Акустический (или хлопковый) выключатель - это электронный прибор, которым удобно пользоваться в быту. Он представляет собой устройство для удалённого управления источниками освещения. Включить и выключить освещение можно по хлопку в ладоши за счёт передачи акустическому прибору звукового сигнала. Такое оборудование имеет некоторые особенности, но его возможно собрать и собственноручно.
Применение хлопкового выключателя
Акустический (или хлопковый) выключатель создан для управления электричеством в различных помещениях дистанционно, то есть не прикасаясь непосредственно к тумблеру. Данное приспособление действует по хлопку в ладоши. Помимо источников освещения акустический регулятор может активировать катушки контакторов, преобразователи тока, климатические системы и иное электрическое и электронное оборудование - главное, чтобы хватало мощности.
Акустические выключатели в жилых помещениях
Звуковые выключатели оптимально подходят для сравнительно тихих помещений в доме: спален, библиотек, кабинетов, кладовых, погребов. Установка подобного устройства в спальне позволит вам не вставать с кровати для выключения света после того, как вы почитаете на ночь любимую книгу и удобно устроитесь под одеялом. Чтобы комната погрузилась в уютный, обволакивающий мрак, нужно просто похлопать в ладоши.
Монтировать подобные приборы в шумных местах и помещениях нецелесообразно, поскольку посторонние звуки будут регулярно провоцировать несанкционированную активацию устройства. В связи с этим звуковой выключатель не подходит для офисных и рабочих помещений, для кухонь, столовых и гостиных.
Хлопковый выключатель очень пригодится в быту людям, передвигающимся на инвалидной коляске, также он будет полезен детям. Как правило, в целях безопасности в детских комнатах электроустройства располагают на высоте 1,7 м. Для того чтобы самостоятельно включить или выключить свет, ребёнку приходится вставать на табуретку, а это также небезопасно: малыш может потерять равновесие и упасть. Если вы установите хлопковый выключатель, ребёнок не будет каждый раз к вам обращаться с просьбой включить или погасить свет. Он просто хлопнет в ладоши и от этого свет зажжётся или погаснет.
Освещение межэтажного пространства
При помощи выключателя, реагирующего на хлопок, можно контролировать свет на площадке между этажами. Для этого он должен быть снабжён фотореле. Восприимчивость датчика движения контролируется делителем напряжения с резистором, создающим фотодиод. Если использование датчика движения не принципиально, его можно отключить. Для этого необходимо выставить резистор на самое низкое значение.
При освещении межэтажного пространства можно использовать микросхему К176ЛА7. При её применении автомат активации электричества не дребезжит на верхних и нижних показателях. С помощью электретного микрофона принимается акустическая волна и трансформируется в электрический импульс. Затем за счёт применения трехэлектродных транзисторов импульс принимают логические участки микрочипа, производящие сигнал продолжительностью до 10 секунд. В эти 10 секунд лампа находится в активированном, т. е. включённом состоянии. Чтобы её отключить на светлое время суток, нужно подать сигнал с выхода элемента.
Как действует акустический выключатель
Порядок работы хлопкового устройства, весьма прост: первый хлопок включает нагрузку, второй - выключает. Довольно чувствительный микрофон принимает акустическую волну и в форме сигнала подаёт на усилитель мощности звуковой частоты. Далее интенсивный сигнал попадает на базу ключа, величина которого позволяет активировать транзистор. В миг получения импульса базой ключа электронно-дырочный переход транзистора открывается и проводит электрический ток, питающий подсоединённый осветительный прибор либо реле, управляющее нагрузками.
Акустический (звуковой) и хлопковый выключатель - это не совсем одно и то же. Акустический (звуковой) датчик срабатывает на любые звуки и шумы, а хлопковый - только на хлопки в ладоши. Таким образом, можно сказать, что хлопковый выключатель является разновидностью акустического (звукового).
http://zametkielectrika.ru/xlopkovyj-vyklyuchatel/
Технические характеристики устройства, работающего по хлопку
Выключатели света, активирующиеся звуками от хлопков, можно найти в продаже или сделать самостоятельно. Рассмотрим прибор «Экосвет-Х-200-Л», выпускаемый белорусской фирмой «Ноотехника». Он обладает следующими техническими характеристиками:
- мощностью нагрузки - до 300 ватт;
- силой звука - 30–150 децибел;
- напряжением сети - 220 вольт.
В комплект кроме непосредственно выключателя входит коробка и инструкция по монтажу. Цена данного выключателя в сравнении с аналогичными приборами других изготовителей является вполне демократичной. Выключатель выпускается в защитном корпусе класса IP-30. Работать он может при температуре от -20 о С до +40 о С. Такое устройство сочетается фактически с любыми светильниками: галогенными, люминесцентными, энергосберегающими, LED и стандартными лампами накаливания. Размер устройства - не более спичечного коробка, поэтому его легко разместить в основании любого источника света. Крепится выключатель с помощью двустороннего строительного скотча или саморезов.
Составляющие компоненты звукового выключателя
Смонтировать акустический выключатель можно и самостоятельно. Приведём пример с использованием в микрофонном усилителе транзисторов КТ315 отечественного производства. В финишном каскаде применяется транзисторный ключ большой мощности на биполярном транзисторе КТ818. Если предполагается управление лампами с питанием выше 12 вольт, то в цепи необходимо реле. Если предполагаемые нагрузки меньше данного значения, то реле можно вычеркнуть. Медные провода соединяются при помощи клемм Wago 222, имеющих свои плюсы и минусы.
Плюсы клеммников Wago:
- быстрота, аккуратность и лёгкость соединения проводов;
- электробезопасность;
- отсутствие необходимости использовать специальный инструмент электрика;
- надёжность;
- эстетичность и красота.
Минусы клеммников Wago:
- высокая цена;
- не слишком удобное расположение гнёзда.
Схема подключения и установка хлопкового выключателя
Ниже представлена схема монтажа акустического прибора «Экосвет-Х-300-Л» в источник света с двумя компактными люминесцентными лампами, подключённый в текущий момент к одноклавишному тумблеру.
- Провода белого цвета подсоединяем к сети 220 В без жёсткого соблюдения полярности. К проводам чёрного цвета подключаем нагрузку - две компактные люминесцентные лампы.
К проводам чёрного цвета подключают нагрузку
- Соединяем провода белого цвета с фазой и нолём, которые приходят на источник света с распределительной коробки через подключённый в настоящий момент одноклавишный выключатель.
Провода белого цвета подсоединяют к сети 220 В
- Провода чёрного цвета подсоединяем непосредственно к лампам осветительного прибора, подключённым параллельно друг другу.
Провода чёрного цвета подсоединяют к лампам осветительного прибора
- Временно отключаем имеющийся одноклавишный выключатель.
- Выставляем нужную нам силу звука посредством настройки регулятора восприятия. Настраиваем его так, чтобы датчик срабатывал от не слишком сильного, но и не чересчур слабого хлопка. Если нужно хлопать очень сильно, то можно отбить ладони. Если же датчик будет реагировать на слишком слабые хлопки, то повысится риск ложных срабатываний.
Датчик на приборе настраивают с помощью регулятора восприятия
Принцип работы диммерного акустического выключателя
Для диммерного включения электричества применяется оптико-акустический выключатель. Он действует следующим образом:
- Звуковой сигнал (в нашем случае это хлопок) поступает на чувствительную мембрану микрофона. Там звук конвертируется в электрический импульс. При проходе через операционный усилитель мощность импульса увеличивается и осуществляется зарядка конденсатора. При достижении зарядом большей величины, чем на ёмкости, происходит переключение компаратора. Ноль при этом на выходе заменяется импульсом от логического участка.
- Такая цепочка последовательно активируется в выключателе после получения акустического сигнала от микрофона. Затем запускается транзисторный генератор, направляющий электрические импульсы, и открывается симистор. Через него происходит поступление электропитания на источник света.
- Через некоторое время конденсатор теряет уровень напряжения. При этом симистор принимает управляющие электрические сигналы с постоянно увеличивающимся фазовым замедлением, вследствие чего происходит плавное выключение света. При оптимальном подборе номиналов световой источник выключается с паузой до трёх минут.
Испытание акустического устройства
Акустический датчик включения и выключения света испытывается на вероятность активации от любых резких звуков и шумов, кроме хлопков. В качестве подопытного прибора рассмотрим выключатель Claps Max отечественного производства. Проверим, будет ли он срабатывать на звуки - от ударов молотка по доске, включённого гайковёрта, лобзика и болгарки, цоканья отвёртки по металлу. Такие звуки могут спровоцировать активацию устройства.
Видео: испытание акустического выключателя Claps Max
В нашем варианте устройство не сработало ни на звук от включённых электроинструментов, ни на стук молотка, ни на цоканье отвёртки. При этом оно продолжало отвечать на хлопки в ладоши. Это можно назвать отличным результатом.
Самостоятельную сборку и монтаж акустического (или хлопкового) выключателя следует производить с соблюдением норм техники безопасности. После испытания прибора на восприимчивость можно внести коррективы в его настройки.
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.
Данные устройства:
- Электропитание подается от стандартной сети с напряжением 220 Вольт.
- Максимальная общая мощность потребителей не превышает 300 Ватт.
- Разброс регулирования звука в рамках 30 – 150 децибел.
- Допустимый температурный режим: от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля.
- Класс защиты корпуса - IP30.
В сети применяются разнообразные светильники:
- Лампы накаливания и галогенные источники света.
- Энергосберегающие или люминесцентные лампочки.
- 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:
«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.
Попросила жена сделать акустическое реле, что-бы включать и выключать свет в помещении хлопком. Посмотрел несколько схем, собрал на макетной плате и в итоге остановился на этой схеме, показавшей наиболее хорошее качество и надёжность работы.
Схема управления светом по хлопку
В схеме используется электретный микрофон, а не пьезоизлучатель, как это часто бывает, что для меня удобнее. Для начала нарисовал печатную плату. Её файл вы можете .
Исходя из тех радиодеталей, что были в наличии, протравил и спаял, получилось вот как-то так:
Далее самое трудное - корпус. Недавно старый холодильник выкинул, а пластиковые полки оставил, вот они и пригодились. Нарезал заготовки для будущей коробочки. Размеры 90-65-30 мм. Конечно если поставить планарные детали и импульсный блок питания, устройство получится меньше раза в три.
Используя дихлорэтан склеил коробку.
Для питания звукового выключателя использовал БП-адаптер от активной антенны 12 В 0,1 А. Вы можете взять любой другой, с примерно такими же параметрами.
Видео - акустическое реле
Испытания показали, что ложные срабатывания иногда всё-таки есть, но только от резких коротких звуков. Неподалёку телевизор работает достаточно громко, но именно от него срабатываний не заметил. Конструкцию с радиокота собрал и повторил iveko .
Обсудить статью ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ СВЕТА ПО ХЛОПКУ
В наше время становится популярным дистанционное управление освещением . Для этого можно использовать звуковой или хлопковый выключатель. Если звук достаточно интенсивный, равный по силе хлопку в ладоши, происходит включение или отключение света. Если раньше подобные электрические схемы собирали радиолюбители, сейчас устройство можно купить во многих магазинах электротоваров.
Модель хлопкового выключателя
Схемы подключений
Простейшее устройство, которое делают своими руками, работает от микрофона, с усилением сигнала в несколько раз. Одна из таких схем приведена на рисунке ниже. Все компоненты легко доступны.
Схема работы хлопкового выключателя
Усилитель состоит из двух транзисторов (КТ315). Сигнал с микрофона (М) проходит через них, усиливается и поступает на базу мощного транзистора (КТ 818). Он управляет реле (Rel1), замыкающего или размыкающего свой контакт в цепи питания лампы или другой нагрузки: кондиционера, вентилятора и др. Чувствительность прибора составляет 4-5 м, что достаточно для бытовых помещений. Звук, подаваемый периодически, поочередно обеспечивает подключение и отключение нагрузки от сети.
Схема является одной из самых простых, тем более что микрофон можно взять из старого магнитофона или телефона. Распространен электретный микрофон. Один вывод у него соединен с корпусом (минус). Его несложно прозвонить и найти. Потребление энергии у прибора незначительное, а подаваемое напряжение составляет 3,5-16 В.
Вместо реле можно подключить светодиодную лампу небольшой мощности, которая будет основной нагрузкой. Тогда в схеме не будет механических частей, и надежность ее повысится. Лампочка вполне подойдет для ночника, освещения бытового помещения, а также комнаты, где ночью трудно сориентироваться, а основной выключатель найти сложно.
Приведенная схема выключателя слишком проста. Можно собрать своими руками более совершенное и надежное устройство на тринисторах.
Схема подключения хлопкового выключателя на тринисторах
Основой является триггер из тринисторов (V2), (V3) и транзисторный ключ (V4). Триггер подключен к делителю напряжения из микрофона (В1) и резистора (R8). Ключ управляет лампой (Н1). Питание триггера производится через диод (V9) и резисторы (R9), (R10). Напряжение выравнивается с помощью конденсатора (С7) и стабилитрона (V1).
Устойчивое состояние триггера будет, когда один из тринисторов включен, а другой – выключен. Когда подается звуковой сигнал от микрофона, на делителе напряжения появляется импульс, переводящий триггер в другое состояние. При этом лампа или включится, или выключится.
Мощность нагрузки выключателя составляет около 100 Вт. Если ее надо увеличить, берутся диоды (V5-V8) мостовой схемы более мощные, а тринисторы устанавливаются на радиаторы.
Освещение лестничной площадки
Для межэтажного освещения целесообразно использовать акустический датчик с фотореле.
Схема выключателя, совмещённого с фотодатчиком
Фотодиод (VD1) образует делитель напряжения с резистором (R2), образующим с ним делитель напряжения и позволяющим регулировать чувствительность датчика. Если фотодатчик не нужен, его отключают, установив резистор (R2) на минимум.
Схема базируется на микросхеме К176ЛА7, элементами которой являются D1.1-D1.4. D1.1 и D1.2, они предназначены для устранения дребезга автомата включения света при пороговых значениях освещенности.
Звуковой сигнал улавливается электретным микрофоном и преобразуется в электрический. Затем он усиливается биполярными транзисторами и подается на логические элементы (D1.3) и (D1.4), вырабатывающие импульс продолжительностью около 10 сек. В течение этого времени лампа освещения (La1) остается включенной. В дневное время лампа отключается управляющим сигналом, поступающим с выхода (4) элемента (D1.2).
Автоматический плавный выключатель
Выключатель служит для плавного включения света от сигнала аналогового микрофона на заданное время.
Схема работы плавного акустического выключателя
Звук поступает на микрофон, преобразуется в электрический сигнал и усиливается, проходя через операционный усилитель (DA1.1), заряжает конденсатор (С6). Когда заряд становится больше, чем на емкости (С7), компаратор (DA1.2) переключается, и на его выходе вместо нуля появляется сигнал логической единицы. В результате запускается генератор на транзисторе (VT1), он подает импульсы, открывающие симистор (VS1), через который подается питание на лампу (EL1).
Через определенное время напряжение на конденсаторе уменьшится. По мере его снижения на симистор поступают управляющие импульсы с возрастающей фазовой задержкой, вызывая плавное выключение лампы.
Подобрав номиналы (С6) и (R5), можно включать лампу до 3 минут.
Производители
Хлопковый выключатель “Экосвет”
Снижение цен на электронику делает нецелесообразным изготовление акустических выключателей света своими руками. Выключатель “Экосвет” работает со всеми видами ламп на 220 В. Технические характеристики:
Устройство крепится саморезами за крепежные лапки. Принцип работы заключается во включении и отключении нагрузки по одному хлопку. Выключатель не следует располагать в помещениях, где может присутствовать посторонний звук. Допускаются ложные срабатывания, несмотря на то, что он настроен преимущественно на хлопки.
“Экосвет” подключается к сети 220 В по схеме подключения плавного акустического выключателя, изображенной на рисунке выше. При этом видно, что он связан с обычным выключателем, который нужен для того, чтобы обесточить схему и вывести ее из работы.
Схема подключения хлопкового выключателя “Экосвет”
Выключатель “Claps”
Современная модель выключателя “Claps” – это одна из новых разработок, где звук обрабатывается микропроцессором. Устройство настроено на несколько хлопков и не реагирует на другой посторонний звук. При этом обязательным условием для включения или отключения света является подача сигналов подряд. В одном помещении можно устанавливать несколько таких выключателей, реагирующих на определенное количество хлопков. Для этого на электронной плате устройства нужно установить перемычку в определенное положение. Таким образом, подавая нужное количество равномерно следующих друг за другом сигналов, можно управлять несколькими приборами, например, источниками света, вентилятором, увлажнителем воздуха, музыкальным центром и другими.
Открывание с помощью электропривода штор хлопками может произвести впечатление на гостей. Устройство управления имеет размеры спичечного коробка и может легко быть спрятанным в корпусе прибора или в подрозетнике выключателя. Под версию “Claps Plug” можно легко приспособить любой бытовой прибор с электрическим шнуром, который будет включаться по звуку.
Хлопковый выключатель “Claps Plug”
Подобное срабатывание лучше защищает от постороннего шума. Этим модель отличается от акустического выключателя. Лампы могут быть любые. По сравнению с предыдущей моделью, цена устройства значительно выше (2450 руб.).
Если в хлопковом выключателе предусмотрено плавное включение нагрузки, то с люминесцентными лампами он работать не будет. Выключатель “Claps” с ними можно использовать.
Принцип работы. Видео
Про принцип работы и схему устройства хлопкового выключателя можно узнать из видео ниже.
При установке и настройке хлопкового выключателя света следует выполнять меры безопасности по работе с электричеством. После установки требуется выставить необходимую чувствительность. Устройства надежно работают в помещениях, где отсутствует посторонний звук. Можно также предусмотреть переключение на работу от обычного выключателя.
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 1: Объяснение схемы
Обработка сигнала, осуществляемая в схеме, объясняется на картинке.
Поступающий сигнал проходит 4 стадии обработки:
- На первом этапе поступающий сигнал усиливается.
- На втором этапе компаратор накладывает на усиленный сигнал пороговое значение и сравнивает их, удостоверяясь, хлопок это или нет.
- На третьем этапе импульс с компаратора конвертируется в долгий импульс, это полезно для уменьшения шумов при хлопке.
- На четвёртом этапе наш сигнал сначала включает светодиод, а на следующий раз выключает его. Это происходит посредством десятичного счётчика и его сбросом на Q2. Q0 остаётся пустым, к Q1 подключается светодиод\реле.
Q0, Q1, Q2 — это выходы десятичного счётчика, посмотрите спецификацию к 4017. На первый счет, поданный на 4017, выход приходится на Q0, на следующий счет выход переходит на Q1 и так далее.
- POT1 = используется для подачи напряжения на микрофон
- POT2 = используется для начального смещения транзистора
- POT3 = используется для задания опорного напряжения на компаратор
Шаг 2: Создание схемы своими руками
Вещи, которые вам понадобятся для создания выключателя света по хлопку:
- Потенциометры — 100K, 20k * 2шт
- Светодиоды * 3шт
- BC547 * 2шт
- Реле 12v
- Резисторы 160k, 470 * 3шт, 1k, 22k
- Конденсаторный микрофон
- LM358
- NE555
- CD4017
- Выключатель
- 12v адаптер/батарея
- Макетная плата
- Основа интегральной микросхемы (IC base) — 2×8 пин, 1×16 пин
- Конденсатор 100nF (104)
- Конденсатор 10uF (любое напряжение)
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.