Принцип действия, устройство и схема акустического выключателя

Как сделать своими руками на Аttiny13 220 В?

Для сборки прибора потребуются:

• реле;
• микрофон;
• attiny13 контроллер.

Будет использоваться такая схема подключения блоков:

1. Устанавливается на плате контроллер attiny13, которая должна крепиться нижним самым правым выходом к батарее, среднему входу микрофона и одной лапке светодиода. Этот же выход идёт на подключение к «—» полюсу батареи.
2. С верхней левой ножки контроллера выполняется подведение контакта к левому выходу микрофона и клемме батареи со знаком «+».
3. Соединить вторую справа верхнюю лапку контроллера с правым контактом микрофона.
4. Самая правая верхняя лапка контроллера припаивается через сопротивление ко второй свободной лапке светодиода, чтобы замкнуть цепь в устройстве.
5. Сборка завершена.

Внимание
Чтобы можно было воспользоваться устройством, необходимо его запрограммировать. Для этого на мобильном устройстве настраивается приложение arduino ide с внесением кода, в котором прописываются условия действия прибора в случае получения сигналов.

Акустические выключатели

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.

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.

Правила и специфика подключения

Хотя сами по себе концевые выключатели устроены довольно просто, используют их в оборудовании со сложными электрическими цепями. Следовательно, их подключение должно осуществляться специалистами и строго по принципиальным схемам, основываясь на особенностях техники.

Рассмотрим пример подключения простого механического переключателя в 3D принтере. Это нужно для того, чтобы задать крайние координаты для его каретки. У подключаемого концевика в наличии 3 контакта — COM, NO, NC. При разомкнутом состоянии датчика первый и последний контакт пребывают под напряжением +5V. Второй контакт (NO) заземлен.

На схеме контакты COM (1) и NО (2) находятся в замкнутом состоянии, а COM и NC (3) разомкнуты. При достижении кареткой принтера крайней позиции контакты COM и NC соединяются и происходит ее отскок на 2 мм

Подключают датчик с помощью двух проводов — красного и черного цвета. Когда прибор срабатывает, должен раздаться типичный щелчок. Индикаторный выключатель подключают по той же схеме, но есть у него и третий провод — зеленый.

О его срабатывании сигнализирует загоревшийся светодиод и щелчок. У его разъемов на плате есть обозначения: для красного провода V (+5 В), для черного — G (земля), для зеленого — S (сигнал).

Такими же буквами обозначены разъемы и у оптического выключателя. Он более точно будет контролировать работу каретки, но может давать сбои при запыленности и солнечном свете. Срабатывание оптической пары сопровождается включением светоизлучающего диода и происходит совершенно бесшумно.

Концевые выключатели широко применяют мебельщики, устанавливая их в шкафах-купе. Подключение выполняют по инструкции, прилагаемой к каждой модели. На схеме указывают место крепления пластиковой конструкции с клавишей. Для средней двери установить ее нужно так, чтобы она не являлась помехой для корректного передвижения другой двери секции по направляющим.

На схемах изображен порядок подключения концевиков для дверей раздвижных в шкафах-купе (вариант б) и для распашных (вариант а)

В случае установки концевого выключателя для распашной двери, его фиксируют при помощи саморезов внутри шкафа. В закрытом состоянии дверь прижимает кнопку, размыкает цепь и освещение не работает. В открытом — дверь отпускает кнопку и включается освещение.

Голосовое реле

Предлагаю простой акустический автомат для включения различных исполнительных устройств. Суть работы схемы (рис.1) заключается в следующем. При определенном уровне акустических шумов вблизи высокочувствительного датчика-микрофона ВМ1, пороговый уровень включения которого устанавливается подстроечным резистором R1, усиленный операционным усилителем DA1 сигнал поступает на транзисторный ключ VT1-VT2, который подает питание на реле К1. Реле своими контактами (на схеме они не показаны) замыкает цепь питания нагрузки. После прекращения шумов нагрузка выключается.

Рис.1. Принципиальная схема акустического автомата

Данный способ используется в микродиктофонах, которые автоматически включаются в режим записи при наличии звукового сигнала. Мною эта схема используется для автоматического включения УЗЧ домофона.

Данная схема хорошо послужит в автомате освещения. Тогда ее стоит дополнить оконечным каскадом с задержкой выключения на 3…4 минуты. Если установить такой автомат, например, в прихожей, то свет будет загораться автоматически при наличии малейшего шума (открывающейся двери или голоса) и гаснуть по прошествии нескольких минут при полной тишине.

В исходном состоянии оба входа микросхемы DA1 находятся в состоянии равновесия, и на базу транзистора VT1 поступает очень слабый сигнал, порядка нескольких милливольт, недостаточный для открывания транзистора. При звуковом воздействии на микрофон переменное напряжение подается на вход 2 ОУ. Многократно усиленный сигнал с вывода 6 ОУ, еще усиленный транзистором VT1, попадает на электронный ключ на транзисторе VT2, который, в свою очередь, коммутирует исполнительное устройство — реле К1.

От номиналов С5 и R2 зависит задержка выключения реле при пропадании звукового воздействия на микрофон. Если задержка не нужна — эти элементы из схемы исключают. Когда нужна большая задержка выключения, номинал С5 следует увеличить. При номиналах, указанных на схеме, задержка выключения при питании схемы 12 В составит 1 мин ±10%. Если емкость конденсатора С5 увеличить до 2000 мкФ, задержка выключения при том же напряжении питания возрастет до 10 минут. Однако в последнем случае теряется точность времени выдержки и возрастает зависимость от длительности первоначального воздействия звуковых колебаний на микрофон.

Диод VD1 служит для устранения дребезга контактов реле К1. К1 — маломощное реле типа РЭС10, РЭС15 на напряжение срабатывания 9…11 В. Для коммутирования мощных цепей нагрузки с большим напряжением питания необходимо соблюдать меры безопасности и использовать реле с соответствующим допустимым током через контакты. Микрофон ВМ1 представляет собой капсюль ДЭМШ или аналогичный с сопротивлением обмотки 200…250 Ом и выше. Хорошие результаты получаются при использовании в качестве микрофона электретного капсюля МКЭ различных модификаций (ранее использовался в качестве встроенного микрофона кассетных магнитофонов).

Для устранения наводок и прочих помех микрофон необходимо соединить с устройством коротким экранированным кабелем длиной не более 20 см. При жестком креплении корпуса устройства к другим конструкциям (например, к вертикальной стене) следует обернуть микрофонный капсюль поролоном и не привинчивать к корпусу устройства, чтобы помехи при различных ударах (например, хлопаниях соседней двери) не воздействовали на микрофон.

В качестве VT2 можно использовать кремниевые транзисторы средней мощности КТ603, КТ630 или их аналоги с любыми буквенными индексами. В качестве VT1 подойдет КТ361 с любым буквенным индексом.

Правильно собранное из исправных деталей устройство в настройке практически не нуждается. Нужно только подстроечным резистором R1 подобрать порог срабатывания устройства.

Как сделать хлопковый выключатель и его схемы

Чтобы сделать более хлопковый качественный выключатель, в его конструкцию устанавливают триггеры, усилители звука и временное реле, которое отвечает за управление силовыми переключателями.

Все работает от электросети с напряжением в 220 Вольт. Звуковые сигналы от электронного микрофона подаются сначала на усиливающий VT1 транзистор, а потом на эмиттерный повторитель транзистора VT2 и узлы согласования сопротивлений.

Далее сигнал подаётся в триггер и компаратор.

Вы можете ознакомиться с похожей схемой, как сделать самостоятельно хлопковый выключатель с интегральным таймером.

Также увлекательным занятием может быть, если сделать собственноручную сборку реле акустики с помощью микроконтроллера Arduino с готовыми для него модулями, это сильно облегчит изучение основ работы и способствует более качественной настройки различных параметров для правильной работы хлопкового выключателя работающего от хлопка рук.

Чтобы самому сделать хлопковый прибор, понадобятся следующие платы:

• Модуль звука
• Модуль с силовым реле мощностью в 5 Вольт
• Микроконтроллер \микросхема\ NanoArduino

Ещё Вам понадобится компьютер или ноутбук, чтобы сделать загрузку прошивки, а также шнур USB и какой-нибудь блок питания мощностью в 5 вольт. В качестве блока питания можно использовать любую зарядку от телефона.

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».

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).

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.

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.

Ошибки при подключении

Основной проблемой при монтаже всегда остается не учет мощности потребителей. У большинства сенсорных выключателей света максимальная проходная нагрузка ограничена до 1 кВт. Превышать ее ни в коем случае не следует. В своем большинстве устройства такого типа не содержат предохранительные элементы, блокирующие излишнюю нагрузку. Отсюда и их относительная пожароопасность при превышении максимума.

Еще одной, относительно частой ошибкой при монтаже сенсорных выключателей света или энергии на 220В служит неверное подключение контактных групп. К примеру, не раз было замечено, что ноль сети электропитания пытаются разделять управляющим устройством, вместо фазы. Конечно, это создает существенные проблемы в его функционировании, оно становится попросту невозможным.

Практикуемое соединение фазы и COM порта для конечных устройств смысла особого не имеет. Все же предназначение у него иное — осуществлять связь с другими коммутаторами или проходными выключателями.

Разновидности акустических датчиков

При внимательном рассмотрении обнаруживается, что все акустические датчики, с присущим им многообразием, условно можно разделить на три большие группы. Хотя просматривая ассортимент специальных магазинов с подобной техникой, можно легко впасть в заблуждение и решить, что разновидностей гораздо больше:

1. В квартиру небольшой площади, или в функциональное помещение относительно маленького размера, приобретают стандартные датчики. Это приборы, реагирующие только на звук. Самый простой будет включаться от любого звука или шума, но они постепенно выходят из быта, из-за высокого уровня погрешностей, причиняемого беспочвенного беспокойства. Хлопковый срабатывает от эталонного шума, входящего в общее программирование прибора – погрешности в определении объекта и ненужное включение света в этом случае исключаются устройством конструкции. Свет по хлопку может заменяться на любой другой характерный шум достаточной степени интенсивности.
2. Оптико-акустические датчики – усовершенствованная система, в которой используется не только пойманный шум, но и общий уровень освещенности. В этих приборах вмонтирован фотоэлемент, блокирующий включение света в дневное время. Это дает возможность экономить электроэнергию. Принцип работы диммерного акустического выключателя тоже позволяет анализировать шум и уровень освещенности окружающего пространства, но вместо полного выключения он приглушает искусственное освещение, если отсутствие шума сигнализирует о том, что яркий свет никому не нужен.
3. Менее востребованным стал и третий вид звукового датчика, скомбинированного с датчиком движения. Он реагирует на шум и включает свет при обнаружении перемещений живых существ. на дачном или приусадебном участке, торговых площадях и производствах, применение такого устройства приводит к постоянным включениям света, если по периметру бегают кошки, собаки, полевые грызуны и летают ночные птицы.

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

Хлопковый выключатель света своими руками

Управлять освещением можно не только при помощи классических выключателей, но и используя специальные модули, которые позволяют дистанционно включать или выключать свет. Хлопковый выключатель света относится именно к таким устройствам, его можно купить в любом электрическом магазине и установить своими руками.

Установка устройства

Собрать простой акустический выключатель по хлопку можно своими руками, он состоит из следующих деталей:

1. Резисторы;
2. Конденсатор С12;
3. Диодный мост (скажем, VD7-VD10);
4. Транзисторы.

Обратите внимание, что конденсаторы должны быть не мене, чем на 40 Вольт. Но не всем нравится самостоятельно складывать электронные приборы, поэтому будет проще купить хлопковый звуковой выключатель в магазине

Там можно подобрать модель под любые потребности и возможности.

Фото — собранный хлопковый контроллер

Установка хлопкового регулятора производится по классической схеме, в которой он используется вместе обычного одноклавишного или двухклавишного. У каждого отдельного устройства индивидуальная схема подключения, но принципиально они все очень похожи. Если вкратце, то нужно в сети подключить одноклавишную модель так, чтобы он питал хлопковый. Как это сделать:

1. Стандартная схема работы выключателя и лампы имеет следующий вид: от щитка через распределительную коробку подводится питание к стандартному выключателю. Нейтраль от щитка ведется к лампе (или нескольким лампам). Лампы параллельно подключаются к отключающему устройству;
2. Вам нужно разорвать цепь питания, которая идет на клавишный выключатель и установить её на акустический. Сделать это очень просто. Главным достоинством работы такого прибора является его малая размерность. Штробить стену не потребуется, т. к. преимущественно такой контроллер устанавливается на корпус светильника;
3. Стандартно у выключателя две пары проводов: белые и черные. Белые отводятся на питание, черные на нагрузку. К примеру, белые соединяются с фазовым и нейтральным кабелями от щитка, а черные – от ламп;
4. Соединять отдельные шнуры можно специальными клеммами или простой обмоткой. Паять места креплений не рекомендуется;
5. После этого нужно включить обычный клавишный выключатель и проверить работу системы. Если понадобится полностью убрать его из системы, то переустановите провода питания так, чтобы они подводились к хлопковой модели напрямую.

Фото — расположение элементов

Очень удобно то, что можно подключить один выключатель для нескольких ламп, он будет контролировать отдельные группы приборов. После установки обязательно установите регулятор громкости на нужный уровень, иначе свет будет загораться по малейшему хлопку или напротив, не включиться даже от сильного стука. Чаще всего регулятор представляет собой небольшой поворотный рычаг, который нужно докрутить до необходимого уровня.

: особенности устройства хлопковых выключателей

Обзор цен

Купить хлопковый выключатель можно в любом городе, цена устройства зависит от марки и его характеристики. Хорошие отзывы про Экосвет, PIC (плата 12F683), Claps и Qusun. Рассмотрим стоимость модели Экосвет- Х-200-Л:

Город	Цена, у. е.
Саратов	9,5
Челябинск	9
Москва	9,7
Воронеж	9,5
Санкт-Петербург	9,7
Самара	9
Ростов-на-Дону	9,5

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.

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.