Выключатели, которые реагируют на хлопок, ещё называют акустическими или звуковыми, поскольку замыкание цепи происходит при воздействии на чувствительную мембрану приёмника сигнала резкого громкого звука. Несколько лет назад их можно было наблюдать в модных зарубежных кинолентах, а о возможности установки в своём доме оставалось только мечтать. Проблема — в высокой цене, но при сборке из отдельных радиодеталей цена всей системы будет небольшой. Поэтому многие рассматривают вариант конструирования хлопкового выключателя своими руками.
Применение
Использование прибора допустимо с разными видами ламп, включая:
- светодиодные,
- галогенные,
- энергосберегающие,
- накаливания,
- люминесцентные.
Чтобы устройство работало, необходимо обеспечить условия: сеть с напряжением 220 В, максимальную величину суммарной мощности освещения до 0,3 кВт и температурный диапазон в помещении от 20 °C мороза до 40 °C тепла. Большинство моделей выключателей акустического типа имеют габариты примерно 3х5 см с толщиной до 2 см, что примерно равно спичечной коробке. Это позволяет устанавливать устройство с любым видом светильников и люстр. ВниманиеНеобходимо для исправной и адекватной работы обеспечить тишину в помещении. Поэтому в шумных или общественных местах использование вызовет эффект светомузыки с частым мерцанием. Чаще всего применяется подобное решение для организации освещения в подвалах, кладовых, длинных коридорах или проходных комнатах с несколькими выходами. Тогда не нужно будет устанавливать выключатель возле каждой двери или монтировать сложные перекрёстные схемы для управления освещением с нескольких точек. Особенность акустического выключателя — в его автономности, поскольку дополнительной проводки, как для классических настенных устройств механического или сенсорного типа, не потребуется. Очень удобно оборудовать ими детские, спальни, так как для выключения света не потребуется ставать с кровати, не нужно выводить дополнительный выключатель к кровати или оснащать его пультом, что значительно дороже за счёт сложности и цены «умных» приборов. Если в семье есть маленькие дети, то чтобы они не баловались со светом, такие выключатели будут им недоступны. Дополнительно организовывается защита, так как контакт с электропроводкой сведётся к минимуму.
Виды устройств управления светом
Можно встретить различное исполнение акустического выключателя, начиная с встраиваемых миниатюрных моделей, заканчивая изделиями с декоративным коробом для наружного крепления. Для оборудования «умных» домов разработаны целые линейки, но по принципу работы их все относят к таким категориям:
- со звуковым датчиком и индикатором движения,
- акустические,
- хлопковые.
Первый тип сложнее в исполнении и сборке, что определяет и высокую цену. Однако при работе будут отсеиваться различные звуки, на которые не будет выполняться замыкание цепи. В акустических системах для активации применяются голосовые команды. В блок памяти вносится набор команд, которые обрабатываются логическим аппаратом и программным обеспечением. Цена их сравнительно высокая. ВажноХлопковые изделия настраиваются на реагирование при определённом количестве и частоте хлопков. Категория считается дешёвой в группе звуковых выключателей, может собираться начинающими радиолюбителями. Для самостоятельной сборки необходимо выбирать простые схемы, поскольку часто сложные будут обходиться дороже, чем готовые фабричные.
Тип «вилка-розетка»
Отличается по назначению и выполняемым функциям. Если акустические выключатели для контроля над освещением используются для монтажа в электрическую цепь светильников, то приборы «вилка-розетка» применяются для любых бытовых приборов. Принцип действия — реакция на хлопки, что приведёт механизм в действие и замкнёт контакты. На подключённой через такой выключатель вилке появится напряжение в цепи конкретного прибора. Вид устройства должен соответствовать таким характеристикам:
- для организации управления группой приборов через удлинитель – система CLAPS EXT,
- при установке на нескольких гнёздах розетки – оборудование типа CLAPS PLUG,
- серия CLAPS — для одиночного прибора,
- суммарная мощность нагрузки не должна превышать 1,1 кВт,
- напряжение в линии приборов или освещения – 220 В.
В корпусе
Такие приборы выпускаются в отдельном пластиковом корпусе, которых скрывает плату с набором электроэлементов, защищает внутреннюю начинку от попадания влаги и загрязнений, пыли. Характеристики:
- напряжение – 220В,
- класс защиты корпуса — IP-30,
- диапазон регулирования мощности звука — 30–150 дБ,
- суммарная мощность подключаемых приборов — 300 Вт.
Для монтажа такого выключателя потребуется продумать метод фиксации на осветительный прибор: прикручиванием к потолочному перекрытию на саморезы, приклеиванием на двухсторонний скотч или клей (жидкие гвозди) и т. п. Габариты прибора составляют примерно 4х5 см с толщиной до 2 см, возможен скрытый монтаж.
Без корпуса
Имеют вид печатной платы с множеством деталей, которые не закрыты от внешней среды. Это делается, когда выключатель должен монтироваться в подготовленную нишу, причём независимо от метода фиксации. Кодовое название категории бескорпусных выключателей указывается, как CLAPS MAX Free. СоветСреди преимуществ подобного выполнения детали — большая компактность, удобство монтажа. Технические требования к сети и границе нагрузок — как для устройств с корпусом.
Принцип работы
Прибор состоит из датчика, который должен реагировать на звук. Среди современного оборудования для радиоэлектроники лучше всего с такой задачей справляется только микрофон, размер которого может быть миниатюрным. Достаточно установить пластичную мембрану, которая будет в результате попадания сферической звуковой волны создавать колебания. Внутри микрофона после мембраны идут катушка и магнит, причём здесь нужно добиться движения этих элементов относительно друг друга. Тогда создаётся эффект электромагнитной индукции, который генерирует в цепи устройства электрический импульс. Из-за множества деталей, например, транзисторов или тиристоров, выполняется каскадное многократное усиление импульса до той величины, которая способна активировать электрическую схему хлопкового включателя и замкнуть контакты в линии с электроприборами или освещением. Реализация простая, труда не составит для мастера, однако новичкам необходимо пользоваться схемами и рекомендациями по сборке электросхем. В качестве микрофона может использоваться микрофон со старых телефонов, гаджетов и других приборов.
Схемы сборки
В зависимости от функционала и опций хлопкового выключателя может быть много разных схем сборки. Самая простая:
- Для получения сигнала (нескольких хлопков нужной громкости и частоты) применяется микрофон.
- Передачей через каскад из деталей выполняется усиление сигнала.
- Посредством компаратора на сигнал после усиления накладывается проверка по пороговому значению, чтобы отсеять шумы или посторонние звуки.
- Для превращения сигнала в электрический импульс требуется его трансформация через конвертацию в длинный сигнал посредством компаратора.
- При первом попадании в цепь выключателя на схеме будет засвечиваться светодиод при соответствии сигнала нужному хлопку. Это выполняется подведением к обнуляющемуся десятичному счётчику реле или светодиода.
Фото схем:
Установка устройства
Монтаж прибора возможен в клавишном выключателе с получением питания от бытовой сети:
- Из распределительной коробки выходит нулевой провод для подключения к лампе, а фазный – к самому выключателю.
- Акустический прибор должен устанавливаться в разрыв цепи между выключателем и коробкой. В корпусе светильника монтируется контроллер устройства.
- Ситуация с наличием двух пар проводов на выключателе встречается часто. Нужно определить те, по которым подаётся питание (фаза), а к нулю будут подсоединяться нагрузки – бытовые приборы или освещение.
При такой фиксации прибора должна выполняться обмотка или крепление в клеммах выключателя, поскольку пайку применить невозможно.
Как сделать своими руками на Аttiny13 220 В?
Для сборки прибора потребуются:
- реле,
- микрофон,
- attiny13 контроллер.
Будет использоваться такая схема подключения блоков:
- 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.
- С верхней левой ножки контроллера выполняется подведение контакта к левому выходу микрофона и клемме батареи со знаком «+».
- Соединить вторую справа верхнюю лапку контроллера с правым контактом микрофона.
- Самая правая верхняя лапка контроллера припаивается через сопротивление ко второй свободной лапке светодиода, чтобы замкнуть цепь в устройстве.
- Сборка завершена.
Аналогичную функцию вместо светодиода может выполнять реле таких же параметров. ВниманиеЧтобы 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. Внося в код собственные параметры, можно подкорректировать принцип работы самодельного акустического выключателя. Чаще всего устанавливается задержка между хлопками примерно 1–2 секунды, чтобы отсеять другие шумы. Акустические выключатели — всё ещё роскошь. Они не настолько популярны, объёмы производства массового характера не носят. Поэтому цена всё ещё «кусается». Но из ситуации можно просто выйти – собрать хлопковый выключатель собственными руками. При базовых навыках и знаниях, используя контроллер attiny13, можно сделать всё быстро, с малыми расходами.