Artellie.ru

Дизайн интерьеров
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип действия, устройство и схема акустического выключателя

Принцип действия, устройство и схема акустического выключателя

Акустический выключатель – это устройство, которое замыкает и размыкает цепь от громкого звука или хлопка. Его можно использовать для включения освещения в доме, телевизора, музыкальной аппаратуры и других бытовых приборов. Акустический выключатель делает пользование электрическими устройствами простым и удобным.

Виды звуковых выключателей

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.

  • 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.
  • 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.

Принцип действия

Звуковые выключатели работают следующим образом:

  • человек подает звук для включения (хлопок, фраза);
  • микрофон улавливает сигнал и передает его в виде напряжения на схему;
  • со схемы сигнал отправляется на транзистор, а с него на катушку реле;
  • по катушке начинает протекать электрический ток, из-за чего втягивается сердечник;
  • контакты цепи замыкаются;
  • ток поступает на светильник или бытовой прибор, из-за чего он включается.

Акустические выключатели света могут работать постоянно. Но также можно задать временной интервал, через который свет или прибор отключится.

Технические характеристики

Стандартный прибор имеет следующие параметры:

  • питание от сети 220 В;
  • максимальная мощность всех подключаемых устройств 300 Вт;
  • звук регулируется в пределах 30-150 децибел;
  • диапазон рабочих температур от -20 до +40 градусов;
  • степень влаго- и пылезащищенности IP30.

Работать выключатель может с серийными лампами накаливания или галогенными источниками, светодиодами и энергосберегающими светильниками.

Схема подключения и пошаговая инструкция по установке

Прибор устанавливается на одноклавишном или двухклавишном выключателе. Ставится в разрыв цепи между переключателем и светильником. К белым проводам подключается сеть, к черным – нагрузка.

Если в доме ставится светоакустический выключатель (САВ) по схеме с двумя люминесцентными лампами, порядок действий следующий:

  • подключить провода белого цвета к электросети, черного – к нагрузке ламп;
  • соединить белые провода с фазой и нулем с помощью клемм;
  • подсоединить черные провода к лампам светильника, которые подключены параллельно друг другу;
  • отключить классический одноклавишный выключатель;
  • поставить подходящую силу звука;
  • настроить датчик звука.

Сначала проверяется реакция на хлопки разной громкости. Затем нужно протестировать, как поведет себя переключатель при принятии других звуков (пылесос, электродрель, звонок телефона, стук тарелок). Если устройство реагирует на нежелательный звук, можно отрегулировать чувствительность микрофона.

Диммерный акустический выключатель

Диммирование – это регулировка нагрузки, которую потребляет прибор. С помощью диммеров можно плавно включать свет, регулировать яркости светодиодной лампы или лампочки накаливания. Не применяется для люминесцентной лампы. Также диммерные устройства могут применяться для регулировки температурного режима в утюгах, паяльниках, чайниках и других бытовых приборах.

Читайте так же:
Трансформатор тока для светодиодных светильников

Оптико-акустический выключатель нужен для диммерного включения электричества. Принцип работы микросхемы следующий:

  • сигнал в виде звука попадает на микрофон;
  • звук переводится в импульс;
  • импульс отправляется на микроконтроллер и проходит через усилитель, заряжая конденсатор;
  • достигается заряд большой величины, после чего переключается компаратор;
  • ноль на выходе меняется на импульс;
  • активируется транзитный генератор, который направляет импульсы;
  • открывается симистор, через который проходит питание на светильник;
  • конденсатор теряет уровень напряжения;
  • на симистор подается сигнал с возрастающим фазовым замедлением;
  • плавно включается свет.

Если правильно подобрать все номиналы компонентов, светильник выключается с паузой до 3 минут. Для работы диммера нужна лампа с мощностью не ниже 40 Вт. Напряжение на оптико-акустическом переключателе плавно изменяется в диапазоне от 0 до 220 В.

  • благодаря плавному включению увеличивается срок службы лампы;
  • возможность создания освещения нужной яркости в определенном месте;
  • возможность управления светом с помощью интеллектуальных систем.

К недостаткам можно отнести невозможность размыкать сеть в случае короткого замыкания и отсутствие защитной функции от перегрузок.

