Хлопковый выключатель своими руками: схема, видео, фото

Монтаж и схема подключения выключателя света по хлопку

Как я уже говорил выше, устанавливать хлопковый выключатель я планирую в своей спальной комнате. Там у меня установлен светильник с двумя лампами КЛЛ.

На данный момент светильник подключен через одноклавишный выключатель. Схема имеет следующий вид:

Вот схема подключения дистанционного выключателя «Экосвет‑Х‑300-Л», реагирующего на хлопки:

Белые провода нужно подключить в сеть 220 (В), причем строго соблюдать полярность при этом не требуется. К черным проводам подключается нагрузка — в моем случае это две лампы КЛЛ.

В настоящее время с распределительной коробки на светильник приходит фаза (через одноклавишный выключателя) и ноль. Вот их нам и нужно соединить с белыми проводами. Для соединений медных проводов я буду использовать клеммы Wago 222 серии.

Черные провода нужно подключить непосредственно на лампы светильника, которые подключены параллельно друг с другом.

Вот схема питания светильника с хлопковым выключателем:

Питание хлопкового выключателя идет через существующий одноклавишный выключатель. Если мы хотим временно вывести его из работы, то достаточно отключить этот одноклавишный выключатель.С помощью регулятора чувствительности звука выставим нужный нам уровень.

Настроим регулятор так, чтобы хлопок был и не слабым (исключим ложные срабатывания при легких случайных хлопках), и не сильным (чтобы руки не отбить).

Куда устанавливается выключатель?

Хлопковый или же акустический выключатель, созданный по микросхеме, лучше всего устанавливать на стенах — там, где обычно располагалась стандартная модель. У варианта, сделанного своими руками, скорее всего будет очень низкая чувствительность, если конечно не браться реализовывать сложные схемы.

Важно учитывать, что голосовой или хлопковый выключатель, купленный на китайском сайте за две копейки, вряд ли будет исправно работать. Так что для того, чтобы сэкономить на этой покупке, ее лучше сделать самому из нужных деталей

Итак, если все эти характеристики и нюансы полностью устраивают человека, то он вполне может позволить себе установить в квартиру хлопковый или голосовой выключатель. Эти модели просты в использовании, не требуют частой замены и, к тому же, добавляют любому помещению технологичности и уникальности, поскольку встречаются редко.

Как работает датчик звука для включения света

Принцип работы датчика звука – приём звукового сигнала и преобразование его в переменное напряжение. Звук на который реагирует устройство, может быть любым или определённым (заложенным в памяти устройства).

Сенсорный датчик устройство:

Микрофон;
Усилитель звука;
Подстроечный резистор;
Выводы.

Используемые в датчиках микрофоны бывают двух видов: высокоомные и низкоомные. Высокоомные – переменные эквивалентные конденсаторы, низкоомные – это катушки индуктивности с подвижными магнитами.

Настройки чувствительности позволяют выставить порог «тишины» – все звуки значением ниже этого порога, будут восприниматься как тишина и команды на включение света не будет. В дополнение к этим настройкам, может производиться настройка по уровню освещённости, которая блокирует работу датчика звука при определённом освещении. Также в цепи применяется таймер.

В отличие от других видов, звуковые датчики могут выходить из строя и терять настройки из – за отключения питания и перепадов напряжения – это относится к недорогим представителям. Более дорогие аналоги имеют защиту от перепадов и подключаются к выключателю без обратной связи.

Что бы сберечь время и деньги, обязательно при покупке проверяйте датчики на работоспособность.

Виды звуковых выключателей

Акустические выключатели могут реагировать на голосовые команды и хлопки

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».

Выключатель по хлопку с микроконтроллером

Микроконтроллер — это маленький кусочек кремния, покрытый пластиком и имеющий металлические выводы, который не выполняет никаких функций без программного обеспечения. Применение его в любой техничке делает её умной и предполагает использование в системе «Умный дом».

