Принцип действия, устройство и схема акустического выключателя

Принцип действия, устройство и схема акустического выключателя

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!

При монтаже элементов стремятся к тому, чтобы их выводы имели минимальную длину (для уменьшения влияния помех). Силовую часть монтируют так, чтобы корпуса тиристора и выпрямительных диодов (в случае применения дискретных диодов) не имели контакта с другими элементами (не санкционированного по электрической схеме). Не размещайте резистор R9 вблизи других компонентов во избежание их перегрева. Не устанавливайте выключатель на столе, т.к. тряска во время работы может привести к ложному срабатыванию.
Налаживание
Ахтунг! Не касайтесь силовой части включенного в сеть устройства! Не забывайте о предохранителе!
В налаживании устройство не нуждается и при исправных элементах начинает работать сразу после включения. Чувствительность узла можно подкорректировать изменением помехозащитного конденсатора С3, его ёмкость лежит в пределах 0,1-1мкФ. Чем выше ёмкость С3, тем ниже чувствительность.

Акустические выключатели. Устройство и работа. Применение

Акустические выключатели представляют устройства, которые способны дистанционно замыкать электрическую цепь от резкого или громкого звука, к примеру, хлопка в ладоши. При помощи них можно включать свет, телевизор, музыкальный центр или любое иное электрическое устройство. Это очень удобно, ведь не нужно совершать лишних движений кроме хлопка ладонями или громкого голоса. Тем не менее, наибольшее распространение получили именно световые выключатели, которые дистанционно включают и выключают свет. Благодаря таким изделиям нет необходимости в темноте искать электрическую фурнитуру, чтобы в помещении стало светло.

Виды

Акустические выключатели могут иметь разновидности:
  • Устройства, которые реагируют на хлопки и их количество. Они могут срабатывать только на один или два хлопка в зависимости от того, как они запрограммированы.
  • Реагирующие на голос или определенную команду. Это могут быть стандартные фразы в виде слов: «свет зажгись», «включить» и так далее. Но могут быть и нестандартные варианты, когда владелец жилища устанавливает собственные варианты, которые нельзя предугадать. К примеру, кодовое слово в виде заклинания «авада кедавра» или иного волшебного упоминания. Это очень удобно, прагматично и даже весело. Однако подобные выключатели стоят существенно дороже обычных.
  • Комбинированные устройства, которые реагируют на несколько параметров. Это могут быть комбинации со звуковыми, световыми, а также датчиками перемещениями. К примеру, подобные выключатели часто устанавливаются в подъездах многоэтажных домов. Они запрограммированы так, что при дневном свете они просто не включаются. В ночное же время они включаются от звука.
  • Акустические приборы для слаботочных систем. Например, хлопком можно подключать видеокамеру либо передавать требуемую команду охране объекта.
Устройство

Самый простой выключатель включает в себя следующие основные элементы:
  • Электронный микрофон. Этот элемент улавливает звук определенного уровня.
  • Конденсатор, он устанавливается в цепь микрофона. Подбором емкости конденсатора регулируется чувствительность микрофона. Выключатель можно настроить на громкий голос или хлопок требуемого диапазона.
  • Усилитель на транзисторах. Данные элементы позволяют в несколько раз усилить звук, который поступает на микрофон. В результате выключатель может функционировать даже при незначительном хлопке. Мощныйтранзистор усиливает и генерирует электрические колебания.
  • Катушка реле, которая подсоединяется к коллектору транзистора и замкнута на сеть освещения. В результате транзистор управляет реле, которое замыкает или размыкает контакты.
Принцип действия
Акустические выключатели работают по следующему принципу:
  • Человек хлопает в ладоши или произносит фразу.
  • Звук улавливается микрофоном, который находится в устройстве выключателя.
  • Микрофон преображает звук в электрический сигнал в виде напряжения определенной частоты.
  • Напряжение усиливается схемой, после чего направляется на мощный транзистор, затем попадает на катушку реле.
  • По катушке идет ток, вследствие чего втягивается магнитный сердечник. В результате силовые контакты реле в электрической цепи замыкаются. Электрический ток поступает на осветительный прибор и появляется свет.

Некоторые акустические выключатели настроены так, что они работают постоянно. То есть человек хлопнул в ладоши, включив свет. Он выполнил свои дела и решил лечь спать. Все это время свет горел, в постели человек хлопает еще раз и свет выключается.

Но в ситуациях, когда необходимо экономить электричество, акустические приборы работают по иному принципу. Он выключает подачу электроэнергии через определенный промежуток времени. Временной отрезок определяется емкостью конденсатора, в котором постепенно теряется уровень напряжения. Это ведет к пропаданию тока в источнике света. При подборе параметров конденсатора можно установить требуемое время, через которое свет будет отключаться.

Применение

Акустические выключатели применяются повсеместно. Их часто монтируют в подъездах жилых домов, лифтах и на лестничных площадках. Благодаря таким устройствам удается экономить значительное количество электроэнергии. Выключатели позволяют модернизовать ранее применявшиеся светильники, они добавляют им экономическую составляющую. Подобные выключатели с успехом используются и в бытовых условиях, различных отраслях промышленности, охранных структурах и так далее.

В условиях нашей страны приборы управления освещением часто монтируются на достаточно высоком расстоянии от пола. Для взрослых это удобно, однако маленькие члены семьи испытывают значительные неудобства. Благодаря акустическим приборам маленькие дети могут простым хлопком включать свет в помещении.

Будут удобны подобные приборы и для инвалидов, к примеру, больных с переломом позвоночника, прикованных к постели, или колясочников. К тому же акустические устройства могут использоваться в качестве сигнальной системы, чтобы позвать на помощь. Так, небольшое усовершенствование прибора позволяет ему подавать и звуковой сигнал. Сегодня же акустические приборы становятся элементами систем управления под наименованием «умный дом».

Как выбрать

  • При выборе следует выяснить, с какой целью покупаются акустические выключатели, и где они будут применяться. Для домашнего использования нужны одни виды устройств, для подъезда, гаража или промышленного объекта совершенно другие. К примеру, в разных местах разный уровень внешнего шумового фона. Это значит, что для дома нужен прибор, настроенный на одну величину звука, а для шумного промышленного объекта – устройство с другой величиной. В противном случае акустический прибор будет постоянно срабатывать или не работать вовсе.
  • Существуют акустические выключатели, которые реагируют лишь на хлопки руками. Они выполнены так, что у них нет ложных срабатываний на различные посторонние звуки. Включить свет при установке подобного выключателя можно будет только хлопками в ладоши. К тому же в комнате можно установить до четырех указанных устройств, которые будут реагировать на различное количество хлопков. К примеру, телевизор будет отвечать лишь на два хлопка, вентилятор – на три и так далее. Единственное, хлопки будет нужно выполнять подряд.
  • Перед приобретением прибора стоит посмотреть, сколько на люстре стоит лампочек, как выполнено подключение. Если одна, либо несколько с параллельным подключением, то можно купить выключатель с одной клавишей. При наличии большого числа лампочек и нескольких каналов потребуется прибор с большим числом клавиш.
Читайте также:  Потолок мансардного гаража — подготовительные работы

Акустический выключатель

О пользе акустического выключателя можно говорить долго. Он может найти широкое применение в хозяйстве или, например, в вашей мастерской, управляя освещением с помощью звука. Схема, представленная в этой статье, мне очень нравится своей чувствительностью и отлаженной работой.

Акустический выключатель питается напряжением постоянного тока в диапазоне 7?30В. Мощность коммутируемой нагрузки будет зависеть от номинального тока контактной группы реле. При использовании реле с маркировкой, указанной на схеме, мощность коммутируемой выключателем нагрузки может составить до 2000Вт. Потребляемый ток самого устройства невысокий, менее 65мА.

Схема акустического выключателя

Компоненты схемы

Все номиналы компонентов изображены на схеме. Мощность используемых резисторов 0,25Вт. Стабилизатор U1 напряжением 5В в корпусе типа TO-220. Его маркировка может быть разной LM7805, L7805, КР142ЕН5А и так далее. Напряжение электролитического конденсатора C2 должно быть не менее 35В, остальные конденсаторы могут быть напряжением 16В. Для данного акустического выключателя микрофон необходимо применить электретного типа. Реле имеет обмотку рассчитанную на напряжение 5В.

Если на микрофоне отсутствует маркировка плюса, то его можно определить с помощью мультиметра, в режиме проверки сопротивления. Минусовой контакт соединен с корпусом микрофона.

Если имеется стабилизированный источник +5В, тогда стабилизатор U1 и конденсатор C2 можно не устанавливать. Для этого на печатной плате акустического выключателя, приложенной к статье, есть контакт «+5В», на него подается стабилизированное питающее напряжение +5В.

Схема включает в себя усилитель низкой частоты на основе транзистора VT1, таймер U2 на микросхеме NE555, который формирует импульс для управления триггером U3 на базе сдвоенного D-триггера CD4013. Триггер может хранить определенное состояние на выходе (высокий или низкий уровень) неопределенно долгое время. Обмоткой реле управляет транзистор VT2.

Сразу после подачи питания на акустический выключатель, на прямом выходе (вывод 1) CD4013 присутствует высокий уровень (так заложено схемой) и транзистор VT2 открыт, по обмотке реле протекает ток, нормально замкнутые контакты разомкнуты.

Сигнал с микрофона поступает на усилитель VT1, далее через конденсатор C6 поступает на вход таймера U2 (2 вывод), причем сигнал будет уже смещен на +2,5 Вольта делителем напряжения R5R6.

Как только амплитуда сигнала достигнет значения, при котором напряжение на входе таймера станет ниже 1/3 напряжения питания, то на выходе таймера будет сформирован один прямоугольный импульс, который поступит на вход синхронизации C D-триггера и состояние прямого выхода поменяется с единицы на ноль, так как на информационном входе D присутствует низкий уровень, который поступает с инверсного выхода (вывод 2). После чего транзистор VT2 закроется, и коллекторный ток перестанет протекать, реле отключится, перебросив контакты.

Пояснение. Высокий уровень на входе синхронизации C микросхемы U3 дает разрешение на перевод триггера в то состояние, которое ожидается на информационном входе D или на инверсном выходе (они соединены между собой). Если на них низкий уровень (ноль), то при подаче прямоугольного импульса на синхронизацию C, на прямом выходе появится ноль, а на инверсном соответственно единица. Но пока на синхронизации установлен низкий уровень, триггер не поменяет свое состояние даже при смене уровня на информационном входе D.

При повторном импульсе таймера прямой выход триггера переведется снова в единицу, так как на инверсном выходе и соответственно на информационном входе ожидает единица, и транзистор VT2 откроется вновь, пропустив ток по обмотке реле. Так все по кругу и происходит.

Поворотом ротора подстроечного резистора R4 можно настроить необходимую чувствительность акустического выключателя.

Печатная плата акустического выключателя

При коммутации большой нагрузки (более 500Вт) дорожки печатной платы, идущие от контактной группы реле необходимо выполнять как можно шире и обязательно залудить припоем. Это необходимо сделать для того, чтобы увеличить площадь поперечного сечения проводников и как следствие уменьшить нагрев печатной платы акустического выключателя.

Печатная плата акустического выключателя СКАЧАТЬ

Принцип действия, устройство и схема акустического выключателя

Акустический выключатель – это устройство, которое замыкает и размыкает цепь от громкого звука или хлопка. Его можно использовать для включения освещения в доме, телевизора, музыкальной аппаратуры и других бытовых приборов. Акустический выключатель делает пользование электрическими устройствами простым и удобным.

  1. Виды звуковых выключателей
  2. Плюсы и минусы
  3. Принцип действия
  4. Технические характеристики
  5. Схема подключения и пошаговая инструкция по установке
  6. Диммерный акустический выключатель
  7. Как выбрать

Виды звуковых выключателей

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».

Плюсы и минусы

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

  • 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.
  • 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.

Для радиолюбителей, которые хотят сделать хлопковый выключатель своими руками, недостатком является сложность электронной схемы.

Принцип действия

Звуковые выключатели работают следующим образом:

  • человек подает звук для включения (хлопок, фраза);
  • микрофон улавливает сигнал и передает его в виде напряжения на схему;
  • со схемы сигнал отправляется на транзистор, а с него на катушку реле;
  • по катушке начинает протекать электрический ток, из-за чего втягивается сердечник;
  • контакты цепи замыкаются;
  • ток поступает на светильник или бытовой прибор, из-за чего он включается.

Акустические выключатели света могут работать постоянно. Но также можно задать временной интервал, через который свет или прибор отключится.

Технические характеристики

Стандартный прибор имеет следующие параметры:

  • питание от сети 220 В;
  • максимальная мощность всех подключаемых устройств 300 Вт;
  • звук регулируется в пределах 30-150 децибел;
  • диапазон рабочих температур от -20 до +40 градусов;
  • степень влаго- и пылезащищенности IP30.

Работать выключатель может с серийными лампами накаливания или галогенными источниками, светодиодами и энергосберегающими светильниками.

Схема подключения и пошаговая инструкция по установке

Прибор устанавливается на одноклавишном или двухклавишном выключателе. Ставится в разрыв цепи между переключателем и светильником. К белым проводам подключается сеть, к черным – нагрузка.

Если в доме ставится светоакустический выключатель (САВ) по схеме с двумя люминесцентными лампами, порядок действий следующий:

  • подключить провода белого цвета к электросети, черного – к нагрузке ламп;
  • соединить белые провода с фазой и нулем с помощью клемм;
  • подсоединить черные провода к лампам светильника, которые подключены параллельно друг другу;
  • отключить классический одноклавишный выключатель;
  • поставить подходящую силу звука;
  • настроить датчик звука.

Сначала проверяется реакция на хлопки разной громкости. Затем нужно протестировать, как поведет себя переключатель при принятии других звуков (пылесос, электродрель, звонок телефона, стук тарелок). Если устройство реагирует на нежелательный звук, можно отрегулировать чувствительность микрофона.

Диммерный акустический выключатель

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.
Читайте также:  Самостоятельный монтаж канализации из полипропиленовых труб

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.

  • 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.

Диммеры не рекомендуется использовать для радиоприемников, телевизоров и изделий с импульсным питанием, так как они вызывают помехи.

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.

Звуковой выключатель – это удобное устройство для включения и выключения света или бытовых приборов. Они могут реагировать на голосовые команды, хлопки и другие заданные звуки. Такие приборы используются в системе «Умный дом», их можно поставить и в обычной квартире.

Разновидности акустических выключателей и схемы для сборки своими руками

Если вы поклонник нестандартных идей для дома, то слышали об акустическом выключателе и наверняка хотели его купить либо изготовить своими руками. Готовый прибор дорогой, часто низкого качества. Как сделать такое чудо-техники самостоятельно, не потратив много денег и времени? В данной статье подробно описано как изготовить выключатель, даны схемы соединения и соответствующие разъяснения.

Принцип работы

По первому хлопку свет включается, а по второму — выключается. Чувствительный микрофон улавливает звуковую волну и передаёт импульс на усилитель мощности. Затем сигнал поступает на базу ключа для подключения в работу транзистора, открывается P-N переход. В электрическую цепь начинает поступать ток.

