Хлопковый (акустический) выключатель

Хлопковый выключатель своими руками

Во всех акустических или хлопковых системах присутствует микрофон, с помощью которого происходит регистрация звука. Кроме того, схема дополняется реле времени или триггером, управляющим силовым реле. В стандартной схеме, работающей с напряжением 220 В, сигнал, поступающий с микрофона, усиливается транзистором Т1. Далее он проходит к узлу согласования сопротивления и эмиттерному повторителю транзистора Т2. Для сборки триггера и компаратора сигнала используется цифровая микросхема.

Основной функцией компаратора является защита выключателя от акустических помех, отсечение продолжительных или слишком коротких звуков. При прохождении сигнала состояние триггера изменяется на положение включено или выключено. Таким образом, триггер через тиристор и силовой транзистор осуществляет управление осветительным прибором. Аналогичная схема может быть собрана на базе интегрального таймера.

Составление схемы будет более удобным, если на ней выделить определенные зоны. В них входят усилитель микрофона на транзисторе, компаратор на микросхеме, триггер и транзистор, управляющий силовым реле.

Самостоятельно хлопковый выключатель можно собрать на основе микроконтроллера Ардуино. Для этого понадобятся платы звукового модуля, силового реле и Arduino Nano. Кроме того, будет необходим компьютер, шнур USB и блок питания на 5 вольт. Для прошивки микроконтроллера на компьютер устанавливается программа Ардуино.

С помощью изменения некоторых регулировочных параметров звукового реле, можно выполнить его тонкие настройки. Подключение проводов выполняется так же, как и в стандартных схемах. Остается установить защитный порог от ложных срабатываний и помех и устройство готово к работе.

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.

Освещение межэтажного пространства

В подъезде (на лестничной площадке) дома оправдана установка акустического модуля с отключением света через настраиваемый период времени. Опция реализована интегрированием в схему дополнительного узла: цепочки с временной задержкой на микросхеме (таймера).

Устройство откликается на звуковой сигнал, производимый жильцами и посетителями дома: скрипаоткрывающейся двери, хлопка в ладоши, разговора и шагов. После срабатывания освещение межэтажного пространства включается, например, на 5 минут. Этого времени вполне достаточно, чтобы открыть или позвонить в дверь. В случае цейтнота дополнительный хлопок обновит выдержку времени.

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.

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).

Подключение и монтаж

Устройство монтируется на одноклавишном или двухклавишном выключателе таким образом, чтобы он получал питание от сети напряжением 220 вольт. Это можно сделать следующим образом:


Схема подключения акустического выключателя

  • Типовая схема подключения лампочки выглядит так: питание на выключатель производится от щитка через распределительную коробку. Нейтральный провод подаётся к источнику света и параллельно подсоединяется к выключателю;
  • Нужно разорвать цепь питания к клавишному выключателю и в разрыв установить акустический прибор. Контроллер устанавливается в корпус светильника;
  • Чаще выключатель снабжён двумя парами проводов белого и чёрного цвета. Электропитание подаётся по белым, нагрузки подключаются чёрными. Соединение лучше произвести клеммами или просто обмоткой. Пайка в таких схемах не применяется.

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.

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.

Когда актуален хлопковый выключатель?

Хлопковые переключательные устройства незаменимы для организации освещения и блоков управления электрооборудованием в производственных, складских помещениях, подсобках, подвалах.

Дистанционные акустические выключатели выручат в ситуациях, когда помещение имеет мало освещения от естественного источника или в ситуациях, когда к простой электрофурнитуре на стене проблематично подобраться из-за загромождения мебелью или другими предметами.

Для жилых помещений 

Хлопковыми выключателями света оснащаются подвальные помещения в зданиях, кладовки в квартирах, погреба в частных домах, хозяйственные постройки. Незаменимым помощником в быту станет звуковое устройство для человека с ограниченными возможностями: он сможет без услуг родственников управляться с электроприборами и комнатным освещением.

Детям удобно включать и гасить свет в своей комнате. Не придётся вставать на стул, чтобы дотянуться до выключателя, не надо просить родителей.

Организация освещения межэтажных пролётов 

На лестничных площадках многоквартирных зданий экономически целесообразно установить акустический модуль, который позволит отключать свет через определённый временной период. С этой целью интегрируется блок в виде таймера.

Акустический выключатель среагирует на громкие звуки, производимые посетителями или жильцами дома. Сигналом к включению света может выступать скрип открывающихся дверей, хлопки в ладоши, шумный разговор или звук шагов. 

Можно настроить работу выключателя таким образом, что через 5 минут после начала срабатывания он опять погасит свет. Этого обычно хватает, чтобы сделать звонок в дверь или открыть её ключом. Если пяти минут не хватило, дополнительно можно ударить в ладоши, и выдержка временного интервала обновится. 

Использование дистанционных звуковых выключателей освещения не только экономит электричество, но и отвечает санитарно-гигиеническим требованиям: до клавиш в общественном месте дотрагиваться руками не придётся.

Применение акустических (хлопковых) выключателей

Такие устройства набирают популярность ввиду удобства применения и практической полезности

Достаточно обратить внимание на замызганные пятна вокруг традиционного выключателя, появляющиеся на стене уже скоро после ремонта. Бесконтактный прибор избавляет от этого неприятного эффекта. Полезен он и для младшего поколения, если приборы управления освещением установлены на традиционном для России месте, а не внизу, как это принято в Европе

Просто хлопком в ладоши ребёнок легко включит и выключит свет в комнате

Полезен он и для младшего поколения, если приборы управления освещением установлены на традиционном для России месте, а не внизу, как это принято в Европе. Просто хлопком в ладоши ребёнок легко включит и выключит свет в комнате.

Таким же образом акустический выключатель будет полезен для инвалидов — колясочников и лежачих больных. Кроме того, он может стать для них сигнальной системой, чтобы при необходимости просить о помощи. Небольшая переделка схемы позволит подавать не только световой, но и звуковой сигнал.

Популярное наименование устройства «хлопковый», скорее всего, является случайным, ведь прибор может срабатывать и на другие резкие звуки, включая свист, стук и прочие сигналы.

Можно полагать, что приборы такого класса станут непременными принадлежностями системы управления жилищем под названием «умный дом».

Производители

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

Выключатель «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.

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.

Типы выключателей — обозначение на строительных схемах

Одной из схем, которой пользуются строители-электромонтажники, является схема расположения. Она выполняется по своим правилам и имеет отличные от принципиальных схем обозначения.

Перед тем, как установить выключатель подходящего вида и типа, потребителям нужно согласовать проект, как заказчики они имеют на это полное право. Чтобы не путаться в схеме ниже мы приводим фото, где показано обозначение розеток и выключателей на чертежах.

Обозначение типов выключателей на схеме

Небольшой кружок на чертеже — это обозначение выключателей .От него исходит линейный отрезок под углом примерно 60° к горизонтали. Выключатель открытой установки обозначают короткой черточкой вправо, отложенной от конца отрезка. Число таких черточек показывает число полюсов. Число независимых выключателей в группе показано повторением вертикальных отрезков, сдвинутых на угол 30°. Выключатель четырехклавишный будет изображаться четырьмя отрезками, тройной выключатель – тремя и т. д.

Полуокружность, выпуклая вверх, означает изображение розеток. На схеме от окружности откладывают столько отрезков, сколько полюсов имеет розетка. Если розетка имеет клемму для защитной земли, то в верхней точке дуги изображается горизонтальная касательная.

Обозначение розеток на схеме

Для того, чтобы вы разобрались еще лучше в видах,типах выключателей, а также в том, какая разница в их использовании, мы размещаем картинки, на которых показаны детали, которые трудно вообразить в уме. Например, накладные розетки и выключатели. Скрытые отличаются от них только вертикальной чертой в сегменте круга (розетки) и Т-образной черточкой вместо Г-образной при выключателях. Наружные розетки и выключатели, предназначенные для работы на улице (вне помещений), обозначаются аналогично показанным, только класс защиты ниже: от IP44 до IP55, что соответственно означает: «отсутствие щелей от 1 мм и выше и защита от брызг любого направления» и «частичная защита от пыли и кратковременная защита от струи любого направления».

Виды звуковых выключателей

Акустические выключатели могут реагировать на голосовые команды и хлопки

Существуют следующие типы акустических выключателей:

  • Приборы, реагирующие на хлопок. Заранее программируется, при каком количестве хлопков будет выполняться та или иная команда.
  • Приборы, реагирующие на голос или заранее поставленную команду.
  • Комбинированные устройства (например, светоакустический выключатель). В них могут устанавливаться звуковые, световые датчики или сенсоры движения. Это наиболее технологичные устройства, у которых риск ложного срабатывания максимально снижен.
  • Устройства для слаботочных систем. Используются для подключения видеокамеры или передачи команды охране.

Акустические выключатели стали популярными благодаря удобству применения. Они полезны для пожилых людей, лежачих больных и маленьких детей. Приборы такого класса уже активно используются в системе «Умный дом».

Выключатель по хлопку с микроконтроллером

Микроконтроллер — это маленький кусочек кремния, покрытый пластиком и имеющий металлические выводы, который не выполняет никаких функций без программного обеспечения. Применение его в любой техничке делает её умной и предполагает использование в системе «Умный дом».

Отличие от стандартного звукового выключателя:

  • уменьшенное время срабатывания до 100 микросекунд;
  • возможности перепрограммирования, установки индивидуальных параметров;
  • увеличенный радиус действия;
  • возможность изменения порогового значения сигнала (для устранения помех и исключения реагирования на ложные команды);
  • плавное изменение яркости освещения;
  • меньшее количество составных частей;
  • защита от замыкания.

Диммерный акустический выключатель

Оптико-акустический выключатель для скрытой проводки Диммирование – это регулировка нагрузки, которую потребляет прибор. С помощью диммеров можно плавно включать свет, регулировать яркости светодиодной лампы или лампочки накаливания. Не применяется для люминесцентной лампы. Также диммерные устройства могут применяться для регулировки температурного режима в утюгах, паяльниках, чайниках и других бытовых приборах.

Оптико-акустический выключатель нужен для диммерного включения электричества. Принцип работы микросхемы следующий:

  • сигнал в виде звука попадает на микрофон;
  • звук переводится в импульс;
  • импульс отправляется на микроконтроллер и проходит через усилитель, заряжая конденсатор;
  • достигается заряд большой величины, после чего переключается компаратор;
  • ноль на выходе меняется на импульс;
  • активируется транзитный генератор, который направляет импульсы;
  • открывается симистор, через который проходит питание на светильник;
  • конденсатор теряет уровень напряжения;
  • на симистор подается сигнал с возрастающим фазовым замедлением;
  • плавно включается свет.

Если правильно подобрать все номиналы компонентов, светильник выключается с паузой до 3 минут. Для работы диммера нужна лампа с мощностью не ниже 40 Вт. Напряжение на оптико-акустическом переключателе плавно изменяется в диапазоне от 0 до 220 В.

Преимущества:

  • благодаря плавному включению увеличивается срок службы лампы;
  • возможность создания освещения нужной яркости в определенном месте;
  • возможность управления светом с помощью интеллектуальных систем.

К недостаткам можно отнести невозможность размыкать сеть в случае короткого замыкания и отсутствие защитной функции от перегрузок.

Как выбрать

Перед покупкой нужно заранее решить, с какой целью покупается акустический выключатель. Приборы для домашнего использования, для гаража, подъезда или улицы разные, так как в каждых условиях свой уровень внешнего шума. Неправильный выбор приведет к тому, что устройство либо не будет срабатывать, либо будет реагировать на любой звук.

Хлопковые выключатели можно установить на 4 прибора. Например, за включение света будет отвечать один хлопок, за вентилятор – два, и так далее. Хлопки нужно делать подряд.

Для люстр с большим числом ламп можно купить переключатель с несколькими кнопками. Такие приборы имеют несколько каналов, и их можно подключить к определенной группе источников света.

Акустический выключатель для светильника 12ВАкустический выключатель для светильника 12В

Как сделать хлопковый выключатель

Проходной выключатель: схема подключения устройства из разных мест – Советы, схемы и ошибки

Выключатель с подсветкой: установка, подключение, схема

Как подключить выключатель с регулятором яркости

Схема подключения выключателя

Принципиальная схема сенсорного выключателя

Виды устройств хлопкового выключателя


Внешний вид устройства

Тип «вилка-розетка»

Проходной выключатель

Быстрое решение задачи надежного включения и выключения по хлопку бытовых электроприборов может предоставить выключатель в корпусе типа «вилка-розетка» или электрический удлинитель со встроенным таким устройством.

Без корпуса

Такой вид устройства удобен в случае встраивания в корпус другого электроприбора. К примеру, часто их покупают для управления напольным вентилятором или люстрой. Благодаря компактности, хлопковый выключатель без корпуса с легкостью помещается в пластиковом корпусе бытовых приборов.

Типы сенсорных выключателей

Сенсорные выключатели бывают нескольких видов:

  • емкостные;
  • оптико-акустические;
  • с пультом управления;
  • с таймером.

Чтобы сделать правильный выбор под свои потребности, рассмотрим каждый вид подробнее.

Емкостные

Популярный вид выключателя. Сенсорный датчик очень чувствительный, срабатывает при приближении людей, когда руку подносят к сенсорной поверхности или проводят рядом с ней. Такой выключатель будет актуален на кухне, потому что к нему не надо прикасаться, чтобы он сработал.

Такие выключатели стильно смотрятся и удобны в использовании. За ними легче ухаживать, чем за обычными выключателями с клавишей.

Оптико-акустические выключатели

Эти выключатели реагируют на звук или движение, происходящие в зоне действия датчика. Когда в комнате никого нет, свет отключается. Они позволяют экономить электроэнергию. В квартирах такие выключатели используются редко. Их чаще ставят в местах общего пользования для подсветки помещений или открытия дверей, которые «чувствуют» приближение посетителя.

С пультом управления

Выключатели с пультом особенно удобны в доме, где проживают дети или люди с ограниченными возможностями. Пригодятся, если выключатель расположен неудобно или детям до него трудно дотянуться. А еще они дарят комфорт, когда нет желания вставать с кровати, чтобы выключить свет или прибор, опустить шторы.

С таймером

Таймер позволяет включать и выключать прибор или свет в определенном режиме. Выключатели с таймером универсальны. Они удобны в использовании, работают с любым типом ламп: светодиодные, галогеновые или лампы накаливания.

Их преимущество — безопасность. Если произойдет замыкание, выключатель автоматически перейдет в выключенное положение.

Выключатели оснащены индикаторами, которые показывают включен ли он в данный момент. А еще пользователи отмечают простоту установки, удобство в использовании, привлекательный внешний вид, надежность.

Выключатель с таймером подойдет, если вы желаете регулировать время его работы. Это может быть удобно, когда надо запрограммировать на включение или выключение электроприбор. Такие выключатели помогают экономить на электроэнергии.

Принцип действия и порядок работы автоматического плавного выключателя освещения

Устройство разработано с целью повышения срока службы осветительных приборов. Подача максимального напряжения в залповом режиме часто является причиной их перегорания. Как и в случае с хлопковым выключателем, сигналом для включения лампочки является звуковой сигнал.

Он подаётся к микрофону, конвертирующему акустический сигнал в электрический импульс. Сигнал усиливается в операционном усилителе и поступает на конденсатор для его зарядки. Когда заряд достигает больших значений, чем на ёмкости, происходит срабатывание компаратора и на выходе вместо нулевого значения появляется сигнал. В результате происходит запуск транзисторного генератора, направляющего импульсы, и происходит открытие симметричного триодного тиристора, подающего напряжение на лампочку.

Через какое-то время величина напряжения на конденсаторе снижается, что приводит к снижению частоты импульсов на симметричном триодном тиристоре в результате роста фазовой задержки. При этом светильник медленно гаснет. Подбором номиналов можно добиться времени гашения источника света до трёх минут.

Заслуживают внимания и специальные приборы, предназначаемые для общественных мест периодического использования. Это такие места, как подъезды, лифтовые площадки, подвалы и другие подобные места.

В светлое время суток оптический датчик отключает прибор от срабатывания. С наступлением темноты, включается работа прибора в дежурном режиме. При возникновении звукового воздействия срабатывает акустический датчик, включая свет в помещении. Встроенное реле времени отключает свет через 40–50 секунд горения. Если в течение этого периода звуковой сигнал повторяется, отсчёт времени начинается сначала от времени его получения.

Такая система управления освещением экономит до 50% электричества, затрачиваемого на освещение общественных проходных помещений.

Виды звуковых выключателей

Акустические выключатели могут реагировать на голосовые команды и хлопки

Существуют следующие типы акустических выключателей:

  • Приборы, реагирующие на хлопок. Заранее программируется, при каком количестве хлопков будет выполняться та или иная команда.
  • Приборы, реагирующие на голос или заранее поставленную команду.
  • Комбинированные устройства (например, светоакустический выключатель). В них могут устанавливаться звуковые, световые датчики или сенсоры движения. Это наиболее технологичные устройства, у которых риск ложного срабатывания максимально снижен.
  • Устройства для слаботочных систем. Используются для подключения видеокамеры или передачи команды охране.

Акустические выключатели стали популярными благодаря удобству применения. Они полезны для пожилых людей, лежачих больных и маленьких детей. Приборы такого класса уже активно используются в системе «Умный дом».

Выключатель по хлопку с микроконтроллером

Микроконтроллер — это маленький кусочек кремния, покрытый пластиком и имеющий металлические выводы, который не выполняет никаких функций без программного обеспечения. Применение его в любой техничке делает её умной и предполагает использование в системе «Умный дом».

Отличие от стандартного звукового выключателя:

  • уменьшенное время срабатывания до 100 микросекунд;
  • возможности перепрограммирования, установки индивидуальных параметров;
  • увеличенный радиус действия;
  • возможность изменения порогового значения сигнала (для устранения помех и исключения реагирования на ложные команды);
  • плавное изменение яркости освещения;
  • меньшее количество составных частей;
  • защита от замыкания.

Диммерный акустический выключатель


Оптико-акустический выключатель для скрытой проводки

Диммирование – это регулировка нагрузки, которую потребляет прибор. С помощью диммеров можно плавно включать свет, регулировать яркости светодиодной лампы или лампочки накаливания. Не применяется для люминесцентной лампы. Также диммерные устройства могут применяться для регулировки температурного режима в утюгах, паяльниках, чайниках и других бытовых приборах.

Оптико-акустический выключатель нужен для диммерного включения электричества. Принцип работы микросхемы следующий:

  • сигнал в виде звука попадает на микрофон;
  • звук переводится в импульс;
  • импульс отправляется на микроконтроллер и проходит через усилитель, заряжая конденсатор;
  • достигается заряд большой величины, после чего переключается компаратор;
  • ноль на выходе меняется на импульс;
  • активируется транзитный генератор, который направляет импульсы;
  • открывается симистор, через который проходит питание на светильник;
  • конденсатор теряет уровень напряжения;
  • на симистор подается сигнал с возрастающим фазовым замедлением;
  • плавно включается свет.

Если правильно подобрать все номиналы компонентов, светильник выключается с паузой до 3 минут. Для работы диммера нужна лампа с мощностью не ниже 40 Вт. Напряжение на оптико-акустическом переключателе плавно изменяется в диапазоне от 0 до 220 В.

Преимущества:

  • благодаря плавному включению увеличивается срок службы лампы;
  • возможность создания освещения нужной яркости в определенном месте;
  • возможность управления светом с помощью интеллектуальных систем.

К недостаткам можно отнести невозможность размыкать сеть в случае короткого замыкания и отсутствие защитной функции от перегрузок.

Компоненты устройства

Можно предложить несколько схем устройства прибора.

Комплектация по варианту 1

Это самая несложная схема. Она отличается применением микрофона при кратном усилении звукового сигнала. Для неё потребуется несколько транзисторов KT 315 и один мощный KT 818. С микрофона сигнал передаётся на KT 315, многократно усиливается и проходит в KT 818, контролирующий реле замыкания и размыкания контактов нагрузки, будь то лампочка или любой другой потребитель. Чувствительность устройства позволяет его срабатывание на включение/выключение на расстояние 4–5 метров, что вполне применимо для использования в бытового применения.

Оптимальным является выбор электретного микрофона, один из выводов которого соединяется с корпусом. Потребление электроэнергии невелико, напряжение составляет 4–16 вольт.

Транзисторы КТ315
Транзисторы КТ818

Устройство по варианту 2

Схема прибора в этом случае посложнее, но она и надёжнее предыдущей. Для её реализации понадобятся:

  • резистор;
  • конденсатор;
  • стабилитрон;
  • управляемые тиристоры.

Транзисторный триггер нужно подключить на делитель напряжения и резистор. Триггер получает питание через диод и резистор. Конденсатор и стабилитрон предназначены для выравнивания напряжения.

Устойчивая работа триггера возможна при включении одного из двух управляемых тиристоров. Реагируя на звук от микрофона, делитель напряжения переводит их в другое состояние.

Нагрузка на выключатель не превышает 100 ватт. При необходимости увеличения этой характеристики нужно применить диоды более высокой мощности. Транзисторы устанавливаются с использованием радиаторов.

Принципиальная схема простейшего хлопкового выключателя

Принцип действия

Микрофон с акустическим датчиком выполнит роль преобразователя звуковых колебаний в электрический импульс, который модулируется, когда проходит сквозь усилитель ЗЧ. На базу транзисторного ключа со встроенной обмоткой реле подаётся напряжение.

При превышении порога звукового сигнала ключ срабатывает. После этого реле замкнёт контакты электропитания, ведущие к электроприёмнику. Повторный звуковой импульс заставит устройство отключить подачу электричества в электроприбор.

Стандартные характеристики 

Для жилых объектов используются хлопковые выключатели с типовыми техническими характеристиками:

  • габариты 40х40х15 –86х86 х26 мм;
  • масса 30-60 г. (нетто);
  • мощность электрического тока 200–1100 Вт;
  • сетевое напряжение 220 В;
  • максимальная токовая нагрузка 5A;
  • степень защиты корпуса IP30 – IP34;
  • диапазон настроек звуковой чувствительности 20…150 дБ;
  • допустимый температурный диапазон 0℃ … +40℃;
  • максимальный процент относительной влажности 60;
  • гарантийный срок на изделия составляет 1-2 года.

Составляющие элементы устройства 

Печатная плата простого выключателя, работающего от звукового сигнала содержит набор деталей:

  • резисторы и конденсаторы; микрофон;
  • диоды и транзисторы;
  • электрический преобразователь переменного тока в пульсирующий;
  • двухпозиционный релейный (переключающий) элемент.

Плата с деталями зафиксирована в прочном пластмассовом корпусе с помощью надёжных защёлок.

Разница между выключателями хлопкового и звукового (голосового) типа 

Выключатели с возможностью голосового управления технологически несколько сложнее, чем устройства «хлопкового» типа. Декодером команд в них выступают фильтры высоких и низких частот. Они способны распознать последовательный набор звуков по длительности и частоте, отделяя их от акустических помех.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий