Электрическая схема включения освещения от звука. Хлопковый выключатель и его особенности. Изготовление выключателя своими руками

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

Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
Биполярный транзистор	КТ315А	2		В блокнот
Биполярный транзистор	КТ818А	1		В блокнот
Выпрямительный диод	1N4007	1		В блокнот
Электролитический конденсатор	1 мкФ	2	10-50В	В блокнот
Резистор	10 кОм	2		В блокнот
Резистор	3 МОм	1		В блокнот
Резистор	48 кОм	1		В блокнот
Резистор	1.8 кОм	1		В блокнот
Резистор

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:

Серийные лампы накаливания или галогенные.
Люминесцентные или энергосберегающие лампы.
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!

Пару недель назад была собрана светодиодная панель для комнатного освещения и было решено собрать к нему акустический выключатель и сегодня я хочу рассмотреть пожалуй самую простую схему акустического выключателя.

Схема была найдена на одном из буржуйских сайтов и незначительным образом переделана. Устройство позволяет хлопком включать и выключать цепи питания. Я намерен его использовать для включения света. Устройство достаточно чувствительное благодаря двукратному усилителю на маломощных транзисторах. На хлопок реагирует на расстоянии в 5 метров от микрофона. Все детали были заменены на отечественные.

В микрофонном усилителе использованы отечественные транзисторы серии кт 315 с любой буквой или индексом. В окончательном каскаде применен мощный транзисторный ключ на биполярном транзисторе серии кт 818, все остальные детали как в оригинальной схеме. Из цепи можно исключить реле и на его место подключить нагрузку, но это лишь в тех случаях, когда нужно управлять нагрузками с питанием до 12 вольт, если нужно управлять нагрузками с питанием от сети, тут уже без реле не обойтись. В момент хлопка микрофон принимает волну, и как сигнал подается на усилитель мощности, которые поочередно усиливают полученный от микрофона сигнал. Усиленный сигнал поступает на базу ключа, его величина достаточна для срабатывания транзистора, и в этот момент открывается переход транзистора и проводит ток, который питает подключенную нагрузку или реле.

При сборке соблюдайте все номиналы деталей, даже незначительный уклон может привести к ненормальной работе выключателя. Устройство реагирует не только на хлопки, но и на низкочастотные шумы (мощные басы и т,п).

Диапазон питающих напряжений от 4 – х до 16 вольт, питайте только от стабилизированных источников постоянного напряжение и не в коем случае не используйте импульсные источники питания, с ними устройство не заработает!

Для пробной версии устройство было выполнено навесным монтажом, потом будет перенесена на плату, главное, что все работает без отказов.

Акустические выключателипредставляют устройства, которые способны дистанционно замыкать электрическую цепь от резкого или громкого звука, к примеру, хлопка в ладоши. При помощи них можно включать свет, телевизор, музыкальный центр или любое иное электрическое устройство. Это очень удобно, ведь не нужно совершать лишних движений кроме хлопка ладонями или громкого голоса. Тем не менее, наибольшее распространение получили именно световые выключатели, которые дистанционно включают и выключают свет. Благодаря таким изделиям нет необходимости в темноте искать электрическую фурнитуру, чтобы в помещении стало светло.

Виды

Акустические выключателимогут иметь разновидности:

Устройства, которые реагируют на хлопки и их количество. Они могут срабатывать только на один или два хлопка в зависимости от того, как они запрограммированы.
Реагирующие на голос или определенную команду. Это могут быть стандартные фразы в виде слов: «свет зажгись», «включить» и так далее. Но могут быть и нестандартные варианты, когда владелец жилища устанавливает собственные варианты, которые нельзя предугадать. К примеру, кодовое слово в виде заклинания «авада кедавра» или иного волшебного упоминания. Это очень удобно, прагматично и даже весело. Однако подобные выключатели стоят существенно дороже обычных.
Комбинированные устройства, которые реагируют на несколько параметров. Это могут быть комбинации со звуковыми, световыми, а также датчиками перемещениями. К примеру, подобные выключатели часто устанавливаются в подъездах многоэтажных домов. Они запрограммированы так, что при дневном свете они просто не включаются. В ночное же время они включаются от звука.
Акустические приборы для слаботочных систем. Например, хлопком можно подключать видеокамеру либо передавать требуемую команду охране объекта.

Устройство

Самый простой выключатель включает в себя следующие основные элементы:

Электронный микрофон . Этот элемент улавливает звук определенного уровня.
, он устанавливается в цепь микрофона. Подбором емкости конденсатора регулируется чувствительность микрофона. Выключатель можно настроить на громкий голос или хлопок требуемого диапазона.
Усилитель на . Данные элементы позволяют в несколько раз усилить звук, который поступает на микрофон. В результате выключатель может функционировать даже при незначительном хлопке. усиливает и генерирует электрические колебания.
, которая подсоединяется к коллектору транзистора и замкнута на сеть освещения. В результате транзистор управляет , которое замыкает или размыкает контакты.

