Включение света хлопками своими руками

Выключатель по хлопку

В последнее время стали очень популярны светодиодные лампы и различные игрушки, в которых действует принцип “выключатель по хлопку”. В нашей статье мы будем собирать нечто похожее, но вместо лампы мы будем использовать светодиод на 3 Вольта.

Вот собственно и схема (для более детального отображения нажмите здесь):

Если поставить вместо светодиода HL1 катушку реле, то можно поджигать даже лампочки накаливания, при этом в схеме появится диод VD1, который защитит транзистор VT3 от ЭДС самоиндукции в катушке реле, при ее отключении. Если будете делать схему со светодиодом, то этот диод не нужен.

На макетной плате это будет выглядеть примерно вот так:

Итак, самые главные детали схемы это:

Два транзистора КТ315Г. Можно использовать и с любой другой буквой. Цоколевку (расположение выводов) и маркировку этих транзисторов можно узнать в этой статье.

В этой схеме мы также будем использовать транзистор 3107Б.

А вот и его цоколевка:

где К – коллектор, Б – база, Э – эмиттер.

И конечно же, самая главная деталь нашей схемы – микрофон

Здесь внимание! Микрофоны бывают разные. Думаю, не будем перечислять классификацию микрофонов. Скажу одно, в настоящее время широкое распространение получили так называемые электретные микрофоны:

На картинке электретный микрофон EM-6050, который используется в моей схеме.

В чем же заключается прикол? Все дело в том, что у них, грубо говоря, есть полярность. Один из выводов микрофона присоединен к корпусу микрофона. Это можно легко увидеть по печатным проводникам, которые соединяют один из контактов микрофона с корпусом. Можно также прозвонить мультиметром, присоединив один щуп к корпусу микрофона, а другой к выводу микрофона.

В нашей схеме вывод микрофона, который звонится на корпус, присоединяем к минусу питания, а другой вывод соответственно к плюсу.

У меня схема отлично работает при напряжении питания 5-9 Вольт, что видно на видео снизу:

Выключатель по хлопку я находил Алике. Остается только собрать 😉

Источник

Особенности конструкции и схема подключения хлопкового выключателя

В последние годы приобрели популярность системы дистанционного управления освещением. Звуковые команды принимает хлопковый выключатель. При достаточной силе хлопка происходит включение или отключения света. Устройство можно приобрести в магазине или, при достаточном владении азами электротехники, изготовить самостоятельно.

Применение

Выключатель света по хлопку включается и отключается в результате реакции на издаваемый шум. Алгоритм работы таков: первый хлопок — включение, второй — выключение.

Устройства подобного типа рекомендуется ставить только в нешумных помещениях. К помещениям такого типа относят спальни, кладовки, подсобные комнаты, подвалы. Нерационально устанавливать хлопковые устройства в помещениях, где бывает множество людей (офисы, гостиные, производственные территории), так как посторонние шумы приводят к ложным реакциям устройств.

Наиболее распространенное место для установки выключателя света по хлопку — спальня. Очень удобно управлять освещением, не вставая с постели. Популярны хлопковые системы в семьях с маленькими детьми, так как для включения или выключения света теперь не нужно дотягиваться до высоко расположенного выключателя.

Многие путают хлопковые и акустические устройства. Акустический выключатель срабатывает на любой шум, а хлопковый — только на хлопки.

Принцип работы

Устройство функционирует за счет установленного в нем микроконтроллера. Контроллер санкционирует включение и выключение света по хлопку. Данный прибор при желании можно использовать для контроля за другими электробытовыми устройствами (кондиционерами, вентиляторами и т. п.).

В составе обычного звукового выключателя света имеется электронный микрофон с предусилителем. Этот компонент усиливает поступающий в устройство звук, что позволяет фиксировать даже самые негромкие хлопки. Деятельность усилителя управляется с помощью транзисторов VT1 и VT2. Схема контролируется парой резисторов R2, а для выравнивания сигнала используются диоды VD1 и VD2.

Звук от хлопка проходит через микрофон, там усиливается и трансформируется электрический импульс. Далее происходит выравнивание звука благодаря работе выпрямляющих диодов. Звук находится под контролем резистора (если уровень громкости звука ниже заданного, резистор не допустит срабатывания прибора). Когда выравнивается сигнал на конденсаторе, возрастает напряжение, открывается транзисторный ключ VT3.

Свет отключается и включается после последовательной зарядки и разрядки конденсаторов. По окончании полного цикла деятельности (по еще одному хлопку) резистор и конденсатор C10 разряжаются за четыре секунды. Это приводит устройство к выключению.

Технические характеристики

Для примера разберем характеристики стандартного прибора по включению и выключению света по хлопку.

1. Электропитание подается от стандартной сети с напряжением 220 Вольт.
2. Максимальная общая мощность потребителей не превышает 300 Ватт.
3. Разброс регулирования звука в рамках 30 – 150 децибел.
4. Допустимый температурный режим: от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля.
5. Класс защиты корпуса — IP30.

В сети применяются разнообразные светильники:

1. Лампы накаливания и галогенные источники света.
2. Энергосберегающие или люминесцентные лампочки.
3. Светодиодные устройства.

Указанные характеристики соответствуют требованиям закона Российской Федерации под номером 261. Этот акт регулирует правила рационального использования электрической энергии.

По размеру оборудование схоже со спичечным коробком, то есть компактное. Это дает возможность установить его неподалеку от светильников. Фиксация прибора осуществляется на винты-саморезы или двусторонним скотчем.

Схема подключения и монтаж

Ниже показана схема выключателя света по хлопку. Основываясь на ней, можно подключить данное устройство.

