Oncool.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Умные выключатели по хлопку

Акустические выключатели. Устройство и работа. Применение

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.

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. Мощныйтранзистор 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.
Читать еще:  Двухполюсный автоматический выключатель с пломбировкой

Обзор “умных” выключателей света

  • Количество выключателей
  • Выключатель на пульте ДУ
  • Выключатель с датчиком движения
  • Выключатель с задержкой
  • Выключатель с таймером
  • Выключатель для лестницы
  • Выключатели под управлением Wi-Fi
  • Особенности умного выключателя
  • Где купить
  • Заключение
  • Видео по теме

Вопрос о том, как выбрать лучший выключатель/включатель света, с каждым годом становится все труднее, потому что предложение даже таких простых электрических аксессуаров постоянно расширяется. Причем некоторые их возможности несколько лет назад были совершенно немыслимы, которые даже не приходило в голову реализовать на практике. В свою очередь, другие решения уже считались ушедшими навсегда, а тем временем они вернулись и стали актуальными.

Количество выключателей

Многие могут вспомнить ситуацию, когда по центру потолка большого зала висит огромная люстра. Как правило, на ней установлено несколько лампочек, потребляющих огромную мощность для освещения всего помещения. Впрочем, свою задачу она выполняет недостаточно эффективно, поскольку свет распределяется неравномерно по комнате, а максимально концентрируется под своим источником. Такая проблема решается монтированием нескольких ламп, расположенных на равномерном расстоянии друг от друга. Причем включать их можно по отдельности.

Такая практика приводит к необходимости установки нескольких или даже около дюжины автоматических выключателей, что, очевидно, нецелесообразно. Однако при этом можно заменить одинарный на двойной, что широко применяется в течение многих лет. Тройные выключатели появились позже всего и позволили управлять тремя источниками света с одной коробки.

Они позволяют достаточно комфортно контролировать электрическое освещение. Однако многим нравится, когда управление этим процессом максимально простое (а еще лучше, когда выключение можно провести дистанционно). Собственно, производители для этой цели предлагают несколько решений в виде умных выключателей света, которые будут рассмотрены ниже.

Выключатель на пульте ДУ

Умный выключатель с дистанционным управлением позволяет удобно управлять работой отдельных точек освещения. Важно отметить, что большинство выпускаемых в настоящее время автоматических выключателей на пульте дистанционного управления также могут работать с электрическими розетками. Тогда большая часть электрической сети может управляться с одного устройства (к модели можно подключить до нескольких десятков точек). Выключатель света на пульте дистанционного управления — это также отличное средство экономии энергии. Технически дистанционный выключатель света может функционировать через Wi-Fi или же напрямую через радиоканал.

Как показывают многие опросы, свет часто остается включенным только потому, что для его отключения потребуется прервать текущее действие. Благодаря выключателям освещения, управляемым с пульта, эта проблема решается просто.

Недостаток этих моделей такой же, как и преимущество — управление ими осуществляется пультом ДУ. Который, в свою очередь, имеет свойство теряться, а батарейка для его питания разряжаться.

Выключатель с датчиком движения

Выключатель света с датчиком движения — еще один способ сэкономить деньги, избежать лишних телодвижений и обустроить свой умный дом. За счет наличия датчика свет включается автоматически при выполнении двух условий: низкая интенсивность освещения в комнате и обнаружение движения.

Стоит отметить, что для людей, которые держат животных дома, подойдут умные выключатели с нереактивными датчиками. Благодаря специальной технологии, кошка, гуляющая ночью, или бодрствующая собака не сможет активировать автоматический выключатель. Это уже современное решение, которое можно расширить еще большим количеством возможностей.

Недостаток этих устройств скрывается в датчике движения. Если он относительно низкого качества, то может не сработать и свет погаснет в ненужный момент.

Выключатель с задержкой

Такой умный выключатель света будет запускаться, только если движение в комнате длится, например, более 5 секунд. Это позволяет избежать коротких запусков источников света, когда это не является действительно необходимым.

Многие такие модели предусматривают возможность регулировать время задержки. Поэтому всегда можно настроить выключатель в соответствии со своими требованиями. Это важно, потому что функциональность этих типов решений варьируется в зависимости от комнаты и индивидуальных ожиданий пользователей.

Выключатель с таймером

Эти модели работают не так, как автоматические выключатели с задержкой. Фактически они представляют собой комбинацию классического переключателя и программатора (на сегодняшний день — электронного). Эти выключатели в умный дом позволяют автоматически включать и выключать источник света в указанное время. Это относится, например, к световым табличкам с номером здания или светильникам в общем пространстве здания.

Также можно использовать этот тип выключателя для переключения между дневным и ночным освещением, например, используемым в магазинах или точках обслуживания. Многие устройства этого типа также имеют встроенный классический выключатель освещения, устанавливаемый на поверхности. Так что в дополнение к автоматическому управлению запустить освещение можно и вручную.

Конечно, в жилых помещениях их используют нечасто. Однако для офисных или производственных помещений они достаточно полезны.

Выключатель для лестницы

Это очень интересное и полезное решение, состоящее в основном из двух автоматических выключателей, работающих в одной цепи, один из которых расположен внизу лестницы, а другой — сверху. Свет, включаемый нижним выключателем, может быть выключен с помощью верхнего и наоборот. Это безопасное, экономичное и очень удобное решение, поскольку оно позволяет освещать лестницу, не оставляя лампы включенными. Или избавить от необходимости подниматься по ступеням в темноте.

Читать еще:  Автоматические выключатели монтажные размеры

Выключатели под управлением Wi-Fi

Умный выключатель света под управлением с телефона, работа которого поддерживается через Wi-Fi, является продолжением идеи дистанционных умных переключателей. На данный момент они пока не часто используются, и в их случае нельзя говорить об экономии энергии из-за постоянной необходимости поддерживать работу беспроводного модуля.

Такие устройства управляются с отдельного приложения и их основные преимущества по сравнению с классическими дистанционного управления заключаются в отсутствии необходимости держать под рукой дополнительное устройство. Так что достаточно иметь под рукой свой смартфон, который вдобавок поддерживает возможность подключения практически неограниченного количества источников света (при этом пульт ДУ имеет ограниченное количество физических кнопок).

Вдобавок, многие современные модели оснащены сенсорными кнопками включения и выключения света. Что и делает их наиболее востребованными для умного дома.

Особенности умного выключателя

Чтобы понять, насколько выгодно установить смарт-выключатель, можно рассмотреть особенности модели. Ее нельзя назвать топовой или бюджетной и она соответствует требованиям современного пользователя:

  • Оснащен сенсорной панелью из закаленного стекла;
  • Позволяет включать и выключать свет касанием, независимо от секции;
  • Голосовое управление через Google Assistant;
  • Вместо пульта дистанционного управления используется приложение для смартфона;
  • Предлагается бесплатное приложение Tuya Smart для мобильных платформ Android и iOS;
  • Имеет форму стандартной коробки;
  • Радиус беспроводной сети — 40 метров;
  • Рабочая температура 60 по Цельсию;
  • Работает в сетях 220 В, максимальная сила тока — 10 А;
  • Отличается простотой установки и обслуживания;
  • Поддерживается системами Google Home и Amazon Alexa.

Что касается монтажа, независимо от модели — будь то выключатель с дистанционным пультом, управляемый через Wi-Fi или оснащенный датчиком движения — принцип остается неизменным. Устройство подключается к проводам электрической цепи дома и надежно фиксируется в месте установки.

Где купить

Приобрести умные выключатели можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Заключение

Рынок умных выключателей света растет на глазах. Производители предлагают все больше интересных решений для умного дома, обеспечивающих комфорт и удобство. Так что выбирать модель стоит с учетом своих потребностей.

Функциональность обозреваемых аксессуаров постоянно растет и на рынке уже появляются комбинированные варианты. Так, можно найти устройства, одновременно работающее с беспроводным модулем и датчиком движения. Если сегодня их стоимость относительно высокая, то в недалеком будущем можно смело ожидать ее снижения.

Видео по теме

Выключатель света хлопковый: схема сборки акустического прибора своими руками

В этом проекте мы создадим акустический выключатель, работающий по хлопку. Таким образом, вы можете включитьвыключить 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:

  1. На первом этапе поступающий сигнал усиливается.
  2. На втором этапе компаратор накладывает на усиленный сигнал пороговое значение и сравнивает их, удостоверяясь, хлопок это или нет.
  3. На третьем этапе импульс с компаратора конвертируется в долгий импульс, это полезно для уменьшения шумов при хлопке.
  4. 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 светодиодреле.

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
  • Диод
  • 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).

Читать еще:  Типы выключателей нагрузки 6кв

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.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Схема акустического выключателя света по хлопку

Данный акустический выключатель света подъезда можно установить на лестничной площадке в подъезде. Он откликается на звуковой сигнал, например хлопок. В том случае, если этот акустический сигнал достаточный для его срабатывания, то он включает освещение на одну минуту, что полнее хватает для того чтобы открыть дверь своей квартиры.

Большинство схем акустических выключателей света имеют один существенный недостаток – зацикливание, в результате чего схема акустического выключателя работает нестабильно. Одна из причин этого — тиристор, вызывающий искажение синусоиды в сети, в результате помехи через цепи питания попадают на микрофонный усилитель, вызывая тем самым зацикливание.

Самый эффективный вариант предотвратить зацикливание схемы, это отключать в автоматическом режиме микрофон после включения освещения, и подключать его обратно по прошествии пары секунд после отключения света.

Принцип работы схемы акустического выключателя

Схема звукового сенсора состоит из электретного микрофона с собственным предусилителем, резистора для регулирования чувствительности R2, собранного на двух транзисторах VT1 и VT2 двухкаскадного усилителя звуковой частоты, детектора на диодах VD1 и VD2 и ключа управления на транзисторе VT3. После хлопка переменное напряжение с выхода микрофона, пройдя через усилитель, выпрямляется диодным детектором, приобретает некоторую постоянную величину.

После хлопка, звук превышает определенный уровнь, который выставляется переменным резистором R2, напряжение на конденсаторе С8 увеличиваясь, открывает транзисторный ключ VT3. На коллекторе VT3 появляется лог. 0 соответствующий уровню микросхем КМОП. На элементах микросхемы К561ЛЕ5 собрана схема временной задержки, которое выполняет минутное включение освещения и отключение сенсорного узла.

В изначальном состоянии, когда свет не включен на элемент DD1.4 через резистор R12 идет лог. уровень равный 1 КМОП. Соответственно на выходе DD1.4 будет лог. 0. Конденсатор С10 будет разряжен и на входе 9 DD1.3 будет лог. 0, а на выводе 8 DD1.3 из-за резистора R8 будет лог.1. После хлопка транзистор VT3 откроется, что приведет к появлению лог. 0 на выводе 8 DD1.3. Из-за этого лог. 1 появившаяся на выводе 10 DD1.3 переводит триггер, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2, в единичное состояние. Единица с выхода триггера включает реле через транзистор VT4, и тем самым включается свет.

В это же самый момент из-за диода VD4 уровень на входе DD1.4 понижается практически до нуля. В результате чего конденсатор C10 мгновенно заряжается, в результате чего элемент DD1.3 закрывается, что приводит к игнорированию сигналов со стороны сенсорного узла приходящий на вывод 8 DD1.3, тем самым защищая акустический выключатель от зацикливания.

Параллельно конденсатор С9 через резистор R9 медленно заряжается (на это уходит примерно одна минута). После заряда конденсатора триггер перейдет в противоположное состояние, то есть теперь на его выходе будет лог. 0, что приведет к отключению света. Из-за диода VD4 на входах D1.4 снова будет лог. 1. Потом через резистор R11 конденсатор С10 в течении 3 секунд разрядится, и акустический выключатель перейдет в первоначальное состояние, готовое к включению при появлении нового хлопка.

Детали схемы акустического выключателя

Блок питания акустического выключателя — бестрансформаторный, излишек сетевого напряжения погашается конденсатором С12 (его реактивным сопротивлением). После переменное напряжение выпрямляется диодным мостом на VD7-VD10 и стабилизируется в районе 12 вольт посредством стабилитрона VD6. Транзисторы любые КТ315 либо КТ3102. Транзистор КТ815 можно поменять на КТ503 или КТ817. Конденсатор С11 должен быть на напряжение более 12В, а конденсатор С12 не менее 400В. Выпрямительные диоды VD7-VD10 любые выпрямительные, в частности могут быть КД209.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector