Shik-v-dom.ru

Шик в Дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель света хлопковый: схема сборки акустического прибора своими руками

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

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

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

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.

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.

Хлопковые выключатели «Экосвет-Х-300-Л» предназначены для включения и выключения освещения по громкому и звонкому звуку

Читайте так же:
Erisson 32les85t2sm уменьшить ток подсветки

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 оС до +40 оС. 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.

Медные провода можно соединить при помощи клемм Wago

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.

Делаем включение ПК по хлопку за вечер

В детстве, смотря многие американские фильмы, был в восторге от того, как актеры выключали свет в помещении «хлопнув в ладоши», всегда хотелось такую же штуку у себя дома. В последние годы ПК стал неотъемлемой частью моей жизни: приходя домой и разувшись, первым делом идешь включать своего «железного коня» и ждать его загрузки. Конечно в последние годы с появлением SSD это ожидание свелось к минимуму, но тем не менее вместе с самим подходом к компьютеру все же какое-то время теряется. Да и собственно зачем вообще идти в комнату, бить с ноги по кнопке, если можно сделать какой-то дистанционный способ включения «моей прелести».

Собственно так со временем и слились две «мечты»: включать ПК по хлопку. На данный момент я учусь в университете и как раз пришло время делать курсовой по схемотехнике, причем преподаватель заявил о том, что можно сделать его в железе, а не на бумаге, что на мой взгляд интереснее. Таким образом подвернулся шанс «убить сразу двух зайцев» — реализовать старую идею и сдать курсовой проект. Первоначальной идеей было сделать некое устройство, которое можно будет разместить на корпусе, запитать его от блока питания, подключить через реле к кнопке и по хлопку замыкать цепь. Как итог решили немного отойти от этой идеи немного расширив ее: система теперь будет состоять из двух блоков, соединенных посредством Bluetooth. Один блок будет улавливать хлопок и посылать специальный сигнал на второй блок, второй же блок будет принимать этот сигнал и замыкать реле.

С чего начать

Первым делом надо было решить на каком железе реализовать мою затею. Выбор пал на платформу Arduino. Почему именно Arduino? В этой статье я не буду перечислять технические характеристики данной платформы как минимум потому что речь идет не об этом. Собственно ответ на этот вопрос кроется в трёх причинах:

  • Дешевизна — в Китае микроконтроллеры с этой платформой можно найти за 5$, а то и меньше
  • Простота использования — в интернете множество гайдов по данной платформе и разобраться в них не составляет труда
  • Огромное количество всевозможных датчиков
  • 2x Arduino Uno R3 — по одной на каждый блок
  • 2x Bluetooth HC-05 — Опять же по одной на каждый блок, и главное именно HC-05, потому что только они поддерживают режимы Master и Slave
  • Микрофон — простой электретный микрофон, стоит он вообще копейки
  • Реле
  • 2x светодиода — красный и зеленый
  • Всякие проводки, резисторы и т.п.
  • И конечно же паяльник
Читайте так же:
Рефераты освещения выключателей розеток электропроводка

Начинаем

Рассмотрим наш микроконтроллер

image

Как видим он имеет аналоговые пины, подписанные с буквой А (например А0), входы для внешнего питания, выходы для питания +5В и +3.3В, цифровые пины, выходы на землю и др.

Подключить ее к компьютеру можно по USB, благо в комплекте имеется кабель. А даже если у вас и не будет, то купить его можно в любом магазине электроники. Для работы непосредственно c Arduino имеется их собственная очень удобная IDE, которую можно взять с официального сайта.

Для того, чтобы далее работать с Ардуино, надо все же хоть чуть-чуть про нее рассказать

Микроконтроллеры для Arduino отличаются наличием предварительно прошитого в них загрузчика (bootloader). С помощью этого загрузчика пользователь загружает свою программу в микроконтроллер без использования традиционных отдельных аппаратных программаторов. Загрузчик соединяется с компьютером через интерфейс USB (если он есть на плате) или с помощью отдельного переходника UART-USB. Поддержка загрузчика встроена в Arduino IDE и выполняется в один щелчок мыши.

На случай затирания загрузчика или покупки микроконтроллера без загрузчика разработчики предоставляют возможность прошить загрузчик в микроконтроллер самостоятельно. Для этого в Arduino IDE встроена поддержка нескольких популярных дешевых программаторов, а большинство плат Arduino имеет штыревой разъем для внутрисхемного программирования (ICSP для AVR, JTAG для ARM).

Язык программирования Ардуино является стандартным C++ (используется компилятор AVR-GCC) с некоторыми особенностями.
Программы, написанные программистом Ардуино называются наброски (или иногда скетчи — варваризм от англ. sketch) и сохраняются в файлах с расширением ino. Эти файлы перед компиляцией обрабатываются препроцессором Ардуино. Также существует возможность создавать и подключать к проекту стандартные файлы C++.

Итак, скачав Arduino IDE с официального сайта и установив, открываем его и видим это:

image

Наш скетч разделен как бы на 2 блока — setup() и loop(). В первый блок пишется то, что должно быть изначально проинициализировано при включении контроллера в сеть. Во второй — собственно сам исполняемый код, который будет выполняться постоянно. Собственно все это следует и из названий данных блоков.

Первый блок

Первым делом надо было собрать и подключить микрофон. По сути электретный микрофон, который мы купили, является своего рода конденсатором с двумя ножками:

image

Ножка с характерными тремя полосочками, как на изображении выше, — это «минус» микрофона, соответственно вторая ножка — «плюс», главное не перепутать, а иначе микрофон не будет работать. Собственно хорошенько погуглив, выяснилось, что во-первых микрофон так просто не подключишь, а во-вторых сигнал будет очень слабым, то есть скорее всего понадобится операционный усилитель. На сайте продавца, где покупался микрофон, была вот такая схема:

Без усилителей, просто RC-цепь, подумал была не была, соберу и посмотрю, работает или нет. Благо дома валялись нужные резисторы и конденсатор. Также для надежности соединения, чтобы это не болталось на проводах в воздухе, возьмем текстолит, который также продается в любом магазине радиодеталей. Получилось что-то вроде этого:

image

Может быть не очень аккуратно, но главное чтобы работало, остается проверить. У нашего микрофона теперь 3 ноги: +5В, GND(земля) и аналоговый выход. Подключим эти ноги соответственно на 5В, GND и вход A0 контроллера. Иии после множества проб и ошибок все получилось! Микрофон действительно работает. АЦП Arduino выдает значения от 0 до 1024. Осталось подключить два светодиода для хоть какого-то визуального взаимодействия с системой. Подключать светодиод к питанию напрямую светодиод нельзя, иначе спалим его. Чтобы этого избежать вешаем на «+» светодиода резистор 220 ОМ.Обычно короткая ножка это минус, а длинная — плюс. Итак «-» светодиода подсоединяем к выходу GND на плате, а «+» на цифровой выход. Так как у нас 2 светодиода, то землю для них сделаем общую, красный подключим к 13 пину, а зеленый к 12ому. При регистрации хоть какого-то звука будет загораться красный светодиод. Если же сначала регистрируем звук, затем в течение некоторого времени тишину, а потом снова звук — то зажигаем зеленый светодиод. На деле все просто. И на практике оказалось тоже.Собственно скетч получился таким:

Читайте так же:
Юсб кабель расположение проводов

Итак отлавливать нужный сигнал мы научились, осталось при наличии хлопка как-то сообщить об этом второму блоку. Для этого нам нужны Bluetooth-модули. Я взял Bluetooth hc-05 shield, который выглядит следующим образом:

image

Просто присоединяем его к нашей Uno пин к пину, таким образом подключаем сам модуль и дублируем выходы нашей платы. Должно получится примерно так(Shieldы могут быть в несколько разных вариациях, суть та же):

image

Так же на Bluetooth Shield можете увидеть рычажок, имеющий два положения: H и L. H-режим Ведущего(Master), L-режим Ведомого(Slave). В данном случае выставим рычажок на Master. Итак, подключив модуль блютуз, можем сверху подсоединить к тем же пинам наши светодиоды и микрофон. Вообщем с этим блоком закончили, переходим к следующему.

Второй блок

Во втором блоке нам понадобится электромагнитное реле, двойная розетка внешней установки, провод для подключения к электрической сети 220 В и еще один Bluetooth Shield HC-05.

Shield подключаем к плате точно таким же образом, единственное отличие будет в том, что рычажок надо выставить на L — режим SLave.
Одна розетка будет постоянно под напряжением для питания блока, вторая будет замкнута на реле, таким образом можно будет, то подавать на нее напряжение электрической сети, то снимать.