Белые проводники, имеющиеся у прибора, подключают к сети. К черным проводам подключают нагрузку. Чтобы соединить медные проводники, понадобятся клеммы. Черные проводники соединяют с лампочкой светильника. Данные устройства подключаются по параллельной схеме.

Электропитание выключателя осуществляется через одноклавишный выключатель. Если нужно его отключить, понадобится просто нажать на выключатель.

Чувствительность звука контролируется соответствующим регулятором. Рекомендуется использовать среднее звуковое значение.

Испытания

Перед включением устройства следует его настроить, чтобы исключить ложные срабатывания на посторонние звуки. Например, хлопковый прибор не должен отзываться на удары молотка, стук посуды, звонящий телефон или включенный перфоратор.

Настройки осуществляются экспериментальным путем. Прибор считается настроенным, когда срабатывает только на хлопки.

Производители

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

Выключатель «Экосвет»

Устройство «Экосвет» предназначено для работы с лампочками на 220 Вольт.

Основные параметры прибора:

• нагрузка — 300 Ватт;
• разброс звукового сигнала — от 30 до 150 децибел;
• уровень защищенности корпуса — IP30;
• допустимый температурный режим — от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля;
• стоимость — от 350 рублей.

«Экосвет» фиксируют саморезами за крепежные лапы. Прибор не рекомендуется устанавливать в шумных помещениях. Несмотря на то, что «Экосвет» настроен на хлопки, возможны ложные срабатывания.

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

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.

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).

Изготовление выключателя своими руками

Хлопковое устройство можно изготовить самостоятельно.

Для этого понадобятся 3 платы:

• Arduino Nano;
• звуковой модуль;
• плата силового реле.

Кроме того, нужен компьютер, USB-шнур, 5-вольтовый блок питания. На компьютер следует поставить программу Arduino IDE, предназначенную для прошивки микроконтроллера.

После копирования данных скетча и вставки текста в окно Arduino IDE необходимо тут же сделать прошивку контроллера. При смене некоторых регулировок и перезаписи устройства есть возможность тонкой настройки звукового реле под собственные нужды.

На схеме видно, что контроллер имеет 4 провода. Пара из них идут на питание, желтый провод направлен на управление силовым реле (контакт 13), а зеленый — провод управления от микрофона, подключенный к А0 контроллеру.

Обратите внимание! Микрофон конденсаторного типа можно заменить на электретный микрофон, в котором в качестве фиксированной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения применяется пластинка из электрета. Отличительное свойство материала — способность сохранения поверхностного заряда на протяжении больших отрезков времени.

В составе микросхемы есть 8 аналоговых входов и 14 цифровых входов и выходов. В рассматриваемом примере используются А0 и D13, поскольку с ними включается светодиод на плате Arduino.

При замене показателя AnalogRead определяется пороговая чувствительность. Наибольшее значение — 1024. Если изменить значение Delay, скорректируется время на исполнение скетча. Таким образом достигается желаемое время готовности к переключению. Так же определяется порог, защищающий от помех и ложных срабатываний. Чувствительность микрофона меняется еще и переменным регулятором, расположенным на плате. Настройка и отработка схем осуществляется на плате Arduino UNO.

Источник

«Умный» переключатель света по хлопку

В сети представлено очень много различных схем акустический выключателей — принцип работы заключается в переключении нагрузки при возникновении акустического сигнала, превышающего определённый порог (например, хлопка в ладоши). Акустические выключатели очень удобны — кому бы не хотелось включать и выключать, например, ночник не вставая с кровати. Однако у всех у них имеется главный и очень очевидный недостаток — срабатывание будет происходить не только от хлопка в ладоши, но и, например, от случайного топота ног, музыки, телевизора, и просто случайных звуков с улицы или от самих жильцов. Этот недостаток сводит на нет всю прелесть акустических выключателей, и решить его можно весьма кардинальным способом — использовать систему распознавания голоса. Такие системы в последнее время находят применение в «умных домах» и позволяют реализовывать не только банальное включение/выключение света, но и управлять многими опциями с помощью различных команд. Такой вариант решения проблемы интересен, но на практике очень сложно реализуется и так же не обладает идеальной надёжностью.

Ниже представленная электрическая принципиальная схема выключателя.

Собирается вся схема на печатной плате.

Обратите внимание, что микроконтроллер требует для себя отдельного стабильного питания 5В, взять которое можно, например, от USB выхода любой ненужной телефонной зарядки. На печатной плате имеется клеммная колодка на 4 контакта — на два их них подаётся сетевое напряжение, к двум другим подключается подсветка. Также на плате присутствуют два отдельных контакта для подачи на схему питания 5В (Vcc и GND). Микрофон можно установить прямо на плате или вывести с неё для обеспечения наилучшей чувствительности, провода с платы до микрофона при этом должны быть экранированы. Процесс сборки платы показан ниже.

Так как на схеме присутствует сетевое напряжение, выполнять её следует максимально качественно, чтобы никакой случайно отпавший контакт или дорожка не привёл к короткому замыканию. Микроконтроллер устанавливается в панельку — его можно легко достать, например, для того, чтобы поменять прошивку.

Чувствительность схемы с микрофоном без усилителя едва ли получится достаточной — для повышения акустической чувствительности автор предлагает использовать микрофонный усилитель, схема которого показана ниже.

С использованием усилителя чувствительности должно оказаться достаточно для того, чтобы управлять светом получалось из любой части комнаты, но во многом это будет зависеть также и от места расположения микрофона. Удачной сборки!

Источник