Хлопковый выключатель или включение света по хлопку. Применение и схема подключения

В повседневной жизни нередко возникают ситуации, когда даже простое действие - включение света в комнате может быть проблемой. Это часто связано с детьми, инвалидами или лежачими больными, для которых достижение выключателя связано с большими затруднениями или невозможно. В таких случаях акустический прибор становится незаменимым. Он работает по хлопковому принципу.

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.

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».

Принцип работы

Выключатели света по хлопку представляют собой одну из разновидностей устройств для дистанционного управления освещением. В этом случае сигналом для изменения статуса освещения является резкий звук в виде хлопка в ладоши. Разумеется, что непременным элементом такой схемы управления является микрофон. При изготовлении устройства самостоятельно вовсе не обязательно бежать в магазин за такой важной деталью. Можно использовать устройства со старых телефонов, магнитофонов, наушников и прочих приборов, связанных с применением чувствительных к звуковым колебаниям элементов.

Алгоритмом работы предусмотрено включение света при хлопке и выключение по следующему такому же сигналу.

Технические характеристики

В качестве примера рассмотрим данные стандартного прибора

• питание прибора осуществляется от стандартной сети напряжением 220 вольт;
• допустимая суммарная мощность подключаемых приборов составляет 300 ватт;
• диапазон регулировки звукового сигнала в пределах 30–150 децибел;
• рабочие температуры в пределах от 20 градусов мороза до 40 градусов тепла;
• защита корпуса класса IP-30.

В сети нагрузки могут быть использованы различные светильники:

1. Серийные лампы накаливания или галогенные.
2. Люминесцентные или энергосберегающие лампы.
3. Светильники и лампы светодиодные.

Такие характеристики позволяют использовать прибор в рамках требований федерального закона №261, касающийся рационального использования электроэнергии.

Размеры устройства сравнимы с размерами коробка для спичек, что позволяет удобно разместить его в непосредственной близости от светильника. Закрепить к любой поверхности можно используя двухсторонний скотч или установить на самонарезающие винты.

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.

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.

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:

• 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.

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.

Порядок испытаний хлопковых выключателей

После установки и подключения прибора его нужно проверить в реальных условиях эксплуатации. Проверка заключается в имитации бытовых шумов и реакции на них установленной системы. Обычными для дома шумами можно считать следующие:

• шум бытового пылесоса;
• работа электродрели;
• стук тарелок;
• звук от работы с молотком;
• телефонные звонки и пр.

Поочерёдно создавая такие шумовые эффекты проверяем, на какие из них может срабатывать устройство. Нежелательные реакции прибора можно попробовать устранить регулировкой чувствительности микрофона. Эта возможность реализуется во всех моделях устройств.

Изготовление такого выключателя подробно показано на видео

Для изготовления своими руками акустического выключателя, несомненно, нужны твёрдые знания в области радиоэлектроники и электротехники, а вот установка стандартного устройства вполне по силам исполнителю с минимальными навыками электромонтажа. Успехов вам!

Схема данного акустического выключателя была найдена на одном из буржуйских сайтов. После проверки стало ясно, что схема не рабочая, после недолгих опытов и переделки схемы - о чудо! она заработала!
Почти все номиналы используемых компонентов были заменены, чтобы схема была более доступной для начинающих радиолюбителей, и в итоге получилось вот что.

Пожалуй, эта самая простая схема из всех, что может существовать, в ней использовано минимальное количество компонентов, которые доступны всем. В следствии переделки были использованы отечественные детали, что значительным образом облегчает подбор. Микрофон был взят из китайского магнитофона, можно также использовать отечественные, типа сосна.

Микрофонный усилитель собран на двух транзисторах КТ315, но для повышения чувствительности микрофона желательно использовать транзисторы типа КТ368 или его импортные аналоги, в общем, транзисторы не критичны.

Силовая часть схемы - мощный биполярный транзистор, который управляет нагрузкой, а для того чтобы управлять большими нагрузками было использовано реле (на 12 24 или 220 вольт).

Сигнал от микрофона усиливается и подается на базу мощного ключа, переход открывается и именно в этот момент срабатывает реле, микрофон реагирует на громкие звуки (например хлопок), чувствительность такой схемы 4-5 метров. При втором хлопке, схема автоматическим образом отключается, следовательно, прекращается подача тока на нагрузку.

Конденсаторы электролитические, напряжение не так уж и важно, можно использовать соответствующие емкости с напряжением на 10, 16, 25, 50 вольт.

Диапазон питающих напряжений тоже достаточно широкий - от 3,5 до 14 - 16 вольт, ток потребления в холостом режиме (когда схема выключена) практически нулевой. Схему можно собрать как на макетной плате, так и навесным монтажом, номиналы деталей не критичны и могут отклоняться в ту или иную сторону на 20%, но емкости используемых конденсаторов старайтесь не заменять, поскольку наилучшие параметры получаются именно с указанными на схеме конденсаторами.

Список радиоэлементов

Для повышения своего комфорта и упрощения повседневной рутины люди постоянно придумывают новые приборы. Сегодня мы рассмотрим устройство для дистанционного управления полезной нагрузкой, с помощью хлопков. Самодельный хлопковый выключатель пригодится, к примеру, для включения света в тамбуре или кладовой, где обычно поиск нужного выключателя доставляет много неудобств. Для читателей сайта мы подробно расскажем, как сделать такое устройство своими руками, какие детали для этого нужно подготовить и по какой схеме осуществлять сборку.

Схемы сборки

Все хлопковые или акустические автоматы объединяет наличие в схеме микрофона, который нужен для регистрации звука. Также в конструкции предусмотрен усилитель, триггер или , для управления силовым переключателем.

В данной схеме, работающей от сети 220в, сигнал с электретного микрофона поступает на транзистор VT1 для усиления, далее на узел согласования сопротивления и эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. А затем на компаратор и триггер, собранные на цифровой микросхеме К561ТМ2.

Компаратор необходим для защиты выключателя от акустических помех, он отсекает слишком короткие или продолжительные звуки. Сигнал, который прошел через фильтр, меняет состояние триггера (на включено или выключено), а тот в свою очередь через силовой транзистор, реле и тиристор управляет нагрузкой. В качестве нее может выступать любая лампа, например — накаливания.

Вот похожая по назначению схема сборки самодельного хлопкового выключателя — на интегральном таймере.

Для удобства изучения схемы мы выделили на ней основные узлы: усилитель микрофона на транзисторе КТ3102, компаратор на микросхеме ne555, триггер ТМ561 и транзистор КТ3102, который управляет силовым реле.

Не менее интересным будет самостоятельная сборка акустического реле на микроконтроллере Ардуино и готовых модулях к нему, что существенно упростит понимание принципов работы начинающими и позволит точно настроить некоторые параметры работы.

Чтобы сделать хлопковый автомат своими руками, необходимо подготовить три платы:

• Arduino Nano;
• звуковой модуль;
• модуль силового реле (обратите внимание, чтобы он был на 5 вольт).

Также необходим компьютер для загрузки прошивки, USB-шнур, блок питания на 5 Вольт (подойдет любая зарядка для телефона). На ПК нужно установить программу Arduino IDE, для прошивки микроконтроллера. Скачать ее можно бесплатно с официального сайта разработчика платы.

Скопировав текст скетча (программы) и вставив его в окно Arduino IDE, можно сразу же прошить контролер. Изменяя некоторые параметры и перезаписывая устройство, можно тонко настроить самодельное звуковое реле под себя для стабильной работы. Как видим из схемы, на к контролеру подключено четыре провода: два на питание. Желтый провод, подключенный к контакту 13, предназначен для управления силовым реле. Зеленым отмечен провод управления от модуля микрофона, подключенный к аналоговому входу А0 контроллера.

Микросхема содержит в себе 8 аналоговых входов и 14 цифровых контактов вход/выход. Для нашего проекта мы взяли А0 и D13, так как вместе с ним загорается светодиод на плате Ардуино, и вы сможете наглядно увидеть, когда на релейный модуль подается сигнал.

Скетч Ардуино для изготовления звукового реле:

Изменяя значение x в строке if(analogRead(Al)>x), мы устанавливаем порог чувствительности, максимальное значение которого — 1024. Внося изменения в строку delay, изменяется промежуток задержки после исполнения скетча. Тем самым устанавливается время готовности к переключению. В дополнение с этим регулируется защитный порог от помех и ложных срабатываний. Кроме того, чувствительность микрофона можно подкорректировать переменным резистором на плате с помощью маленькой отвертки.

Для проверки и настройки схемы, нами была взята плата Ардуино UNO, основанная на базе микроконтроллера ATmega238. При этом подходят и любые другие модели, так как мы не задействуем много пинов платы, а скетч не требует высокой производительности.

На видео ниже наглядно показывается самодельный хлопковый выключатель, который мы собрали по предоставленной схеме:

Видео инструкции

Несколько простых идей позволяющих самостоятельно изготовить акустический выключатель света, предоставлены на видео.

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

А Вы слышали что-нибудь про хлопковые выключатели? Это такие электронные устройства, которые позволяют управлять освещением с помощью обычного хлопка в ладоши. Если честно, то я впервые сталкиваюсь с такими, хотя не раз видел их применение в различных кинофильмах.

Сегодня покажу Вам пример того, как я сделаю свою квартиру чуточку «умнее». А начну я с установки хлопкового выключателя «Экосвет‑Х‑300-Л». Выпускается он компанией «Ноотехника», которая находится в г.Минске республики Беларусь (сайт: noo.com.by).

Сразу озвучу стоимость данного устройства, т.к. она вполне приемлема по сравнению с подобными устройствами других фирм-производителей — это всего 350 рублей.

В комплект поставки входит упаковка, руководство и сам выключатель:

Технические характеристики «Экосвет‑Х‑300-Л»

Технические характеристики хлопкового выключателя представлены ниже:

• напряжение сети 220 (В)
• мощность нагрузки до 300 (Вт)
• регулировка звука — от 30 до 150 (дБ)
• рабочая температура от -20°С до +40°С
• класс защиты корпуса IP-30

Применяемые лампы:

Как видите, «Экосвет‑Х‑300-Л» может применяться практически с любыми лампами, в том числе с люминесцентными и светодиодными, что не может не радовать, ведь Федеральный закон №261 «Об энергосбережении» пока никто не отменял.

А вот его габаритные размеры, которые соизмеримы со спичечным коробком.

Он легко помещается в основании люстры или светильника, правда нужно самостоятельно предусмотреть крепление. Можно его приклеить на двухсторонний скотч. Я закрепил его к корпусу светильника за крепежные лапки с помощью саморезов.

Применение и назначение хлопкового выключателя

С помощью этого выключателя можно дистанционно (на расстоянии) производить включение и отключение света по хлопку в ладоши.

Кстати, в виде нагрузки могут быть не только перечисленные выше лампы, но и вентиляторы, трансформаторы, катушки контакторов и прочее электрооборудование, главное, это соблюдать ограничение по мощности нагрузки.

Алгоритм действий выключателя такой: первый хлопок — это включение нагрузки, второй хлопок — ее отключение. Все просто.

Нецелесообразно устанавливать подобные выключатели в местах, где находится много людей и имеются постоянные посторонние шумы. К таким помещениям можно отнести офисы, производственные площадки, мастерские и т.п. В таких помещениях появляется вероятность ложных срабатываний выключателя от резких и громких шумов.

Выключатель света по хлопку я планирую установить в своей спальне. Почитав книгу перед сном, порой так не хочется вставать из теплой постели и идти выключать свет в комнате (вот я обленился). Достаточно просто хлопнуть в ладоши и свет погаснет. Удобно, не правда ли?

Также данное устройство может быть полезно и детям. Раньше высоко (порядка 1,7 м) и каждый раз детям приходилось обращаться за помощью к родителям или пользоваться стулом. А ведь это не совсем безопасно — ребенок может легко потерять равновесие и упасть с него. Теперь этого не нужно, ведь достаточно просто похлопать в ладоши.

Людям с ограниченными возможностями хлопковый выключатель может оказать незаменимую помощь.

Думаю, что приведенных примеров достаточно. Можно привести массу других примеров, все ограничивается лишь Вашими фантазиями и желаниями.

Кстати, прошу не путать хлопковый выключатель с акустическим выключателем света. Последний срабатывает на любые звуки и шумы, а хлопковый — только на хлопок в ладони, но я это еще проверю чуть позже. Акустические выключатели чаще всего устанавливают в подъездах для экономии электроэнергии — там это применение вполне целесообразно. Об акустическом выключателе будет отдельная статья — подписывайтесь на рассылку.

Монтаж и схема подключения выключателя света по хлопку

Как я уже говорил выше, устанавливать хлопковый выключатель я планирую в своей спальной комнате. Там у меня установлен светильник с двумя лампами КЛЛ.

На данный момент . Схема имеет следующий вид:

Вот схема подключения дистанционного выключателя «Экосвет‑Х‑300-Л», реагирующего на хлопки.

Белые провода нужно подключить в сеть 220 (В), причем строго соблюдать полярность при этом не требуется. К черным проводам подключается нагрузка — в моем случае это две лампы КЛЛ.

В настоящее время с распределительной коробки на светильник приходит фаза (через одноклавишный выключателя) и ноль. Вот их нам и нужно соединить с белыми проводами.

Черные провода нужно подключить непосредственно на лампы светильника, которые подключены параллельно друг с другом.

Вот схема питания светильника с хлопковым выключателем:

Питание хлопкового выключателя идет через существующий одноклавишный выключатель. Если мы хотим временно вывести его из работы, то достаточно отключить этот одноклавишный выключатель.

С помощью регулятора чувствительности звука выставим нужный нам уровень.

Настроим регулятор так, чтобы хлопок был и не слабым (исключим ложные срабатывания при легких случайных хлопках), и не сильным (чтобы руки не отбить).

Испытания и эксперименты (видео)

Проверим этот выключатель на действие следующих посторонних громких и звонких звуков от:

• ударов молотка
• работающего пылесоса
• звонка телефона
• работы перфоратора
• стука посуды (кружка с ложкой)

Попробуем спровоцировать ложные срабатывания путем воздействия на выключатель звуками от вышеперечисленных приборов и устройств. Алгоритм работы выключателя, а также проведенные мной эксперименты я снял на видео:

Сделаем вывод из экспериментов: выключатель ложно реагирует на звуки от работы перфоратора и на очень звонкие звуки от стука ложки о кружку. В остальных случаях ложных срабатываний замечено не было.

В принципе я считаю, что обнаруженные недочеты вполне сглаживаются достоинствами этого выключателя.

После часа работы я проверил нагрев его корпуса. Могу Вас обрадовать — корпус слегка теплый, что в пожарном отношении является безопасным.

Реальная польза от выключателя света по хлопку. Нужен ли он?

Вы можете сказать, что это все игрушки. Я же Вам сейчас попытаюсь объяснить обратное.

Если это игрушки, то почему люди с каждым годом все чаще и больше внедряют в свои дома и квартиры . Для чего они за это платят сотни тысяч рублей. Дело в том, что на самом деле подобные девайсы приносят удобство и комфорт в Ваш дом. Решать Вам. Лично я уже пользуюсь им и мне нравится.

P.S. Но на этом я останавливаться не буду. Вот, например, в гостиную установил , т.к. хлопковый выключатель там устанавливать не целесообразно (зачастую бывает многолюдно и шумно).

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

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

Шаг 1: Объяснение схемы

Обработка сигнала, осуществляемая в схеме, объясняется на картинке.

Поступающий сигнал проходит 4 стадии обработки:

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

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

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

Шаг 2: Создание схемы своими руками

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

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

Шаг 3: Калибровка потенциометров

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

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