Если сказать проще, то подача и прерывание энергии происходят за счёт получения звуковых сигналов микрофоном. Используется в помещениях с минимальным уровнем шума.

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.

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.

Электрическая схема

В интернете представлено много вариантов разной сложности в зависимости от конфигурации, но не все они работоспособны. Проявляются дефекты при изготовлении. Представленная электрическая схема проверена на практике.

Здесь VD1 предназначен для защиты транзистора VT3. Для использования реле необходима установка диода. Если будет решено установить лёгкую нагрузку, то советуем заменить диод на перемычку.

Как собрать?

Чтобы изготовить чудо-техники самостоятельно, необходимы навыки и знания:

  • по чтению простейших электрических схем;
  • опыт работы с паяльником;
  • умение разбираться в электрорадиодеталях;
  • практика в изготовлении печатных плат.

Выключатель будет функционировать от напряжения 9 вольт. В качестве источника питания подойдёт прямоугольная батарейка, но её можно заменить аккумулятором. При использовании понижающего трансформатора или DC–DC преобразователя можно работать от сети 220 Вт.

Список деталей

Резисторы:

  • R1– 10К;
  • R2– 1M;
  • R3– 22К;
  • R5– 2К;
  • R6– 1,8К;
  • R7– 330 Ом;
  • R8– 1,5K.

Транзисторы:

  • VT1– KT315;
  • VT2– RT315;
  • V3– 3107 (DC557).

Конденсаторы:

  • С1– 2200 пФ;
  • C2– 1 мкФ*10В.

Разное:

  • M1- микросхема электрическая;
  • HL1– светодиод или реле;
  • контактная колодка.

Печатная плата

Заготовка небольших размеров, предназначена для DIP компонентов. Подбор корпуса времени много не займёт. Процесс изготовления непростой, занимает не один час. Информации по этому вопросу в интернете достаточно. Проектирование выполняют в программе Spirint-layout 6.0. Изготовленная плата изображена на фото 1.

Обработайте дорожки оловом. Оно защитит поверхность от окисления.

Пример произведённого покрытия — на фото 2.

Вариант сборки

Расположение элементов — на схеме 2. Если всё сделано правильно, детали и номиналы не перепутаны, то выключатель должен заработать сразу.

Настройка

Регулировка изделия производится двумя переменными резисторами. Цель — добиться такого уровня чувствительности, что выключатель не срабатывал на громкую музыку, голос или посторонний шум.

Вид готового изделия показан на картинке 1.

Почему хлопок в ладоши используется, как сигнал? При ударе ладонями образуется звуковая волна большой амплитуды, хорошо улавливаемая микрофоном. Из-за высокой амплитуды управляющего сигнала вероятность несанкционированного срабатывания исключается. При использовании в схеме микроконтроллера можно заменить управляющую светом команду с хлопка на любой звук или слово. Все нюансы установки хлопкового выключателя вы найдете в отдельном материале.

Применение определённого слова, как команды, вызывает трудности, так как его приходится произносить с определённой интонацией для получения нужной амплитуды.

С полученными знаниями вы сможете изготовить этот прибор, который пригодится в хозяйстве.

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.

Читайте также:  Собираетесь строить баню на даче, 100 фото + 5 проектов

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.

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.

Что такое акустический выключатель: устройство, работа, виды и особенности устройства (100 фото)

Акустический выключатель представляет собой выключатель, в который встроен датчик, способный включать или выключать электрическую цепь при улавливании определенного звука (например хлопка).

С помощью такого простого приспособления вы сможете включать свет, а также электрические приборы. Наиболее популярны световые.

В данной статье мы предлагаем разобраться в схеме и устройстве акустического выключателя.

  • Принцип работы
  • Типы датчиков
  • Достоинства
  • Недостатки
  • Схема акустического выключателя
  • Настройка акустического выключателя
  • Перспективы
  • Заключение
  • Фото акустических выключателей

Принцип работы

Давайте выясним принцип работы акустических датчиков.

Они представляют собой микрофон. У него настраивают уровень восприимчивости, на котором будет происходить включение либо отключение света. Их по праву можно считать наиболее миниатюрными.

Типы датчиков

Современный рынок предлагает следующие варианты:

Прямого включения. Им задают звук, на который необходимо реагировать, выполняя включение света. Повторный звук вызовет отключение. Чаще всего их монтируют параллельно с выключателем. Недостаток в том, что при включении света обычным выключателем, звуковой не будет активен.

Объединенные с таймером (либо датчиком освещенности). В данном случае включение света происходит на определенное время. Они стоят совсем немного и получили большую популярность парадных домов.

Оборудованные интеллектуальными блоками. Их можно по праву назвать мини-компьютером. Возможно осуществить настройку для различных действий. С помощью подобного блока возможно одновременно управлять датчиками звука и движения.

Выключатели по хлопку. Получили применение в сигнализации и видеонаблюдении. Помимо включения света способны автоматически запускать запись для камер наблюдения.

В сети вы можете найти огромное разнообразие фото видов акустических выключателей.

Посмотрите еще здесь!

Достоинства

К ним относится упрощение управления освещением, что в свою очередь будет приводить к экономии электроэнергии. Их довольно просто установить самостоятельно.

Недостатки

Первый вытекает из названия — реакция на звук. В современное время они довольно совершенны и реагируют только на определенный тип звука. Однако для управления вы должны знать на какой звук происходит реакция.

Вторым минусом можно назвать зону чувствительности. Если комната большая, вам необходимо будет подходить ближе, либо хлопать громче. Можно, конечно, увеличить чувствительность, но это приведет к реакции на действия из другой комнаты.

Схема акустического выключателя

Их довольно много. Чтобы разобраться как сделать акустический выключатель своими руками, предлагаем более подробно рассмотреть схему сборки на микроконтроллере. С его помощью реализуются алгоритмы разного уровня сложности с самыми незначительными внесением изменений или вовсе без них.

Что нужно чтобы сделать акустический выключатель? Прежде всего микрофон, который будет преобразовывать звуковой сигнал от пользователя в электрический ток. Достаточно будет электретного микрофона.

Вот простая инструкция как сделать акустический датчик. С одной стороны микрофон подключают к отрицательному контакту, с другой — через резистор к положительному.

Посмотрите еще здесь!

Сигнал будет проходить через разделительный конденсатор к транзистору, который оснащен усилителем. Его в свою очередь соединяют с отрицательным контактом. К положительному через резистор подсоединяют коллектор.

После этого усиленный сигнал будет передаваться на вход микроконтроллера.

Настройка акустического выключателя

Для настройки применяют два переменных резистора. Мы считаем оптимальным настроить чувствительность так, чтобы отсутствовала реакция выключателя на речь, легкий шум, звук телевизора, но замечательно срабатывал на хлопок.

Задумывались ли вы, почему используется хлопок? Секрет кроется в амплитуде звуковых волн. Во время хлопка она значительно выше, чем во время речи. Благодаря этому возможно выполнить настройку так, чтобы не было ложных срабатываний.

Перспективы

Данные устройства постоянно развиваются. Вполне вероятно, что скоро появятся модели, воспринимающие голосовые команды. Раньше стоимость подобного производства была слишком высока.

Посмотрите еще здесь!

Однако в последнее время программное обеспечение продвинулось далеко вперед в определении голосовых команд. Это позволит создавать блоки с приемлемой стоимостью. Необходимо будет просто произнести команду из списка запрограммированных.

Блок с голосовым управлением может управлять сразу несколькими датчиками, посылая команды по назначению. С помощью подобных устройств будет возможно включать разнообразные приборы, а не только свет.

Заключение

Как видите сделать акустический выключатель вполне может каждый. Данный вид набирает все большую популярность.

Оцените статью
Добавить комментарий