Диммеры не рекомендуется использовать для радиоприемников, телевизоров и изделий с импульсным питанием, так как они вызывают помехи.

Как выбрать

Перед покупкой нужно заранее решить, с какой целью покупается акустический выключатель. Приборы для домашнего использования, для гаража, подъезда или улицы разные, так как в каждых условиях свой уровень внешнего шума. Неправильный выбор приведет к тому, что устройство либо не будет срабатывать, либо будет реагировать на любой звук.

Хлопковые выключатели можно установить на 4 прибора. Например, за включение света будет отвечать один хлопок, за вентилятор – два, и так далее. Хлопки нужно делать подряд.

Для люстр с большим числом ламп можно купить переключатель с несколькими кнопками. Такие приборы имеют несколько каналов, и их можно подключить к определенной группе источников света.

Звуковой выключатель – это удобное устройство для включения и выключения света или бытовых приборов. Они могут реагировать на голосовые команды, хлопки и другие заданные звуки. Такие приборы используются в системе «Умный дом», их можно поставить и в обычной квартире.

Как сделать хлопковый выключатель своими руками

Для повышения своего комфорта и упрощения повседневной рутины люди постоянно придумывают новые приборы. Сегодня мы рассмотрим устройство для дистанционного управления полезной нагрузкой, с помощью хлопков. Самодельный хлопковый выключатель пригодится, к примеру, для включения света в тамбуре или кладовой, где обычно поиск нужного выключателя доставляет много неудобств. Для читателей сайта https://samelectrik.ru мы подробно расскажем, как сделать такое устройство своими руками, какие детали для этого нужно подготовить и по какой схеме осуществлять сборку.

Читайте так же:
Схема подключения точечных светильников 220в от выключателя

Схемы сборки

Все хлопковые или акустические автоматы объединяет наличие в схеме микрофона, который нужен для регистрации звука. Также в конструкции предусмотрен усилитель, триггер или реле времени, для управления силовым переключателем.

Схема акустического реле

В данной схеме, работающей от сети 220в, сигнал с электретного микрофона поступает на транзистор VT1 для усиления, далее на узел согласования сопротивления и эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. А затем на компаратор и триггер, собранные на цифровой микросхеме К561ТМ2.

Компаратор необходим для защиты выключателя от акустических помех, он отсекает слишком короткие или продолжительные звуки. Сигнал, который прошел через фильтр, меняет состояние триггера (на включено или выключено), а тот в свою очередь через силовой транзистор, реле и тиристор управляет нагрузкой. В качестве нее может выступать любая лампа, например — накаливания.

Вот похожая по назначению схема сборки самодельного хлопкового выключателя — на интегральном таймере.

Схема акустического выключателя на таймере 555

Для удобства изучения схемы мы выделили на ней основные узлы: усилитель микрофона на транзисторе КТ3102, компаратор на микросхеме ne555, триггер ТМ561 и транзистор КТ3102, который управляет силовым реле.

Не менее интересным будет самостоятельная сборка акустического реле на микроконтроллере Ардуино и готовых модулях к нему, что существенно упростит понимание принципов работы начинающими и позволит точно настроить некоторые параметры работы.

Звуковой автомат на ардуино

Чтобы сделать хлопковый автомат своими руками, необходимо подготовить три платы:

  • Arduino Nano;
  • звуковой модуль;
  • модуль силового реле (обратите внимание, чтобы он был на 5 вольт).

Также необходим компьютер для загрузки прошивки, USB-шнур, блок питания на 5 Вольт (подойдет любая зарядка для телефона). На ПК нужно установить программу Arduino IDE, для прошивки микроконтроллера. Скачать ее можно бесплатно с официального сайта разработчика платы.

Скетч

Скопировав текст скетча (программы) и вставив его в окно Arduino IDE, можно сразу же прошить контролер. Изменяя некоторые параметры и перезаписывая устройство, можно тонко настроить самодельное звуковое реле под себя для стабильной работы. Как видим из схемы, на к контролеру подключено четыре провода: два на питание. Желтый провод, подключенный к контакту 13, предназначен для управления силовым реле. Зеленым отмечен провод управления от модуля микрофона, подключенный к аналоговому входу А0 контроллера.

