Хлопковый выключатель на attiny13 схема

Управлять освещением можно не только при помощи классических выключателей, но и используя специальные модули, которые позволяют дистанционно включать или выключать свет. Хлопковый выключатель света относится именно к таким устройствам, его можно купить в любом электрическом магазине и установить своими руками.

Принцип работы

Этот акустический выключатель работает на специальном микроконтроллере, который позволяет отключать свет по хлопку в ладоши. Конечно, такой управляющий прибор можно использовать не только для контроля лампы, но и многих других электрических устройств: вентиляторов, кондиционеров, трансформаторов.

Простейший звуковой выключатель состоит из электронного микрофона, в котором установлен предусилитель. Благодаря этой детали, любой звук, который поступает в устройство, в несколько раз усиливается, за счет чего чувствительным элементом воспринимаются даже самые незначительные хлопки. Работа самого усилителя дополнительно контролируется при помощи транзисторов VT1 и VT2. Схема регулируется двумя резисторами R2, для выравнивания сигнала установлены выпрямляющие диоды VD1 и VD2.

Когда звучит хлопок, сигнал проходит через микрофон и усиливается, после он преобразовывается в электрический импульс. Этот импульс выравнивается за счет выпрямляющих диодов. Звук, по которому загорается свет, контролируется резистором, т. е., если звучание хлопка не превышает предустановленный показатель, то лампочка или другой прибор, подключенный к выключателю, не включится. После выравнивания сигнала на конденсаторе (на схеме обозначен С8) увеличивается напряжение, далее открывается транзисторный ключ VT3.

Отключение и включение света производится за счет поочередной разрядки и зарядки конденсаторов. После полного цикла работы по повторному хлопку резистор и конденсатор С10 разрядится в течение 4 секунд, прибор перейдет в выключенное состояние.

Установка устройства

Собрать простой акустический выключатель по хлопку можно своими руками, он состоит из следующих деталей:

1. Резисторы;
2. Конденсатор С12;
3. Диодный мост (скажем, VD7-VD10);
4. Транзисторы.

Обратите внимание, что конденсаторы должны быть не мене, чем на 40 Вольт. Но не всем нравится самостоятельно складывать электронные приборы, поэтому будет проще купить хлопковый звуковой выключатель в магазине. Там можно подобрать модель под любые потребности и возможности.

Установка хлопкового регулятора производится по классической схеме, в которой он используется вместе обычного одноклавишного или двухклавишного. У каждого отдельного устройства индивидуальная схема подключения, но принципиально они все очень похожи. Если вкратце, то нужно в сети подключить одноклавишную модель так, чтобы он питал хлопковый. Как это сделать:

1. Стандартная схема работы выключателя и лампы имеет следующий вид: от щитка через распределительную коробку подводится питание к стандартному выключателю. Нейтраль от щитка ведется к лампе (или нескольким лампам). Лампы параллельно подключаются к отключающему устройству;
2. Вам нужно разорвать цепь питания, которая идет на клавишный выключатель и установить её на акустический. Сделать это очень просто. Главным достоинством работы такого прибора является его малая размерность. Штробить стену не потребуется, т. к. преимущественно такой контроллер устанавливается на корпус светильника;
3. Стандартно у выключателя две пары проводов: белые и черные. Белые отводятся на питание, черные на нагрузку. К примеру, белые соединяются с фазовым и нейтральным кабелями от щитка, а черные – от ламп;
4. Соединять отдельные шнуры можно специальными клеммами или простой обмоткой. Паять места креплений не рекомендуется;
5. После этого нужно включить обычный клавишный выключатель и проверить работу системы. Если понадобится полностью убрать его из системы, то переустановите провода питания так, чтобы они подводились к хлопковой модели напрямую.

Очень удобно то, что можно подключить один выключатель для нескольких ламп, он будет контролировать отдельные группы приборов. После установки обязательно установите регулятор громкости на нужный уровень, иначе свет будет загораться по малейшему хлопку или напротив, не включиться даже от сильного стука. Чаще всего регулятор представляет собой небольшой поворотный рычаг, который нужно докрутить до необходимого уровня.

Видео: особенности устройства хлопковых выключателей

Обзор цен

Купить хлопковый выключатель можно в любом городе, цена устройства зависит от марки и его характеристики. Хорошие отзывы про Экосвет, PIC (плата 12F683), Claps и Qusun. Рассмотрим стоимость модели Экосвет- Х-200-Л:

Город	Цена, у. е.
Саратов	9,5
Челябинск	9
Москва	9,7
Воронеж	9,5
Санкт-Петербург	9,7
Самара	9
Ростов-на-Дону	9,5

Источник: www.asutpp.ru

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.
нако 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.
статочно 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.

Источник: okcomfort.com

Применение

Выключатель света по хлопку включается и отключается в результате реакции на издаваемый шум. Алгоритм работы таков: первый хлопок — включение, второй — выключение.

Устройства подобного типа рекомендуется ставить только в нешумных помещениях. К помещениям такого типа относят спальни, кладовки, подсобные комнаты, подвалы. Нерационально устанавливать хлопковые устройства в помещениях, где бывает множество людей (офисы, гостиные, производственные территории), так как посторонние шумы приводят к ложным реакциям устройств.

Наиболее распространенное место для установки выключателя света по хлопку — спальня. Очень удобно управлять освещением, не вставая с постели. Популярны хлопковые системы в семьях с маленькими детьми, так как для включения или выключения света теперь не нужно дотягиваться до высоко расположенного выключателя.

Многие путают хлопковые и акустические устройства. Акустический выключатель срабатывает на любой шум, а хлопковый — только на хлопки.

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.

Технические характеристики

Для примера разберем характеристики стандартного прибора по включению и выключению света по хлопку.

Данные устройства:

1. Электропитание подается от стандартной сети с напряжением 220 Вольт.
2. Максимальная общая мощность потребителей не превышает 300 Ватт.
3. Разброс регулирования звука в рамках 30 – 150 децибел.
4. Допустимый температурный режим: от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля.
5. Класс защиты корпуса — IP30.

В сети применяются разнообразные светильники:

1. Лампы накаливания и галогенные источники света.
2. Энергосберегающие или люминесцентные лампочки.
3. Светодиодные устройства.

Указанные характеристики соответствуют требованиям закона Российской Федерации под номером 261. Этот акт регулирует правила рационального использования электрической энергии.

По размеру оборудование схоже со спичечным коробком, то есть компактное. Это дает возможность установить его неподалеку от светильников. Фиксация прибора осуществляется на винты-саморезы или двусторонним скотчем.

Схема подключения и монтаж

Ниже показана схема выключателя света по хлопку. Основываясь на ней, можно подключить данное устройство.

Белые проводники, имеющиеся у прибора, подключают к сети. К черным проводам подключают нагрузку. Чтобы соединить медные проводники, понадобятся клеммы. Черные проводники соединяют с лампочкой светильника. Данные устройства подключаются по параллельной схеме.

Электропитание выключателя осуществляется через одноклавишный выключатель. Если нужно его отключить, понадобится просто нажать на выключатель.

Чувствительность звука контролируется соответствующим регулятором. Рекомендуется использовать среднее звуковое значение.

Испытания

Перед включением устройства следует его настроить, чтобы исключить ложные срабатывания на посторонние звуки. Например, хлопковый прибор не должен отзываться на удары молотка, стук посуды, звонящий телефон или включенный перфоратор.

Настройки осуществляются экспериментальным путем. Прибор считается настроенным, когда срабатывает только на хлопки.

Производители

Наиболее известные модели, представленные на российском рынке — «Экосвет» и «Claps». Рассмотрим их основные характеристики.

Выключатель «Экосвет»

Устройство «Экосвет» предназначено для работы с лампочками на 220 Вольт.

Основные параметры прибора:

• нагрузка — 300 Ватт;
• разброс звукового сигнала — от 30 до 150 децибел;
• уровень защищенности корпуса — IP30;
• допустимый температурный режим — от 20 градусов ниже нуля до 40 градусов выше нуля;
• стоимость — от 350 рублей.

«Экосвет» фиксируют саморезами за крепежные лапы. Прибор не рекомендуется устанавливать в шумных помещениях. Несмотря на то, что «Экосвет» настроен на хлопки, возможны ложные срабатывания.

На рисунке вверху показана схема подключения прибора. «Экосвет» соединен с обычным выключателем, чтобы предоставить возможность обесточивания схемы и прекращения его работы.

Выключатель «Claps»

Данная модель представляет собой одну из последних разработок, где звуковой сигнал обрабатывается продвинутым микропроцессором. Прибор реагирует только на хлопки, поэтому ложную информацию игнорирует. Обязательное условие для срабатывания — определенный характер передачи звуков, когда хлопки должны идти подряд.

В одной комнате может находиться один или несколько выключателей. Каждый из них будет настроен на заданное количество хлопков. Для этого на плате ставят перемычку в нужную позицию. В результате появляется возможность управления несколькими несвязанными друг с другом приборами, к примеру, кондиционером и светильником, телевизором и магнитофоном. «Claps» компактен (примерно как коробок спичек) и может быть вмонтирован в любое место, в том числе в подрозетник.

Стоит «Claps» больше, чем «Экосвет» (2450 рублей против 350), но и надежность его выше. «Claps» будет работать с люминесцентными лампочками даже при плавном включении нагрузки («Экосвет» на это не способен).

Изготовление выключателя своими руками

Хлопковое устройство можно изготовить самостоятельно.

Для этого понадобятся 3 платы:

• Arduino Nano;
• звуковой модуль;
• плата силового реле.

Кроме того, нужен компьютер, USB-шнур, 5-вольтовый блок питания. На компьютер следует поставить программу Arduino IDE, предназначенную для прошивки микроконтроллера.

После копирования данных скетча и вставки текста в окно Arduino IDE необходимо тут же сделать прошивку контроллера. При смене некоторых регулировок и перезаписи устройства есть возможность тонкой настройки звукового реле под собственные нужды.

 

На схеме видно, что контроллер имеет 4 провода. Пара из них идут на питание, желтый провод направлен на управление силовым реле (контакт 13), а зеленый — провод управления от микрофона, подключенный к А0 контроллеру.

Обратите внимание! Микрофон конденсаторного типа можно заменить на электретный микрофон, в котором в качестве фиксированной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения применяется пластинка из электрета. Отличительное свойство материала — способность сохранения поверхностного заряда на протяжении больших отрезков времени.

В составе микросхемы есть 8 аналоговых входов и 14 цифровых входов и выходов. В рассматриваемом примере используются А0 и D13, поскольку с ними включается светодиод на плате Arduino.

При замене показателя AnalogRead определяется пороговая чувствительность. Наибольшее значение — 1024. Если изменить значение Delay, скорректируется время на исполнение скетча. Таким образом достигается желаемое время готовности к переключению. Так же определяется порог, защищающий от помех и ложных срабатываний. Чувствительность микрофона меняется еще и переменным регулятором, расположенным на плате. Настройка и отработка схем осуществляется на плате Arduino UNO.

Источник: 220.guru

Популярные инфракрасные барьеры реагируют на пересечении луча между передатчиком и приемником. Однако в некоторых ситуациях установка двух модулей напротив друг друга затруднена или даже невозможна.

В данной статье представлено устройство лишенное этого недостатка. Данный бесконтактный инфракрасный выключатель будет полезен в местах, где включение освещения или вентиляции необходимо в течение короткого времени.

Схема рассчитана на управление нагрузкой питаемой от электросети 220 В. Бесконтактный выключатель срабатывает при обнаружении инфракрасного луча отраженного от объекта.

За функциональность инфракрасного выключателя отвечает микроконтроллер Attiny13. Он периодически каждые 10 мс генерирует 30 импульсов подаваемых на ИК-диод. Эти импульсы имеют частоту около 36 кГц и заполнение 2%, благодаря чему расход энергии небольшой. Конденсатор C5 улучшает скорость изменения напряжения на ИК-диоде, в частности, когда транзистор VT1 выходит из состояния насыщения.

Если часть излучаемого света отражается от приближающегося объекта, приемник TSOP4836 подает демодулированный сигнал на вход микроконтроллера. Одновременно с этим АЦП микроконтроллера считывает величину напряжения с потенциометра (время включения) и подается питание на светодиод оптрона. Время включения настраивается с шагом в одну секунду в диапазоне 10 … 1033 сек, то есть примерно до 17 минут.

В данной схеме оптрон установлен не для гальванической развязки, так как вся схема все равно питается от бестрансформаторного источника питания. Его роль – правильное управление триаком BT137, а именно включение его в обеих полуволнах сетевого напряжения.

В качестве оптрона выбран MOC3063, поскольку для его включения необходим наименьший (из всего семейства) ток — 5 мА. Тесты показали, что и с MOC3062 (необходимо 10 мА) схема работает хорошо.

Бестрансформаторный источник питания спроектирован таким образом, чтобы обеспечить напряжение около 5В, необходимое для правильной работы микроконтроллера. Резисторы R1 и R2 разряжают конденсатор C1 после выключения питания, в то время резисторы R3…R5 ограничивают протекающий ток через конденсатор при включении питания.

Последовательное соединение резисторов обеспечивает их нормальную работу при высоком напряжении. Кроме того, в случае пробоя конденсатора С1, один из резисторов R3…R5 сработает как предохранитель и прервет цепь. Выпрямленное напряжение с диодного моста стабилизируется стабилитроном и сглаживается конденсаторами.

Схема инфракрасного барьера собрана на односторонней печатной плате с размерами 38 мм × 45 мм. Размеры платы позволяют установить устройство в электрическую распределительную коробку диаметром 60 мм.

Сборку бесконтактного инфракрасного выключателя начинают с установки SMD компонентов. Далее все остальные элементы, начиная с двух перемычек из проволоки.

При программировании микроконтроллера ATtiny13 фьюзы необходимо оставить по умолчанию, за исключением CKDIV8, который должен быть отключен. ИК-диод и фотоприемник должны быть расположены снаружи устройства и изолированы друг от друга перегородкой, предотвращающей засвета.

Стоит отметить, что большой номинал резистора R6, ограничивающего ток светодиода, был обусловлен ограничением прямого влияния светодиода на фотоприемник. При данных значениях элементов активация устройства происходит на расстоянии около 15 см.

Внимание! Поскольку все компоненты на печатной плате не имеют гальванической развязки с электрической сетью, важно соблюдать правила безопасности при запуске и эксплуатации оборудования.

Скачать рисунок печатной платы и прошивку (44,4 Kb, скачано: 457)

Источник: www.joyta.ru