Применение хлопкового выключателя

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

Акустические выключатели в жилых помещениях

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

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

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

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

Освещение межэтажного пространства

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

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

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

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.

Принцип работы диммерного акустического выключателя

Для диммерного включения электричества применяется оптико-акустический выключатель. Он действует следующим образом:

1. Звуковой сигнал (в нашем случае это хлопок) поступает на чувствительную мембрану микрофона. Там звук конвертируется в электрический импульс. При проходе через операционный усилитель мощность импульса увеличивается и осуществляется зарядка конденсатора. При достижении зарядом большей величины, чем на ёмкости, происходит переключение компаратора. Ноль при этом на выходе заменяется импульсом от логического участка.
2. Такая цепочка последовательно активируется в выключателе после получения акустического сигнала от микрофона. Затем запускается транзисторный генератор, направляющий электрические импульсы, и открывается симистор. Через него происходит поступление электропитания на источник света.
3. Через некоторое время конденсатор теряет уровень напряжения. При этом симистор принимает управляющие электрические сигналы с постоянно увеличивающимся фазовым замедлением, вследствие чего происходит плавное выключение света. При оптимальном подборе номиналов световой источник выключается с паузой до трёх минут.

Для диммерного включения электричества применяется оптико-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.

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.

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.

Подключение выключателя света с одной клавишей

Сумеречный выключатель

Принципиальная схема сенсорного выключателя

Как подключить выключатель с регулятором яркости

Схема выключателя с подсветкой

Как снять выключатель со стены, что для этого нужно

Принцип работы

Примитивную модель акустического прибора, можно собрать навесным монтажом с проверочной лампочкой и источником питания 8 вольт. При этом используются:

• мощный биполярный транзистор прямой проводимости типа КТ818, или зарубежные аналоги,
• двухтактный микрофонный усилитель,
• обычный микрофон (например, от магнитофона или наушников)

Такое устройство акустического выключателя позволяет наглядно проследить механизм преобразования шумового сигнала в электрический. Микрофон принимает волновой сигнал и передает его на усилители, после чего, через базу ключа срабатывает транзистор, запуская подключение тока.

Схема акустический выключатель

Акустический выключатель состоит из:

• микрофонного усилителя на транзисторах VT1 и VT2;
• одновибратора на триггере DD1.1;
• триггера DD1.2;
• схемы коммутации, состоящей из транзистора VT3 и симистора VS1.

В качестве датчика звука используется малогабаритный громкоговоритель 0,25ГДШ-2 с сопротивлением звуковой катушки 50 Ом. Вместо него можно использовать капсюль ДЭМ-4М либо телефонный капсюль. Конденсатор С2 ограничивает высокочастотную составляющую сигнала, улучшая помехоустойчивость акустического выключателя. Усиленный сигнал с микрофонного усилителя поступает на вход триггера DD1.1, работающего в режиме одновибратора, который вырабатывает одиночный импульс длительностью около 0,5 с.

Этот импульс поступает на вход триггера DD1.2, который имеет два устойчивых состояния. После каждого входного импульса триггер изменяет состояние на противоположное. Сигнал с выхода триггера управляет транзистором VT3, который, в свою очередь, отпирает симистор VS1, в цепи которого включена нагрузка.

Конструкция и детали

Вместо транзисторов VT1-VT3 можно использовать любые п-р-п транзисторы (от коэффициента усиления h2l3 VT1-VT2, если он менее 40, будет зависеть чувствительность акустического выключателя). Стабилитрон VD2 – любой из серии Д814А- Д814Д, либо других серий, с напряжением стабилизации от 8 до 12 В. Конденсатор С7 должен быть с рабочим напряжением не менее 400 В.

Мощность резистора R10 не более 0,25 Вт, он выполняет защитную функцию, в случае пробоя С7 резистор перегорает, защищая схему от повреждения. Вместо конденсатора С7 можно установить резистор 7,5 кОм 7,5 Вт, как показано на рисунок.2, при этом диод VD4 необходимо исключить. При отсутствии такого мощного резистора его можно собрать из четырех последовательно соединенных резисторов ОМЛТ-2 1,8 кОм.

Вместо симистора можно использовать тиристор, в этом случае схема коммутации будет иметь другой вид (изображение 2). В этой схеме использовать гасящий конденсатор вместо резистора не получится из-за наличия диодного моста в цепи питания. Диоды моста выбирают в зависимости от тока нагрузки. Для диодов КД105 нагрузка не должна превышать 60 Вт. Ввиду большого разброса параметров используемых в схеме приборов КУ208 и КУ201 симистор или тиристор необходимо подобрать по минимальному управляющему току включения (максимальной чувствительности).

Определить чувствительность можно, измеряя сопротивление управляющего перехода омметром, чем больше сопротивление, тем чувствительнее прибор. При малой чувствительности силового прибора вырабатываемого схемой тока управления будет недостаточно для отпирания прибора. Чтобы увеличить ток управления, пришлось бы в схеме изображение 1 уменьшить резистор R8 и увеличить емкость С7 (уменьшить R9 в схеме рисунок 2), что привело бы к увеличению потребляемой мощности.

Акустический выключатель собирают на печатной плате размерами 100×40 мм (изображение З). Печатная плата рассчитана на установку симистора КУ208. При работе с акустическим выключателем не забывайте, что схема находится под напряжением сети 220 В / 50 Гц, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности, любые действия необходимо выполнять только при отключенном от сети устройстве!

Испытание акустического устройства

Акустический датчик включения и выключения света испытывается на вероятность активации от любых резких звуков и шумов, кроме хлопков. В качестве подопытного прибора рассмотрим выключатель Claps Max отечественного производства. Проверим, будет ли он срабатывать на звуки — от ударов молотка по доске, включённого гайковёрта, лобзика и болгарки, цоканья отвёртки по металлу. Такие звуки могут спровоцировать активацию устройства.

Видео: испытание акустического выключателя Claps Max

В нашем варианте устройство не сработало ни на звук от включённых электроинструментов, ни на стук молотка, ни на цоканье отвёртки. При этом оно продолжало отвечать на хлопки в ладоши. Это можно назвать отличным результатом.

Самостоятельную сборку и монтаж акустического (или хлопкового) выключателя следует производить с соблюдением норм техники безопасности. После испытания прибора на восприимчивость можно внести коррективы в его настройки.

Технические характеристики устройства, работающего по хлопку

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

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

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

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

Составляющие компоненты звукового выключателя

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

Медные провода можно соединить при помощи клемм Wago

Плюсы клеммников Wago:

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

Минусы клеммников Wago:

• высокая цена;
• не слишком удобное расположение гнёзда.

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.

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.

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

Как действует акустический выключатель

Микрофон или акустический датчик преобразует звуковые колебания в электрический сигнал. После усилителя звуковой частоты ЗЧ сигнал детектируется, постоянное напряжение подается на базу транзисторного ключа, в нагрузку которого включена обмотка реле. После превышения порогового уровня на базе ключ срабатывает, и реле замыкает контакты питания 220 В электроприемника. При повторной звуковой команде схема автоматически отключается и прекращается протекание тока в светильнике или электроприборе.

Технические характеристики

Типовые технические характеристики акустического устройства с эксплуатацией в жилом объекте:

• вес нетто (без упаковки) 30 – 60 г;
• габаритные размеры 40*40*15 –86 *86 *26 мм;
• напряжение бытовой сети 220 В;
• максимальный ток нагрузки 5A;
• мощность нагрузки200–1100Вт;
• регулировка звуковой чувствительности 20 –150 дБ;
• класс защиты корпуса IP30 – IP34;
• относительная влажность от 20% до 60%;
• температура эксплуатации от 0°С до +40°С;
• срок гарантии изделий 12–24 месяца.

Составляющие детали

Стандартный акустический выключатель состоит из следующих деталей, запаянных на печатной плате:

• транзисторов и диодов;
• диодного моста и стабилитрона;
• микросхем триггера и компаратора;
• резисторов и конденсаторов;
• микрофона и реле.

Плата помещается в крепкий пластиковый корпус защелками.

Отличия между хлопковым и звуковым (голосовым) выключателем

Голосовые управляющие устройства сложнее переключателей «хлопкового» типа. В них задействованы специальные активные фильтры на микросхемах, выполняющие функции декодера команд. Они распознают  последовательность гласных звуков определенной частоты и длительности, игнорируя акустические помехи.

хлопковый выключатель своими руками .