Хлопковый выключатель: принцип работы, схема подключение и монтаж

Выключение света по хлопку: польза и преимущества

Высокотехнологичный аппарат замыкает и размыкает электрическую цепь при подаче звукового сигнала, например, хлопка в ладоши. Он способен дистанционно управлять не только светом в доме, но и другими электробытовыми приборами: вентилятором, увлажнителем, музыкальным центром, аппаратурой, подсветкой аквариума.

Это полезное устройство заменяет или дублирует традиционный выключатель/пульт ДУ, экономя время пользователей на совершение действий. Оборудовать акустическими выключателями можно все электропотребители, находящиеся в зоне акустической чувствительности аппарата.

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».

Плюсы и минусы


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

Основные преимущества:

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

Недостатки:

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

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

В корпусе на транзисторах

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

Транзисторные устройства успешно локализуются в слаботочные сети (сигнализации, видеонаблюдения и т.п.).

Без корпуса

Применение изделия без корпуса оправдано в случае, если пользователь собирается встраивать изделие в корпус какого-то электроприбора. Например, предполагает закрепить печатную плату с компонентами и акустическим датчиком под кожухом кондиционера или в подставке вентилятора. Открытая сборка компактнее  и заметно дешевле, чем девайс в корпусе.

Выключатели и светильники «вилка-розетка»

Выключатель типа «вилка-розетка» представляет съемное электроустановочное изделие в пластмассовом корпусе с входной вилкой для включения в сеть. Изделие оснащается 1-3 выходными розетками для подключения торшеров, бра, сложной бытовой техники, аппаратуры, гаджетов и других энергопотребителей. Изделие является переходником на пути следования электрического тока от сети 220 В к нагрузке, оснащенным платой управлением звуком.
Обыкновенная пристыковка выключателя типа «вилка-розетка» позволяет подсоединить модуль с акустическим датчиком без электромонтажных и установочных работ.

Очень просто вставить в стационарные розетки комнаты 1–4 выключателя и настроить на разных потребителей (или группы потребителей для устройств с выходами типа «двойник» или «тройник»). Например, 1-й выключатель будет подключать↔ отключать сетевую розетку от 3 хлопков, 2-й сработает от 4, 3-й среагирует на 5 хлопков, 4-й будет управлять 6-ю хлопками в ладоши.

Встроенный в «вилку-розетку» акустический коммутатор срабатывает от хлопков в ладоши благодаря селективной фильтрации, выделяющей характерные звуки на фоне шумов.

Отличия между хлопковым и звуковым (голосовым) выключателем

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

Размеры

Индивидуальная упаковка

Количество 1 шт.
Размеры 95 118 15 мм
Вес, брутто 20 г
Объем 0,071 дм3

Испытания хлопкового выключателя

Перед его подключением вам необходимо настроить устройство на наличие посторонних звуков. После этого вам необходимо настроить устройство на срабатывание от посторонних звуков:

  • От молотка.
  • Звонка телефона.
  • Работы перфоратора.
  • Стука посуды.

После этого необходимо спровоцировать ложные срабатывания устройства. После проведения всех экспериментов вам необходимо сделать выводы. Если ваше устройство не будет срабатывать на посторонние звуки, тогда оно работает отлично.

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.

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.

Список радиоэлементов

ОбозначениеТипНоминалКоличествоПримечаниеМагазинМой блокнотRel1

Биполярный транзистор КТ315А 2 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Биполярный транзистор КТ818А 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Выпрямительный диод 1N4007 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Электролитический конденсатор 1 мкФ 2 10-50В Поиск в магазине Отрон В блокнот
Резистор 10 кОм 2 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Резистор 3 МОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Резистор 48 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Резистор 1.8 кОм 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Резистор 330 Ом 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Микрофон Сосна 1 Поиск в магазине Отрон В блокнот
Реле 1 Зависит от нагрузки Поиск в магазине Отрон В блокнот
Добавить все

 

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.

Принцип работы

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

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

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

Варианты исполнения и особенности

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

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

Как работают диммерные акустические выключатели

Управление акустическим диммерным выключателем осуществляется хлопками или  голосовой командой.После срабатывания диммера  передний фронт синусоиды сигнала отсекается/восстанавливается. Это приводит к изменению напряжения в нагрузке.Соответственно, происходит изменение яркости свечения ламп в светильнике.

Вариант сборки

Схема простого акустического выключателя с блоком питания от 4,5-12 вольт, и с диапазоном действия на расстоянии 2-3 м, собирается на печатной или макетной плате и состоит из большего количества деталей.

Такие устройства называют еще и “хлопковыми” их функциональная особенность – последовательное выключение и выключение при резком звуковом сигнале, аналогичном хлопку ладонями.

За силовую часть отвечает транзистор КТ818 подключенный к реле с катушкой питания в 9 вольт.