Итак подключим реле. Принцип действия его прост и заключается в следующем: 2 из ножек реле заведены на катушку индуктивности, подавая на нее напряжение создается электромагнитное поле, которое притягивает так называемый якорь внутри реле, тем самым замыкая цепь. Убрав напряжение с катушки якорь возвращается в свое первоначальное состояние, размыкая цепь. Таким образом реле — своего рода ключ.

Итак нам нужно реле, которое при подаче на катушку 5В, будет замыкать нам цепь. При этом нужна выбрать такое реле, которое сможет пропускать токи, необходимые для включения ПК. Учитывая, что большинство современных ПК потребляют от 450 Вт до 1000 Вт, нам с лихвой хватит реле пропускающее через себя ток силой в 6 Ампер. В ближайшем магазине радиоэлектроники был приобретен этот китаец tianbo hjr-3ff-s-z:

image

Как видим у него имеется 5 ног, 2 из которых заведены на катушку, осталось только узнать какие. Для этого гуглим и находим вот такую схему:

image

Подключим 2ую ногу на GND платы, а 5ую на 13 цифровой выход. Саму розетку подключим к 1ой и 3ей ноге электромагнитного реле, чтобы первоначальное состояние розетки было выключенным. Блок готов, осталось только загрузить скетч. Код для данного блока:

Читайте так же:
Розетка с led подсветкой

Так же модернизируем код для первого блока, добавив сопряжение блютузов между собой:

Результат

Итак блютузы подключены, микрофон работает, светодиоды работают, хлопок идентифицируется, сигнал на второй блок передается, осталось только все это аккуратно собрать в корпуса и настроить BIOS на включение по подаче питания.

Вот что получилось:

1-ый блок (питание выведено сбоку корпуса, на верху видны зеленый и красный светодиоды и микрофон).

image

2-ой блок (питание также выведено сбоку корпуса, сверху 2 розетки, одна постоянно запитана, чтобы питать микроконтроллер через адаптер для телефона, вторая собственно для подключения ПК).

Где применяется?

Выключатель по хлопку работает с разными лампами – люминесцентными, накаливания, энергосберегающими, галогенными, светодиодными.

Для его нормального функционирования уровень напряжения в сети должен быть 220 В, мощность осветительной нагрузки не должна превышать 300 Вт, допустимая температура – от -20 до +40 градусов.

Хлопковый выключатель имеет размеры, не превышающие обычную спичечную коробку, поэтому его легко можно разместить в основании любого осветительного прибора.

Выключатель света по хлопку рекомендовано устанавливать в помещениях с относительно низким уровнем шума. Например, в жилых и кладовых комнатах, подвальных и подсобных постройках. Если это будут какие-то офисные помещения, мастерские или производственные площадки, где постоянно присутствуют посторонние резкие и громкие шумы, возможно ложное срабатывание устройства.

Лучше всего устанавливать хлопковый выключатель в спальне. Если в комнате имеется только люстра с лампами, и нет прикроватного светильника, то полистав перед сном журнал, не нужно будет вставать, чтобы выключить свет, достаточно просто сделать ладошками хлопок, и он погаснет.

А если у кого-то выключатели ещё расположены, как в старые советские времена, на высоте 1,7 м, то устройство, реагирующее на хлопок, станет незаменимым помощником для детей и людей с ограниченными физическими возможностями.

Есть ещё такой аппарат, как акустический выключатель света. Назначение и принцип действия такие же, как у хлопкового, только он реагирует не просто на хлопки, а на любой шум или даже шорох. Подобные устройства чаще всего применяют для освещения подъездов многоэтажных домов. Пока человек идёт по лестнице или площадке, звенит ключами, открывая дверь, свет горит. Как только люди зашли в свои квартиры, освещение исчезает. Практично и экономично в плане расхода электроэнергии.

В общем, суть вам понятна, основное назначение подобных устройств – включить и отключить освещение дистанционно (на расстоянии). Один раз хлопнули в ладоши (или зашумели) – лампочки загорелись, второй хлопок (или полная тишина) соответственно отключает светильник. С этим всё просто, а вот с конструктивным устройством и схемой уже сложнее.

В данном видео демонстрируется работа акустического выключателя:

Урок 43. Управление лампами по хлопкам

В этом уроке мы научимся управлять лампами по хлопкам. Разумеется что вместо ламп можно подключать различные устройства, например, охлаждающие вентиляторы, вытяжки в помещениях, автоматические двери, различные бытовые приборы и т.д. Количество подключаемых устройств и количество хлопков для управления ими можно менять в скетче. Устройства работающие от сети 220 В переменного тока подключаются через Trema твердотельные реле с описанием работы которых можно ознакомиться на странице Wiki — Trema твердотельное реле .

Нам понадобится:

    х 1шт. х 1шт. х 3шт. x 1шт.
  • 3 лампы, 4 клеммника с нажимным рычагом (WAGO) и сетевые провода.

Схема подключения:

Trema датчик звука подключается к любому аналоговому входу Arduino (в уроке используется вывод A0). Лампы подключаются к сети 220 В через Trema твердотельные реле, а они к любым выводам Arduino (в уроке используются выводы 3,6 и 9).

Читайте так же:
Розетка для кабель канала иэк

Схема управления по хлопкам

Код программы:

Алгоритм работы:

Как только устройство зафиксирует первый громкий звук (хлопок), оно начинает подсчёт этого и всех последующих хлопков в течении времени указанном в константе «varDuration» (время указывается в миллисекундах). По истечении этого времени устройство сверит подчитанное количество хлопков со значениями массива «varLamp» и если будет обнаружено совпадение, то состояние (логический уровень на выводе) лампы будет изменён.

До кода «Setup» определяются переменные и константы, изменяя их значения Вы можете настроить скетч под свои устройства. Назначение переменных и констант указано в комментариях. Отдельно можно сказать про подключение более (или менее) 3 ламп:

Предположим, Вы решили подключить еще одну лампу к 12 выводу Arduino, она должна реагировать на 5 хлопков и должна быть включена при старте, тогда массивы «pinLamp», «varLamp» и «flgLamp» должны быть определены следующим образом:

В коде «Setup» прописан цикл «for» от 0 до количества используемых выводов ламп. В теле цикла выводы ламп конфигурируются как выходы и на них устанавливается начальный логический уровень из массива «flgLamp».

В коде «loop» программа выполняется только если уровень сигнала на входе «pinSensor» больше чем значение константы «varVolume». Если это так, то сбрасывается значение счётчика «varSum» и определяется время «varTimeOut» до которого требуется считать хлопки.

Хлопки подсчитываются в теле первого цикла «while» пока значение функции «millis» не станет больше чем значение переменной «varTimeOut». После выхода из цикла «while», количество подсчитанных хлопков, хранимое в переменной «varSum», сравнивается в цикле «for» со значением каждого элемента массива «varLamp ». При обнаружении совпадений меняется состояние флага в массиве «flgLamp » и логический уровень на выводе «pinLamp ».

Сколько будет стоить голосовое управление светом с устройствами HiTE PRO

Систему с сервером HiTE PRO Gateway вы можете установить самостоятельно, что будет в разы проще и доступнее по цене, чем установка проводной системы умного дома. Наши беспроводные устройства подойдут тем, кто ищет правильное соотношение цены и качества.

Приведем пример расчета стоимости установки системы умного дома HiTE PRO для однокомнатной квартиры:

image1

Здесь использованы следующие устройства:

  1. Сервер умного дома HiTE PRO Gateway – 5 960 руб (1 шт).
  2. Блок приема сигнала 4х-канальный HiTE PRO Relay-4 – 4 980 руб (1 шт).
  3. Блок приема сигнала 1-канальный HiTE PRO Relay-1 – 1 780 руб (1 шт).
  4. Выключатель однокнопочный HiTE PRO LE-1 – 940 руб (3 шт).
  5. Выключатель двухкнопочный HiTE PRO LE-2 – 980 руб (1 шт).

Общая сумма: 16 520 руб.

В результате вы сможете не только управлять светом голосом, но и значительно сэкономите, установите систему освещения без штробления стен и прокладки проводов. При этом вы всегда сможете добавить дополнительные беспроводные выключатели при необходимости.

Также внедрить управление голосом можно и в уже существующую систему освещения при завершенном ремонте. Для этого нужно подключить сервер умного дома HiTE PRO Gateway и установить наши блоки радиореле DIM-1 и/или DIM-2. Если у вас используется проходная схема, то достаточно установить блок за один из выключателей.

Как видите, сделать голосовое управление светом у себя в доме несложно и вполне доступно по цене. Ознакомиться с модельным рядом линейки беспроводных выключателей HiTE PRO вы можете здесь .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector