Как сделать хлопковый выключатель света своими руками: виды, схемы, установка

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. 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 (о перекрестных выключателях вы можете узнать здесь). 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. 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.

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:

1. Из распределительной коробки выходит нулевой провод для подключения к лампе, а фазный – к самому выключателю.
2. Акустический прибор должен устанавливаться в разрыв цепи между выключателем и коробкой. В корпусе светильника монтируется контроллер устройства.
3. 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:

1. 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.
2. С верхней левой ножки контроллера выполняется подведение контакта к левому выходу микрофона и клемме батареи со знаком «+».
3. Соединить вторую справа верхнюю лапку контроллера с правым контактом микрофона.
4. Самая правая верхняя лапка контроллера припаивается через сопротивление ко второй свободной лапке светодиода, чтобы замкнуть цепь в устройстве.
5. Сборка завершена.

Аналогичную функцию вместо светодиода может выполнять реле таких же параметров. 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.