтактного включения и выключения электроприборов в помещениях с повышенной влажностью.

Устройство имеет три канала управления, каждый из которых оснащен индикатором на светодиоде. Основу схемы акустического выключателя составляют две микросхемы: таймер NE555 и десятичный счетчик-делитель К561ИЕ8 (аналог CD4017)

Микросхема NE555 в данном случае подключена в режиме ждущего мультивибратора. При изменении сигнала на входе 2 таймера NE555, на его выходе 3 появляется одиночный импульс, после чего ждущий мультивибратор переходит в исходное состояние. С помощью формулы, приведенной ниже, можно длительность выходного импульса:

В то время, когда кто-то хлопает в ладоши, звуковой сигнал при помощи конденсаторного микрофона преобразуется в электрический. Затем этот сигнал поступает на базу транзистора VT1, который в свою очередь запускает ждущий мультивибратор на NE555.

Сигнал с выхода 3 таймера NE555 поступает на счетный вход (вывод 14) микросхемы К561ИЕ8. После получения сигнала тактовой частоты, счет начинается с нуля. С каждым новым входным сигналом (хлопком) происходит последовательное появление сигнала высокого уровня на выходах К561ИЕ8. (Подробное описание К561ИЕ8.)

Виды устройств управления светом

Можно встретить различное исполнение акустического выключателя, начиная с встраиваемых миниатюрных моделей, заканчивая изделиями с декоративным коробом для наружного крепления. Для оборудования «умных» домов разработаны целые линейки, но по принципу работы их все относят к таким категориям:

со звуковым датчиком и индикатором движения,
акустические,
хлопковые.

Первый тип сложнее в исполнении и сборке, что определяет и высокую цену. Однако при работе будут отсеиваться различные звуки, на которые не будет выполняться замыкание цепи. В акустических системах для активации применяются голосовые команды. В блок памяти вносится набор команд, которые обрабатываются логическим аппаратом и программным обеспечением. Цена их сравнительно высокая

ВажноХлопковые изделия настраиваются на реагирование при определённом количестве и частоте хлопков. Категория считается дешёвой в группе звуковых выключателей, может собираться начинающими радиолюбителями

Для самостоятельной сборки необходимо выбирать простые схемы, поскольку часто сложные будут обходиться дороже, чем готовые фабричные.

Тип «вилка-розетка»

Отличается по назначению и выполняемым функциям. Если акустические выключатели для контроля над освещением используются для монтажа в электрическую цепь светильников, то приборы «вилка-розетка» применяются для любых бытовых приборов. Принцип действия — реакция на хлопки, что приведёт механизм в действие и замкнёт контакты. На подключённой через такой выключатель вилке появится напряжение в цепи конкретного прибора. Вид устройства должен соответствовать таким характеристикам:

для организации управления группой приборов через удлинитель – система CLAPS EXT,
при установке на нескольких гнёздах розетки – оборудование типа CLAPS PLUG,
серия CLAPS — для одиночного прибора,
суммарная мощность нагрузки не должна превышать 1,1 кВт,
напряжение в линии приборов или освещения – 220 В.

В корпусе

Такие приборы выпускаются в отдельном пластиковом корпусе, которых скрывает плату с набором электроэлементов, защищает внутреннюю начинку от попадания влаги и загрязнений, пыли. Характеристики:

напряжение – 220В,
класс защиты корпуса — IP-30,
диапазон регулирования мощности звука — 30–150 дБ,
суммарная мощность подключаемых приборов — 300 Вт.

Для монтажа такого выключателя потребуется продумать метод фиксации на осветительный прибор: прикручиванием к потолочному перекрытию на саморезы, приклеиванием на двухсторонний скотч или клей (жидкие гвозди) и т. п. Габариты прибора составляют примерно 4х5 см с толщиной до 2 см, возможен скрытый монтаж.

Без корпуса

Имеют вид печатной платы с множеством деталей, которые не закрыты от внешней среды. Это делается, когда выключатель должен монтироваться в подготовленную нишу, причём независимо от метода фиксации. Кодовое название категории бескорпусных выключателей указывается, как CLAPS MAX Free. СоветСреди преимуществ подобного выполнения детали — большая компактность, удобство монтажа. Технические требования к сети и границе нагрузок — как для устройств с корпусом.

Схема реле влажности, реле уровня жидкости

Реле влажности или реле уровня жидкости (рис. 7) так же, как и некоторые из вышеприведенных схем выполнено на основе триггера Шмитта [МК 2/86-22].

Рис. 7. Принципиальная схема реле влажности, реле уровня жидкости.

Порог срабатывания устройства устанавливают регулировкой потенциометра R3. Контакты датчика влажности выполнены в виде медного (Си) и железного (Fe) стержней, погруженных в землю.

При изменении содержания влаги в земле электропроводность среды и сопротивление между электродами меняются. С увеличением смещения на базе транзистора VT1 он открывается.

Коллекторный и эмиттерный токи транзистора возрастают, что приводит к росту напряжения на потенциометре R3 и, соответственно, к переключению триггера.

Реле срабатывает. Устройство может быть настроено на уменьшение электропроводности земли ниже заданной нормы. Тогда, при срабатывании исполнительного устройства, включается система автоматического полива земли (растений).

Хлопковый (акустический) выключатель

Технические характеристики устройства, работающего по хлопку

Составляющие компоненты звукового выключателя

Выключатели для дома (бытового применения)