admin / 21.06.2018

Акустический выключатель света

Акустический выключатель проще простого

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.

В этом проекте мы создадим акустический выключатель, работающий по хлопку. Таким образом, вы можете включить\выключить любой домашний прибор, просто хлопнув в ладоши.

Я специально спроектировал свою схему так, чтобы улучшить её точность и отфильтровывать посторонние звуки. На видео вы можете посмотреть работу готовой схемы акустического выключателя.

Шаг 3: Калибровка потенциометров

Чтобы откалибровать звуковой выключатель, нужно сначала использовать светодиод с наименьшим напряжением, которое вы найдёте в месте LED1. Так делается потому, что низковольтажные светодиоды светятся при низком напряжении, и вы легко заметите свечение, когда произведёте хлопок рядом с микрофоном (я не помню точно, но, кажется, мой синий светодиод работал при напряжении менее 1 Вольта — попробуйте использовать маленькие диоды).

Вторая вещь, которую вам нужно держать в голове — нужно настроить POT2 таким образом, чтобы изначально LED1 (низковольтный светодиод) не горел. Эта калибровка должна быть точной и осуществить её не очень сложно. Суть состоит в том, чтобы изначально подать ток напряжением около 0.7V на первый транзистор, и мы можем сделать это, регулируя POT2. POT1 легко откалибровать. Сначала настройте POT2 так, чтобы LED1 не горел, затем сделайте хлопок недалеко от микрофона и LED1 загорится. Теперь поменяйте значение POT1, настройте POT2 опять таким образом, чтобы LED1 не горел, сделайте хлопок, и вы увидите, что LED1 снова загорелся. Вы увидите разницу в свечении LED1. Нужно настроить POT1 и POT2 таким образом, чтобы свечение появлялось при самых громких и тихих звуках. (POT1 должен быть более 5ком). Как только вы закончили со свечением LED1, переходите к LED2 и POT3. POT3 отвечает за опорное напряжение, сравниваемое с напряжением после усиления с транзистора (LED1). Здесь можно настроить чувствительность устройства, т.е. на каком уровне звука должен срабатывать выключатель. Выход можно увидеть на LED2 — вы разберётесь во всём сами после пары самостоятельных регулировок. Единственное, что я хочу заметить — не стоит калибровать все потенциометры в одно и то же время, т.е. вам нужно изменить значение на одном участке схемы хлопкового выключателя, увидеть разницу, и только затем переходить к другому участку схемы.

Акустические выключатели представляют 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 выключатели могут 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.
  • Конденсатор, он устанавливается в цепь микрофона. Подбором емкости конденсатора регулируется чувствительность микрофона. Выключатель можно настроить на громкий голос или хлопок требуемого диапазона.
  • Усилитель на транзисторах. Данные элементы позволяют в несколько раз усилить звук, который поступает на микрофон. В результате выключатель может функционировать даже при незначительном хлопке. Мощный транзистор усиливает и генерирует электрические колебания.
  • Катушка реле, которая подсоединяется к коллектору транзистора и замкнута на сеть освещения. В результате транзистор управляет реле, которое замыкает или размыкает контакты.

Принцип действия

Акустические выключатели работают 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 выключатели применяются 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 «умный дом».

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 позволить зачаровать гостей и окунуть их в мир волшебства. Для этого дополнительно потребуется приобрести жалюзи с приводом.

Акустический выключатель своими руками


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:
akusticheskiy_vyklyuchatel.zip (скачиваний: 538)

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:
sprint-layout-6.zip (скачиваний: 447)
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! )) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

FILED UNDER : Справочник

Страницы