Отличие от стандартного звукового выключателя:

уменьшенное время срабатывания до 100 микросекунд;
возможности перепрограммирования, установки индивидуальных параметров;
увеличенный радиус действия;
возможность изменения порогового значения сигнала (для устранения помех и исключения реагирования на ложные команды);
плавное изменение яркости освещения;
меньшее количество составных частей;
защита от замыкания.

Диммерный акустический выключатель

Оптико-акустический выключатель для скрытой проводки 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.

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.

Преимущества:

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.

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.

https://youtube.com/watch?v=z0LivrLsWL4

https://youtube.com/watch?v=P2OPFzkCA4M

https://youtube.com/watch?v=ykHfG9IsQsg

Применение в туалете

Стоит выделить применение датчика для обнаружения присутствия человека в таком помещении как туалет. Это обусловлено, прежде всего, тем, что выключатель устанавливается зачастую вне пространства данной комнаты. Также использование здесь данного прибора обеспечит не только удобство и комфорт, но и значительно снизит затраты электрической энергии, так как исчезнет риск оставить свет после себя включенным.

Для туалета наиболее подходящим вариантом является инфракрасный датчик для определения перемещения. К основным преимуществам такого устройства можно отнести достаточно небольшие размеры, возможность точных настроек, вменяемую стоимость и абсолютную безопасность для окружающих.

Выключатель света по хлопку — как это работает?

Есть один контакт (6) микроконтроллера Attiny13 для микрофона (цифровой выход из модуля детектора звука) и один контакт (5) для светодиода (для отображения процесса включения / выключения).

Для проверки состояния микрофона используется внешнее прерывание (INT0). В основном цикле есть алгоритм, который заботится о процессах обнаружения хлопков, счетчиков, сброса состояний и переключения светодиода.

Пользователь выключателя света по хлопку имеет широкий временной интервал от 0,1 до 1 секунды между первым и вторым хлопком. На мой взгляд, достаточно времени для двойного хлопка, но не стесняйтесь экспериментировать с другими значениями!

Одиночный хлопок/шум не должны влиять на процесс обнаружения двойного хлопка (такова была цель!). Этот проект можно легко расширить, добавив дополнительные компоненты, такие как, например, реле для управления высоковольтными устройствами. Код находится на Github.

Требуемые компоненты

ATtiny13
Модуль датчика микрофона (на базе LM393)
Резистор — 220 Ом (см. Расчет резистора светодиодов)
Светодиод

Плата разработки Attiny13
Attiny13A, кнопка сброса, две отдельные кнопки, два светодиода, потенциометр, 5В или 3,3 В…

Подробнее

Код программы

Этот код написан на C и может быть скомпилирован с помощью avr-gcc. Вся информация о том, как скомпилировать этот проект, находится здесь.

/**
* Copyright (c) 2019, Łukasz Marcin Podkalicki <lpodkalicki@gmail.com>
* ATtiny13/050
* Clap-Clap Switch.
*/
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#define           LED_PIN PB0
#define           MIC_PIN PB1
static volatile uint8_t state = 0;
int
main(void)
{
uint8_t reset = 0, claps = 0;

/* setup */
DDRB |= _BV(LED_PIN); // устанавливаем вывод светодиода как выход
MCUCR &= ~(_BV(ISC01)|_BV(ISC00)); // запускаем прерывание INT0 при обнаружении низкого уровня
GIMSK |= _BV(INT0); // разрешить прерывание INT0
sei(); // разрешаем глобальные прерывания

/* loop */
while (1) {
/* если обнаружен одиночный хлопок, запускаем процедуру */
if (state) {
claps++; // увеличиваем количество хлопков
if (claps == 1) { // если это первый хлопок,
reset = 0; // обнуляем счетчик сброса
} else if (claps == 2) { // если это второй хлопок,
PORTB ^= _BV(LED_PIN); // включение / выключение светодиода
claps = reset = 0; // и устанавливаем начальные значения
}
state = 0; // для каждого обнаружения хлопка сбрасываем состояние
_delay_ms(200); // и ждем 0,2 с.
}
/* если счетчик отдыха равен макс (1 с), то устанавливаем начальные значения */
if (++reset >= 10) {
claps = state = reset = 0;
}
_delay_ms(100); // задержка цикла
}
}
ISR(INT0_vect)
{
state = 1;
}

https://youtube.com/watch?v=VOBOUl1y_Us

Цифровой мультиметр AN8009
Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Подробнее

Критерии выбора

Перед тем, как обзавестись подобным прибором, нужно определить, для каких целей он нужен. На лестничной клетке, во дворе и подъезде можно поставить самый обычный акустический датчик, реагирующий на любой шум из окружающего пространства. Этот вариант позволит человеку, поднимающемуся по лестнице или преодолевающему затемненную зону дойти до места назначения, не опасаясь отключения света. Если ставить реле, которое отключается через определенный промежуток времени, пожилой или медленно идущий человек окажется в темноте. Задержку отключения можно отрегулировать, если она предусмотрена производителем, или внести конструктивные изменения в уже купленный прибор.

Есть и другие требования к устройствам определенного типа:

уличный датчик непременно должен быть надежно укреплен и оснащен защитой от природных воздействий (это особенно актуально в регионах с проблемным климатом;
если цель покупки – экономия освещения, лучше приобрести модель, оснащенную фотореле
принцип работы диммерного акустического выключателя пригодится на приусадебном участке, на даче – освещение выключится, как только внешнее пространство перестанет нуждаться в дополнительном свете, но он же пригодится и там, где люди покидают помещение на короткое время и снова возвращаются (на кухне, в производственном цеху;
радиус действия имеет значение, если планируется контролировать большое пространство, для условий квартиры достаточно минимальных показателей.

Иногда в обзорах подобной продукции можно встретить настоятельные уверения о необходимости приобретения датчиков от брендового производителя, с проверенной репутацией и высокой стоимостью. В домашних условиях можно прекрасно использовать самодельные датчики, собранные самостоятельно. Если нет никаких знаний по этому вопросу, можно просто купить надежное устройство отечественного производства.

Источники

https://elektrika.expert/vykljuchateli/hlopkovyj-vykljuchatel-sveta.html
https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/akusticeskij-vyklucatel/
https://foto-rele.ru/nootekhnika/bloki-ekosvet/Ekosvet-F-300-L/
https://vse-elektrichestvo.ru/elektroprovodka/vyklyuchateli-sveta/xlopkovyj-vyklyuchatel.html
https://cxem.net/house/1-265.php
https://tytmaster.ru/akusticheskij-vyklyuchatel/
https://okcomfort.com/elektrika/vikluchateli/akusticheskiy-svoimi-rukami.html
https://USamodelkina.ru/9387-akusticheskiy-vyklyuchatel-svoimi-rukami.html
https://lemzspb.ru/prostoy-akusticheskiy-vyklyuchatel-svoimi-rukami/
https://220.guru/electroprovodka/rozetki-vyklyuchateli/rabotayushhie-po-xlopku.html
https://russian.alibaba.com/g/sound-light-switches.html
https://datchikidoma.ru/datchiki-zvuka/zvukovoi-datchik-dlya-vklyucheniya-osveshheniya-po-hlopku

Схемы сборки

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.

Все схемы сборки и инструкции по установке таких выключателей, как инфракрасный, сенсорный, светодиодный, проходной и с подсветкой, вы найдете в отдельных статьях. Мы расскажем вам о принципе работы таких устройств, а также материалах и инструментах для монтажа.

Как предотвратить искрение

Чтобы на контактах не образовывалась искра, производители устанавливают дугогасительные камеры, которые охлаждают дугу. Некоторые бренды могут делать напайки из материалов, не подверженных окислению. Ток будет проходить через них. Самостоятельно можно использовать несколько способов.

Искрогасящие цепи

Подходят для быстродействующих устройств, генерирующих искры в момент замыкания. Чаще всего ставят два варианта:

Для реле и пускателей сети постоянного тока. Понадобится диод с анодом на отрицательный полюс и катодом – на положительный. На активной части происходит рассеивание энергии (самоиндукция). Диод замкнет контур.
Снабберную. Шунтирующая RC-цепь предназначена для рассеивания энергии, накопленной в индуктивности, в момент активного сопротивления сети.

Контакты располагаются близко, поэтому цепь искрогашения снижает нагрузку.

Прижимные пластинки

Способ подходит при искрении контактов пускателя или автомата. Специальный пружинящий механизм обеспечивает плотность соприкосновения контактных площадок. Для подсоединения понадобится в положении замкнутого контакта установить пружинящий механизм, отведя его и опуская обратно. Должен быть слышен щелчок-удар.

Порядок починки сенсорных переключателей

Сенсорные модификации оснащаются пультом и специальными платами с микросхемами управления. Разбирать подобный переключатель стоит после ознакомления с инструкцией производителя.

Снятие декоративной накладки.
Визуальный поиск панели с сенсорами, которая находится под пластиной. В зависимости от количества обслуживаемых линий бывает 1-3 элемента.
Поиск чувствительной области на накладке – сенсоры обозначаются кружочками.
Обнаружение светодиодов о положении выключателя (красный – включен, синий – отключен). Под этой панелью расположены узлы, к которым подводятся проводники.
Отсоединение входов и выходов. Требуется снять клипсы, фиксирующие сенсорную панель.
Снятие болтов с корпуса, закрепленного на подрозетнике, осмотр проблемных мест.
Проверка напряжения на отдельных кабелях. Неисправный провод заменяется.
Обратная сборка механизма. Основной блок подсоединяется к питанию, ставится в подрозетник и фиксируется винтами. После этого крепится сенсорная панель и декоративная накладка.

Принцип работы и конструкция

Приемник и пульт дистанционного переключателя

Конструктивно устройство дистанционного переключения освещения состоит приемника и передатчика сигнала.

Подробнее об этих устройствах:

Приемник. Элемент выполнен в виде радиореле, управляющегося посредством пульта дистанционного управления. Выключать и включать свет можно от мобильного устройства, подключенного к сети Wi-Fi, а также от проводного переключателя. В результате поступления сигнала реле срабатывает и замыкает контактные элементы либо размыкает их. Желательна установка устройства к непосредственной близости к осветительному прибору или внутри него, если позволяют размеры. В случае с точечными светильниками устанавливать устройство надо в распределительном щитке или в свободном пространстве между подвесным и основным потолком.
Передатчик или пульт. Устройство конструктивно состоит из генератора, вырабатывающего электроэнергию после активации кнопки на пульте. Выработка происходит после прикосновения к сенсору или передаче сигналов с мобильного гаджета. Электрически сигнал преобразуется в радиоимпульс, который улавливается приемником. Монтаж передатчика можно выполнить в стене или вовсе не устанавливать, а носить с собой. Внутри пульта есть источник питания, поэтому подключать его к электролинии не нужно.

Инфракрасное управление

Осветительные устройства управляются посредством воздействия инфракрасного излучения. Для этого процессорный модуль управления надо соединять в разрыв электроцепи освещения. Действие может производиться с помощью пульта от телевизора. Устройство наводится на процессорный модуль, после чего нажимается кнопка, которой не переключаются телевизионные каналы. Это приводит к записи команд в память устройства, затем управление освещением выполняется с нажатой клавиши. Основной минус этого метода управления состоит в необходимости обеспечения прямой видимости на небольшом расстоянии.

Радиоволновое управление

Такой вариант управления более распространен. Передача сигналов на радиовыключатель выполняется с пульта на процессорный модуль. который настроен для работы в определенном частотном диапазоне. Обмен пакетными данными выполняется посредством использования специальных кодов. Высокая надежность передачи сигнала от пульта на сам радио переключатель обеспечивается благодаря созданию нужного уровня импульсов и их повторению в определенной последовательности. Сигналы повторяются несколько раз. Для предотвращения ситуации, когда освещение срабатывает от соседского пульта, каждому переключателю назначается собственный уникальный адрес.

В радиоуправляемых устройствах часто применяются энергонезависимые контроллеры, что позволяет использовать их без подключения к бытовой сети.

На выключателе располагается клавиша, с помощью которой можно выключить удаленное управление и переключать освещение вручную. Такие устройства могут оснащаться клавишей поиска, кликнув по которой можно найти потерянный пульт. Устройство сообщит о своем месте нахождения с помощью звуковых сигналов. Управление освещением возможно с помощью мобильного устройства либо компьютера. Для этого предварительно на устройство надо загрузить программу и настроить конкретные команды.

Между собой радиоуправляемые выключатели делятся по используемой мощности, которая может достигать нескольких киловатт. Возможна настройка устройств для работы с отдельными осветительными приборами или целыми системами освещения. Оптимальным вариантом будет управления с общего передатчика разными группами ламп.

Mr. Борисыч рассказал о принципе действия беспроводной радиовыключателях.

https://youtube.com/watch?v=qY8C4G3OOxU

Терминалы для подключения проводов и маркировка

Итак, чтобы подключить проводники к коммутационному аппарату, используют два основных вида клемм:

Для монтажа выключателя применяются винтовые и пружинные типы клем

винтовые – жила проводника зажимается путем затяжки винтов;
зажимные (пружинные) — проводник достаточно вставить, подпружиненная площадка прижмет его сама.

Удобнее, конечно пружинные, с той точки зрения, что их легче монтировать. Винтовые же, в сравнении с предыдущими, надежнее. Однако, если проводка выполняется кабелем с алюминиевыми жилами, следует помнить о пластичности этого металла. Винтовые терминалы требуют периодического подтягивания, иначе не избежать появления плохих контактов и соответствующих последствий. Пружинные не нуждаются в подтягивании, поскольку поджимают провод сами.

Рассматривая выключатель с фронтальной части, сложно не заметить символы. Их обозначение указывает на место применения прибора.

Фото и описание

На обычных клавишных включателях освещения, можно встретить обозначение I и O, что означает включенное и выключенное положение.

Клавишный выключатель с обозначениями I и O

Также у обычных приборов, работающих только на замыкание-размыкание электрической цепи, может быть нанесено обозначение в виде символа ключа.

Клавишный выключатель с обозначением в виде символа ключа

Еще один из видов выключателей — кнопочный выключатель не имеет фиксации в одном положении. Поэтому такие выключали могут быть использованы в качестве звонковых кнопок, либо в качестве выключателей в системе освещения, собранной на основе импульсных реле. У них специальная маркировка в виде колокольчика.

Кнопочный выключатель

Существуют проходные выключатели, с обозначением двунаправленной стрелки.

Проходной выключатель накладной конструкции с двунаправленными стрелками

Бывают приборы проходного типа, на них наносят символы в виде ступеней. .

Проходной выключатель с символом лестничного пролета для внутреннего монтажа

Эти все маркировки могут наносится или вовсе не присутствовать на панели включателя. Здесь вы не встретите единых стандартов, поэтому каждый производитель волен наносить знаки по своему усмотрению. И нередко попадается товар, даже среди мировых брендов, на котором часто отсутствуют какие-либо обозначения.

Алгоритм ремонта

Если коротит выключатель, его можно починить самостоятельно, работая поэтапно:

Обесточивание линии. Отключается автомат в щитке ввода.
Проверка наличия напряжения. Это можно делать, касаясь индикаторной отверткой к розетке в другой комнате.
Демонтаж устройства. Понадобится извлечь переключатель из штробы, снять декоративную накладку. После этого еще раз проверяется напряжение, выкручиваются винты по бокам, достается из подрозетника корпус.
Отсоединение кабелей. Для двухклавишных моделей понадобится пометить маркером вводный провод.
Разборка корпуса и поиск контактов. Контактная группа расположена над пластиковой кнопкой, посаженной на винты.
Устранение поломки. Очищаются контакты или полностью заменяется прибор.
Сборка корпуса в обратном порядке, повторное подключение проводов. Готовый механизм в корпусе возвращается в подрозетник.
Включение автомата в щитке и тестирование переключателя на предмет исправности.

Как сделать хлопковый выключатель своими руками