Чувствительность электретного микрофона задается резистором питания в 10 кОм и конденсатором на 0,1мкФ. Ее отрегулировать исходя из сопротивления резистора и емкости конденсатора, и за счет использования более чувствительных транзисторов. Номинал резистора может начинаться от 2кОМ, в зависимости от мощности питания, подаваемого на схему.

Далее идут два каскада усиления с биполярными транзисторами КТ315 (можно использовать импортные аналоги, например 2N5551). Номиналы сопротивлений можно варьировать на 50%. Для электромагнитного реле нужно установить защитный диод. Для этой функции подойдет кремниевый 1N4148 или 1N401. Для индикации работы схемы в силовой части можно установить светодиод.

Как можно судить по фото, самодельные акустические выключатели довольно компактны, к ним легко подобрать футляр и использовать в мобильных и статичных приборах, для питания используются обычные батарейки. Можно задействовать также и зарядные устройства от мобильных телефонов с выходным напряжением в 5 вольт.






При тестировании надо обратить внимание на реакцию устройства, так как для запуска и отключения правильно собранного акустического выключатель нужно сделать четкий и резкий хлопок.

Эффектное при демонстрации реакция на более расплывчатые и размытые шумы, может значительно затруднить использование прибора, вызывая непроизвольное включение или выключение во время фонового шума. Важно также предусмотреть наиболее оптимальное расположение микрофона.

Для изготовления встроенных звуковых датчиков можно воспользоваться схемами с питанием 220 вольт, которые могут монтироваться со стандартными клавишными выключателями световых приборов. В них используются в которых используются триггеры на тиристорах и ключевые механизмы.

Питание транзисторного триггера осуществляется посредством диода и резистора. В схеме предусмотрены выравниватели напряжения. В усложненной схеме предусмотрено наличие компаратора – дополнительной зоны, которая отсекает помехи, и повышает качество работы выключателя.






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.

СоветЕсли нет навыков или квалификации, лучше не пытаться сделать его самостоятельно. Для таких людей предусмотрен огромный выбор готовых вариантов.

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.

Диод — VD1– 1N.

Разное:

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

ВниманиеЕсли в качестве нагрузки будет использоваться реле, то резистор R8 необходимо поменять на 2 Ом.

Изготовление печатной платы

Объяснять подробно как изготовить печатную плату я не буду, так как это займет много времени. Файл печатной платы открывается с помощью программы sprint-layout 6.0:
sprint-layout-6.zip [1.51 Mb] (скачиваний: 697)
В схеме используется диод VD1, он нужен для защиты транзистора VT3 от ЭДС катушки реле. Если вы будете подключать в качестве нагрузки реле, то диод нужно поставить, если будет использоваться лёгкая нагрузка, то вместо него можно поставить перемычку.
После изготовления платы, во избежании окисления, пролудите порожки оловом. Откройте программу sprint-layout 6.0 и припаяйте все детали на ней, согласно расположению. Если всё сделано правильно, детали и номиналы не перепутаны, то устройство должно заработать сразу без каких либо проблем.
Вот так выглядит собранный акустический выключатель.
И ещё одно фото с подключённый батареей и светодиодом на нагрузке.
Хотелось бы сказать об одной проблеме которая может возникнуть. В схеме стоит резистор R8 на 1.5 кОм, если вы будете использовать в качестве нагрузки светодиод то его можно оставить, если планируете устанавливать реле, то замените резистор на 2 Ом. Больше проблем возникнуть не должно ))
В итоге получился не дорогой но очень эффективный и полезный прибор, который обязательно найдет своё применение в хозяйстве! ))

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.

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.

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.

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.

Подключение выключателя Экосвет

На рисунке вверху показана схема подключения прибора. «Экосвет» соединен с обычным выключателем, чтобы предоставить возможность обесточивания схемы и прекращения его работы.

Выключатель «Claps»

Данная модель представляет собой одну из последних разработок, где звуковой сигнал обрабатывается продвинутым микропроцессором. Прибор реагирует только на хлопки, поэтому ложную информацию игнорирует. Обязательное условие для срабатывания — определенный характер передачи звуков, когда хлопки должны идти подряд.

В одной комнате может находиться один или несколько выключателей. Каждый из них будет настроен на заданное количество хлопков. Для этого на плате ставят перемычку в нужную позицию. В результате появляется возможность управления несколькими несвязанными друг с другом приборами, к примеру, кондиционером и светильником, телевизором и магнитофоном. «Claps» компактен (примерно как коробок спичек) и может быть вмонтирован в любое место, в том числе в подрозетник.

Встраиваемый выключатель с упрапвлением хлопками

Стоит «Claps» больше, чем «Экосвет» (2450 рублей против 350), но и надежность его выше. «Claps» будет работать с люминесцентными лампочками даже при плавном включении нагрузки («Экосвет» на это не способен).

Earda прерыватель де сравнению умный выключатель света панель умный дом переключатель

US $8.00-$10.00/ шт.

60531869059
 

DC В 12-24 V настенный сенсорный стеклянный переключатель Полноцветный сенсорный диммер контроллер настенный переключатель для 3528 5050 светодио дный RGB Светодиодные полосы света лампы

US $5.10-$6.90/ шт.

video poster

Earda умный выключатель света Панель выключатели света для дома

US $6.00-$11.00/ шт.

video poster

Автономное управление телефоном водонепроницаемый IP65 WiFi беспроводной свет комбинации кинетический умный переключатель

US $8.00-$8.80/ шт.

62549170165
 

Умные переключатели работают с Wi-Fi, переключатель американского стандарта на 2 клавиши с сенсорным управлением и ночным световым индикатором

US $9.26-$9.71/ шт.

Белый ПК Голосовое управление выключатель света звуковой датчик выключатель света

US $1.359-$1.559/ шт.

Голосовое управление выключатель света звуковой датчик переключатель

US $1.64-$1.92/ шт.

Лучший Автоматический общего звук голоса датчик света работает контроль автоматического включения света фар

US $0.10-$0.90/ шт.

3 Way 12V DC RS485 Modbus умный переключатель управления освещением для отеля

US $13.10-$15.80/ шт.

Голосовое управление выключатель света звуковой датчик выключатель света

US $1.20-$1.60/ шт.

Переключатель света управления звуком

US $3.00-$7.00/ шт.

Настройка

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

ВажноПри установке микрофон должен быть направлен в сторону, откуда идёт звук хлопка.

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.

В любом доме или квартире есть приборы, которые отвечают за освещение — это выключатели. Простые — это клавишные, а те, что посложнее могут быть разными — сенсорные, с подсветкой, светодиодные, проходные, инфракрасные. Обо всех этих видах, а также о том, как они ремонтируются в случае поломки, устанавливаются или меняются, вы можете узнать в отдельных статьях на нашем сайте.

Критерии выбора

Перед тем, как обзавестись подобным прибором, нужно определить, для каких целей он нужен. На лестничной клетке, во дворе и подъезде можно поставить самый обычный акустический датчик, реагирующий на любой шум из окружающего пространства. Этот вариант позволит человеку, поднимающемуся по лестнице или преодолевающему затемненную зону дойти до места назначения, не опасаясь отключения света. Если ставить реле, которое отключается через определенный промежуток времени, пожилой или медленно идущий человек окажется в темноте. Задержку отключения можно отрегулировать, если она предусмотрена производителем, или внести конструктивные изменения в уже купленный прибор.

регулировка хлопкового датчика

Есть и другие требования к устройствам определенного типа:

  • уличный датчик непременно должен быть надежно укреплен и оснащен защитой от природных воздействий (это особенно актуально в регионах с проблемным климатом;
  • если цель покупки – экономия освещения, лучше приобрести модель, оснащенную фотореле
  • принцип работы диммерного акустического выключателя пригодится на приусадебном участке, на даче – освещение выключится, как только внешнее пространство перестанет нуждаться в дополнительном свете, но он же пригодится и там, где люди покидают помещение на короткое время и снова возвращаются (на кухне, в производственном цеху;
  • радиус действия имеет значение, если планируется контролировать большое пространство, для условий квартиры достаточно минимальных показателей.

Иногда в обзорах подобной продукции можно встретить настоятельные уверения о необходимости приобретения датчиков от брендового производителя, с проверенной репутацией и высокой стоимостью. В домашних условиях можно прекрасно использовать самодельные датчики, собранные самостоятельно. Если нет никаких знаний по этому вопросу, можно просто купить надежное устройство отечественного производства.

Схема хлопкового выключателя

Источники

  • https://elektrika.expert/vykljuchateli/hlopkovyj-vykljuchatel-sveta.html
  • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/akusticeskij-vyklucatel/
  • https://foto-rele.ru/nootekhnika/bloki-ekosvet/Ekosvet-F-300-L/
  • https://vse-elektrichestvo.ru/elektroprovodka/vyklyuchateli-sveta/xlopkovyj-vyklyuchatel.html
  • https://cxem.net/house/1-265.php
  • https://tytmaster.ru/akusticheskij-vyklyuchatel/
  • https://okcomfort.com/elektrika/vikluchateli/akusticheskiy-svoimi-rukami.html
  • https://USamodelkina.ru/9387-akusticheskiy-vyklyuchatel-svoimi-rukami.html
  • https://lemzspb.ru/prostoy-akusticheskiy-vyklyuchatel-svoimi-rukami/
  • https://220.guru/electroprovodka/rozetki-vyklyuchateli/rabotayushhie-po-xlopku.html
  • https://russian.alibaba.com/g/sound-light-switches.html
  • https://datchikidoma.ru/datchiki-zvuka/zvukovoi-datchik-dlya-vklyucheniya-osveshheniya-po-hlopku

[свернуть]