Принцип действия

Акустические выключателиработают по следующему принципу:

Человек хлопает в ладоши или произносит фразу.
Звук улавливается микрофоном, который находится в устройстве выключателя.
Микрофон преображает звук в электрический сигнал в виде напряжения определенной частоты.
Напряжение усиливается схемой, после чего направляется на мощный транзистор, затем попадает на катушку реле.
По катушке идет ток, вследствие чего втягивается магнитный сердечник. В результате силовые контакты реле в электрической цепи замыкаются. Электрический ток поступает на осветительный прибор и появляется свет.

Некоторые акустические выключатели настроены так, что они работают постоянно. То есть человек хлопнул в ладоши, включив свет. Он выполнил свои дела и решил лечь спать. Все это время свет горел, в постели человек хлопает еще раз и свет выключается.

Но в ситуациях, когда необходимо экономить электричество, акустические приборы работают по иному принципу. Он выключает подачу электроэнергии через определенный промежуток времени. Временной отрезок определяется емкостью конденсатора, в котором постепенно теряется уровень напряжения. Это ведет к пропаданию тока в источнике света. При подборе параметров конденсатора можно установить требуемое время, через которое свет будет отключаться.

Применение

Акустические выключателиприменяются повсеместно. Их часто монтируют в подъездах жилых домов, лифтах и на лестничных площадках. Благодаря таким устройствам удается экономить значительное количество электроэнергии. Выключатели позволяют модернизовать ранее применявшиеся светильники, они добавляют им экономическую составляющую. Подобные выключатели с успехом используются и в бытовых условиях, различных отраслях промышленности, охранных структурах и так далее.

В условиях нашей страны приборы управления освещением часто монтируются на достаточно высоком расстоянии от пола. Для взрослых это удобно, однако маленькие члены семьи испытывают значительные неудобства. Благодаря акустическим приборам маленькие дети могут простым хлопком включать свет в помещении.

Будут удобны подобные приборы и для инвалидов, к примеру, больных с переломом позвоночника, прикованных к постели, или колясочников. К тому же акустические устройства могут использоваться в качестве сигнальной системы, чтобы позвать на помощь. Так, небольшое усовершенствование прибора позволяет ему подавать и звуковой сигнал. Сегодня же акустические приборы становятся элементами систем управления под наименованием .

Как выбрать

При выборе следует выяснить, с какой целью покупаются акустические выключатели, и где они будут применяться. Для домашнего использования нужны одни виды устройств, для подъезда, гаража или промышленного объекта совершенно другие. К примеру, в разных местах разный уровень внешнего шумового фона. Это значит, что для дома нужен прибор, настроенный на одну величину звука, а для шумного промышленного объекта – устройство с другой величиной. В противном случае акустический прибор будет постоянно срабатывать или не работать вовсе.
Существуют акустические выключатели, которые реагируют лишь на хлопки руками. Они выполнены так, что у них нет ложных срабатываний на различные посторонние звуки. Включить свет при установке подобного выключателя можно будет только хлопками в ладоши. К тому же в комнате можно установить до четырех указанных устройств, которые будут реагировать на различное количество хлопков. К примеру, телевизор будет отвечать лишь на два хлопка, вентилятор – на три и так далее. Единственное, хлопки будет нужно выполнять подряд.
Перед приобретением прибора стоит посмотреть, сколько на люстре стоит лампочек, как выполнено подключение. Если одна, либо несколько с параллельным подключением, то можно купить выключатель с одной клавишей. При наличии большого числа лампочек и нескольких каналов потребуется прибор с большим числом клавиш.

Нестандартное применение

С учетом последних достижений можно голосом или хлопком запустить робота-помощника, который будет выполнять Ваши указания.
В квартире по хлопку можно даже открывать и закрывать шторы на окне. Подобное решение позволит зачаровать гостей и окунуть их в мир волшебства. Для этого дополнительно потребуется приобрести .

Акустический выключатель очень полезная и нужная вещь в хозяйстве, тем более если вы хотите автоматизировать некоторые приборы или освещения в своём доме и добавить креативности в своё жилище! С помощью акустического включателя, можно выключать и включать освещение или использовать его для других приборов, например для электрического чайника или вентилятора.

Данная схема полностью рабочая, налаженная и стабильно работает. В интернете есть много схем подобных устройств, но при их сборке возникает масса проблем с работоспособностью и часть поднимаются длинные обсуждения в конце которых, проблема часто не решается. Ниже представлена сама схема.

Схема питается напряжением от 5 до 9 вольт, так что подобрать источник питания не представит труда. Можно использовать к примеру крону или другие батареи и аккумуляторы. Если вам нужно стационарное питание, то в сети есть множество схем блоков питания, подойдёт даже бестрансформаторный.

Печатная плата сделана под DIP компоненты, но не смотря на это, имеет достаточно компактные размеры и подобрать для неё корпус не составит труда. Скачать печатную плату можно по ссылке:

(скачиваний: 726)

Список деталей для сборки

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:

(скачиваний: 612)

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!))