Микросхема содержит в себе 8 аналоговых входов и 14 цифровых контактов вход/выход. Для нашего проекта мы взяли А0 и D13, так как вместе с ним загорается светодиод на плате Ардуино, и вы сможете наглядно увидеть, когда на релейный модуль подается сигнал.

Скетч Ардуино для изготовления звукового реле: Скетч

Изменяя значение x в строке if(analogRead(Al)>x), мы устанавливаем порог чувствительности, максимальное значение которого — 1024. Внося изменения в строку delay, изменяется промежуток задержки после исполнения скетча. Тем самым устанавливается время готовности к переключению. В дополнение с этим регулируется защитный порог от помех и ложных срабатываний. Кроме того, чувствительность микрофона можно подкорректировать переменным резистором на плате с помощью маленькой отвертки.

Читайте так же:
Уличный светильник провод опора

Настройка звукового реле

Для проверки и настройки схемы, нами была взята плата Ардуино UNO, основанная на базе микроконтроллера ATmega238. При этом подходят и любые другие модели, так как мы не задействуем много пинов платы, а скетч не требует высокой производительности.

На видео ниже наглядно показывается самодельный хлопковый выключатель, который мы собрали по предоставленной схеме:

Видео инструкции

Несколько простых идей позволяющих самостоятельно изготовить акустический выключатель света, предоставлены на видео:

Теперь вы знаете, как сделать хлопковый выключатель своими руками. Надеемся, предоставленные варианты сборки, простейшие схемы и видео уроки были для вас полезными и интересными!

Подключение хлопковых выключателей

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.

Принцип работы

Этот акустический выключатель работает на специальном микроконтроллере, который позволяет отключать свет по хлопку в ладоши. Конечно, такой управляющий прибор можно использовать не только для контроля лампы, но и многих других электрических устройств: вентиляторов, кондиционеров, трансформаторов.

хлопковая модель ЭВ-01Л

Фото — хлопковая модель ЭВ-01Л

Простейший звуковой выключатель состоит из электронного микрофона, в котором установлен предусилитель. Благодаря этой детали, любой звук, который поступает в устройство, в несколько раз усиливается, за счет чего чувствительным элементом воспринимаются даже самые незначительные хлопки. Работа самого усилителя дополнительно контролируется при помощи транзисторов VT1 и VT2. Схема регулируется двумя резисторами R2, для выравнивания сигнала установлены выпрямляющие диоды VD1 и VD2.

схема

Фото — схема

Когда звучит хлопок, сигнал проходит через микрофон и усиливается, после он преобразовывается в электрический импульс. Этот импульс выравнивается за счет выпрямляющих диодов. Звук, по которому загорается свет, контролируется резистором, т. е., если звучание хлопка не превышает предустановленный показатель, то лампочка или другой прибор, подключенный к выключателю, не включится. После выравнивания сигнала на конденсаторе (на схеме обозначен С8) увеличивается напряжение, далее открывается транзисторный ключ VT3.

Отключение и включение света производится за счет поочередной разрядки и зарядки конденсаторов. После полного цикла работы по повторному хлопку резистор и конденсатор С10 разрядится в течение 4 секунд, прибор перейдет в выключенное состояние.

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.

собранный хлопковый контроллер

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.
Читайте так же:
Схема подключения через розетку светильника

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.

Видео: 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:

Акустический выключатель для светодиодной лампы (К561ЛЕ5, КП707В2)

Принципиальная схема акустического реле, которое реагирует если подуть воздухом на микрофон, подойдет для включения электронной свечи. Сейчас в магазинах продается множество различных светодиодных ламп, самых разных форм и конструкций. Вот, одна попалась мне в виде огня свечи.

Но, как бы она не была похожа на свечку, включать и выключать её нужно выключателем. А если сделать такое бесполезное, но интересное устройство, чтобы эту лампу можно было включать спичкой или зажигалкой, а выключать дуновением. вот гости удивятся.

Схема акустического реле

Схема «свечкового выключателя» показана на рисунке. В основе лежит RS-триггер на элементах D1.1 и D1.2. Чтобы лампу Н1 включить необходимо данный триггер установить в единичное положение.

Ну, а чтобы выключить, само собой, установить в нулевое состояние.

С выводом 6 D1.2 связан термозависимый делитель напряжения, состоящий из подстроечного резистора R5 и полупроводникового терморезистора R4 с отрицательным ТКС.

Делитель настраивают резистором R5 так, чтобы в холодном состоянии (при комнатной температуре) напряжение на выводе 6 D1.2 было таким, чтобы ниже порога логической единице, то есть, чтобы элемент D1.2 реагировал на него как на логический ноль.

Если нагревать R4, например, поднеся горящую спичку, паяльник, зажигалку, сигарету, сопротивление R4 станет уменьшаться и напряжение на выводе 6 D1.2 станет расти. Как только оно перевалит за порог логической единицы триггер переключится и транзистор VТ2 включит лампу Н1. После зажигания Н1 источник тепла нужно убрать от терморезистора, и он начнет остывать, а напряжение на выводе 6 D1.2 вернется к логическому нулю.

Читайте так же:
Светильники для подсветки картин с выключателем

Принципиальная схема акустического выключателя для светодиодной свечи

Рис. 1. Принципиальная схема акустического выключателя для светодиодной свечи.

Чтобы выключить лампу Н1 нужно на вывод 1 D1.1 подать единицу или импульс. Здесь датчиком «задувания» является электретный микрофон М1. Если на него подуть, на его выходе появляется переменное напряжение, которое усиливается каскадом на VТ1 и поступает на вывод 1 D1.1.

Режим работы каскада устанавливается подстроечным резистором R2 так чтобы напряжение на его коллекторе было в области логического нуля (2-ЗV), но при обдувании микрофона переменное напряжение на коллекторе переходило в зону логической единицы.

И так, при обдувании микрофона триггер D1.1-D1.2 переключается в нулевое состояние, и лампа Н1 гаснет. Вот и все «колдовство». Теперь подробнее о схеме. Питается схема от электросети через выпрямитель на диодах VD4-VD7 и параметрический стабилизатор R6-VD3. Лампа питается постоянным пульсирующим током. Здесь используется светодиодная лампа, схема которой состоит из светодиодов и источника питания, на входе которого есть мостовой выпрямитель.

Практически, два выпрямителя друг за другом, но на результат это никак не влияет, — схема лампы питается тем же самым постоянным напряжением, что и при непосредственном включении в сеть.

Выходным ключом служит полевой транзистор VТ2. Это отечественный аналог транзистора IRF840. Можно так же вместо него поставить и BUZ90. Недостаток таких транзисторов в большой емкости затвора,что создает импульс тока при изменении логического уровня на затворе, а в результате перегрузка логической микросхемы, сбои в работе триггера. Диоды VD1 и VD2 совместно с резистором R7 устраняют этот недостаток.

Детали

Электретный микрофон неизвестной марки, подойдет любой. Резистором R1 (рис.1) можно регулировать его чувствительность. Терморезистор КМТ-4 номинальным сопротивлением 100 кОм.

Можно использовать любой полупроводниковый терморезистор с отрицательным ТКС (при нагреве сопротивление снижается), номинальным сопротивлением не ниже 10 кОм. Максимальное сопротивление R5 должно быть такое же, или близко номинальному сопротивлению терморезистора. Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5 или зарубежную 4001.

Конструктивно светильник — игрушка собран в корпусе от ночника «Грибок», с которого снят абажур. Схема расположена в подставке. Терморезистор выведен поближе к лампе. Также и микрофон.

Однако, нужно терморезистор расположить так, чтобы на не нагревался от лампы. Впрочем, светодиодная лампа почти не греется. А вот, лампу накаливания использовать не желательно.

Если терморезистор нагреется от лампы схема «зависнет».

Налаживание

Подстройкой R2 устанавливают напряжение на коллекторе VТ1 около 2V. Подстройкой R5 устанавливают порог включения лампы. Затем, после того как терморезистор остынет, нужно подуть на микрофон, как при задувании свечи. Если лампа не погаснет нужно немного увеличить постоянное напряжение на коллекторе VТ1 подстройкой R2.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector