Микроэлектронные проекты. Протопопов Александр Петрович. Жако - многофункциональный говорящий выключатель освещения с голосовым управлением.

►Полное управление голосом во всех режимах работы без записи образцов.
►Удобное голосовое меню для доступа ко всем функциям.
►Говорящие часы с резервным питанием, не требующие замены батарейки.
►Интеллектуальный говорящий будильник.
►Дистанционное управление с помощью Вашего пульта от аудио-видео-аппаратуры одной кнопкой, выбранной Вами, с запоминанием ее кода.
►Ручное управление посредством бесконтактного емкостного сенсора.
►Продление срока службы ламп (плавное включение света).
►Плавная регулировка яркости горения ламп.
►Автоматическое выключение света через 24 часа после включения.
►Голосовые подтверждения выполненных команд.
►Энергонезависимая память настроек.
►Красный световой индикатор режимов работы.
►Корпус фирмы GAINTA из высококачественного ABS-пластика.

Многофункциональный выключатель освещения с голосовым управлением (далее выключатель) предназначен для установки на место стандартного выключателя для скрытой проводки, не требует изменения размеров установочной ниши в стене и крепится также как обычный выключатель для скрытой проводки. На передней панели выключателя расположены: индикатор красного цвета, микрофон, громкоговоритель, окно приемника сигнала от пульта дистанционного управления и емкостный сенсор для ручного управления светом.

Индикатор красного цвета, расположенный на передней панели выключателя, может отображать четыре режима работы выключателя:

• Индикатор горит постоянно, когда свет выключен.
• Индикатор погашен, когда свет включен.
• Индикатор редко мигает. Если в помещении есть шум, который может помешать выключателю распознавать голосовые команды, индикатор мигает независимо от того включен или выключен свет. После устранения шума индикатор перестанет мигать по истечении пяти секунд, и тогда выключатель будет готов к приему голосовых команд.
• Индикатор часто мигает. Во время диалога с Вами, при ожидании ответа от Вас, индикатор выключателя начинает часто мигать, показывая, что выключатель Вас внимательно слушает и готов к приему команды.

Управление выключателем

1. Управление светом при помощи поднесения руки к емкостному сенсору. Данная функция позволяет включать свет на установленную ранее яркость горения ламп, выключать его или устанавливать новую яркость горения ламп. Для включения или выключения света достаточно кратковременного касания руки к сенсору, а для выбора новой яркости горения ламп следует удерживать руку на сенсоре. В результате выключатель установит минимальную яркость горения ламп и начнет плавно повышать ее. При достижении нужной яркости следует снять руку с сенсора. Выключатель запомнит этот уровень яркости, и всегда будет включать свет на выбранную Вами яркость, пока Вы не выберете другую.
    
2. Управление светом при помощи выбранной кнопки любого пульта дистанционного управления. Вы можете управлять выключателем, используя практически любой имеющийся у Вас в наличии пульт дистанционного управления. Например, пульт от Вашего телевизора. Сначала необходимо обучить выключатель реагировать на выбранную Вами кнопку пульта. Для этого коснитесь рукой сенсора и удерживайте руку на нем до достижения максимальной яркости и еще десять секунд до получения звукового сигнала, свидетельствующего о входе выключателя в режим обучения. Затем, направив пульт на выключатель, нажмите и немного подержите (до получения звукового сигнала от выключателя) выбранную Вами кнопку на пульте. Отпустите кнопку пульта. Обучение закончено. Теперь Вы можете управлять выключателем с пульта. Управление с пульта может осуществляться двумя способами. Вы можете выбрать, какой из них удобнее для Вас. При помощи пульта выключателем можно управлять точно так же, как Вы управляете выключателем рукой при помощи сенсора, или подобно тому, как Вы это делаете голосом, только вместо команды "Да" Вы будете нажимать кнопку пульта (расширенный режим управления). В последнем случае первое нажатие выбранной Вами кнопки сразу открывает голосовое меню выключателя. Этот способ интересен тем, что позволяет управлять всеми функциями выключателя с пульта дистанционного управления. Включить или выключить расширенный режим управления можно только обратившись к выключателю голосом и выбрав голосом пункт "Включить (выключить) расширенное управление с пульта" в голосовом меню (см. ниже). После выключения расширенного режима будет использоваться простой режим управления, позволяющий включать или выключать свет и выбирать яркость горения ламп.
    
   Выключатель может распознавать и запоминать коды подавляющего большинства пультов, включая даже коды с изменяемыми битами (например, код в стандарте RC-5), но к сожалению, изредка некоторые производители выпускают пульты дистанционного управления, не позволяющие считывание и запоминание кода нажатия кнопок. В этом случае выключатель, когда Вы обучаете его реагировать на выбранную Вами кнопку, анализируя полученные от пульта данные, автоматически примет решение о невозможности запоминания кода кнопки такого пульта, выдаст специальный длинный прерывистый звуковой сигнал и включит альтернативный режим управления с пульта. Альтернативный режим отличается от обычного тем, что выключатель будет реагировать на нажатие любой кнопки любого пульта. В этом случае для управления выключателем необходимо кратковременно нажать и отпустить любую кнопку на пульте. Выключатель ответит длинным звуковым сигналом. Во время звукового сигнала необходимо снова нажать кнопку на пульте и сразу же отпустить, если Вы хотите включить или выключить свет. При работе с таким пультом доступен только самый простой режим управления (включение или выключение света). Расширенный режим управления в этом случае автоматически выключается и в голосовом меню пропускается пункт "Включить (выключить) расширенное управление с пульта". Если вдруг используемый Вами пульт оказался из этой серии пультов, запоминание кода которых невозможно, то целесообразно использовать какой-нибудь другой пульт для управления выключателем. Обычно, исходя из технических характеристик, оптимальным является использование пультов от телевизоров. Тестирование всех существующих кодов пультов (от разных производителей) проводилось с использованием универсального программируемого пульта Philips SBC RU880/00.
    
3. Управление голосом без предварительной записи образцов голоса. Вы можете управлять выключателем, отдавая ему голосовые команды. Никакой специальной настройки на голос конкретного человека не требуется. Всего используется четыре команды:

• "Выключатель, открыть меню"

• "Да"

• "В начало"

• "Не мешай"

Команды должны произноситься достаточно громким и спокойным голосом (не следует кричать, шептать или невнятно произносить команды, выключатель распознает только нормальное произношение) с расстояния от 1 до 4 метров. Не нарушайте указанную дальность при разговоре с выключателем. Команды лучше произносить так, как Вы бы это делали, показывая нормальное произношение слов ребенку или иностранцу, изучающему русский язык - достаточно чисто и спокойно, правильно выговаривая все буквы. Как иногда Ваш собеседник не может понять сказанное Вами и просит повторить, так и выключатель в случае, если полученную команду ему не удается распознать, попросит Вас: "Пожалуйста, повторите". В этом случае надо просто повторить команду. Возможно, она не была распознана из-за каких-либо посторонних шумов в комнате, не совсем верного произношения, слишком большого или слишком малого расстояния до выключателя. Если Вы находитесь вблизи выключателя лучше говорить вполголоса, то есть примерно так, как Вы обычно говорите с находящимся рядом человеком. При увеличении расстояния громкость голоса можно немного увеличивать. Ни в коем случае не пытайтесь кричать, выключатель распознает только спокойное произношение слов. При постоянных шумах в помещении пользуйтесь (для управления выключателем) пультом дистанционного управления (расширенный режим, как уже упоминалось выше, позволяет управлять всеми функциями). Если голосовое управление у Вас вызывает какие-либо трудности, то специально для этого случая в выключателе предусмотрен "Режим тренировки", который позволит Вам потренироваться в управлении выключателем.

• Команда "Выключатель, открыть меню!" служит для открытия голосового меню выключателя. Внимание! Произносить ее можно только тогда, когда красный индикатор на выключателе НЕ МИГАЕТ. В противном случае любые команды игнорируются. Индикатор мигает, когда в помещении есть шум, который может помешать выключателю распознавать голосовые команды. Через пять секунд после прекращения шума индикатор перестанет мигать и можно будет произнести команду "Выключатель, открыть меню!". После этого выключатель произнесет: "Жако хороший". Вы должны сразу ответить "Да", если хотите открыть меню, или промолчать, если открывать меню не надо. Если не требуется открытия меню, то можно (вместо молчания) произнести команду "Не мешай". При ожидании ответа от Вас индикатор выключателя начинает часто (быстро) мигать, показывая, что выключатель Вас внимательно слушает и готов к приему команды.
   

• Команда "Да" позволяет Вам выбрать нужный пункт меню и заставляет выключатель выполнить соответствующее действие. Например, ответив "Да" после предложения выключателя "Включить свет", Вы тем самым отдадите команду на включение света. Если Вы промолчите, то выключатель перейдет к следующему пункту меню. Таким образом, молчание выражает Ваш отказ от выполнения, предложенного выключателем действия.
   

• Команда "В начало" может использоваться в любом месте меню для безусловного перехода в начало меню. После ее произнесения выключатель скажет: "Жако хороший". Вы должны сразу ответить "Да", если хотите открыть меню, или промолчать, если открывать меню не надо (то есть, если Вы хотите закрыть меню). В последнем случае можно произнести команду "Не мешай". Таким образом, команду "В начало" можно использовать не только для перехода в начало из любого пункта меню, но и для закрытия меню в любой момент.

Голосовое меню выключателя

Ваш ответ "Да", произнесенный после фразы выключателя "Жако хороший", откроет голосовое меню, полное описание которого приводится ниже. Зеленым цветом выделены слова, произносимые выключателем. Красным цветом выделены Ваши команды.  Черным цветом указаны действия, выполняемые выключателем. Внимание! В любом месте голосового меню Вы можете дать выключателю команду "В начало". Голосовое меню в этом случае остается открытым, но выключатель опять начнет произносить все пункты голосового меню, начиная с фразы "Жако хороший" (на эту фразу надо ответить "Да", иначе меню будет закрыто).

• Включить (выключить) свет.
  Да.
  Свет включен (выключен).
  Свет включен (выключен).
   

• Установить яркость.
  Да.

  • Выбирайте яркость.
    Нарастание яркости от минимального уровня до максимального уровня.
    Да.
    Установлено.
    Выбор и запоминание яркости (если Вы не произнесли команду "Да" то, по достижении максимального уровня яркости, будет выбрана и запомнена максимальная яркость).
     

• Прослушать время.
  Да.
  Выключатель произносит голосом текущее время.
   

  • Установить время.
    Да.
    Выбирайте десятки часов.
    Если надо установить значение часов меньшее 10, например, Вы желаете установить 9 часов, то в этом пункте меню следует выбрать "ноль".
    Выключатель произносит цифры от 0 до 9. Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру.
    Да.
    Выбирайте единицы часов.
    Выключатель произносит цифры от 0 до 9 (Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру).
    Да.
    Выбирайте десятки минут.
    Выключатель произносит цифры от 0 до 9 (Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру).
    Да.
    Выбирайте единицы минут.
    Выключатель произносит цифры от 0 до 9 (Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру).
    Да.
    Установлено.
    Выключатель произносит голосом установленное время.
    В том случае, если было установлено недопустимое значение времени, выключатель произнесет слово "ошибка" и закроет меню со словами "меню закрыто".
     

• Прослушать будильник.
  Да.
  Выключатель произносит голосом время, на которое установлен будильник.

  • Включить (выключить) будильник.
    Да.
    Будильник включен.
    Будильник переводится во включенное состояние. Это означает, что он будет звонить каждый день в то время, которое Вы далее установите. Отказ от включения будильника (молчание) или его выключение вызывают предложение о закрытии меню.

    • Установить будильник?
      Да.

      • Выбирайте десятки часов.
        Выключатель произносит цифры от 0 до 9 (Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру).
        Да.
        Выбирайте единицы часов.
        Выключатель произносит цифры от 0 до 9 (Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру).
        Да.
        Выбирайте десятки минут.
        Выключатель произносит цифры от 0 до 9 (Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру).
        Да.
        Выбирайте единицы минут.
        Выключатель произносит цифры от 0 до 9 (Вы выбираете нужное значение, произнося команду "Да" после того, как выключатель назовет нужную Вам цифру).
        Да.
        Установлено.
        Выключатель произносит голосом установленное время будильника.
        Будильник включен.
        Таким образом, по окончании установки времени срабатывания будильника, Вы автоматически услышите выбранное Вами значение времени срабатывания будильника и подтверждение того, что будильник включен. В том случае, если было установлено недопустимое значение времени, выключатель произнесет слово "ошибка" и закроет меню со словами "меню закрыто".

• Выключить (включить) расширенное управление пультом.
  Этот пункт меню доступен только при управлении голосом, при управлении пультом он пропускается.
  Да.
  Установлено.
   

• Включить режим тренировки.
  Да.
  Включен режим тренировки.
  В этом режиме Вы можете произносить команды "Да" и "В начало", а выключатель будет их повторять. В случае, когда распознавание затруднительно, выключатель попросит Вас: "Пожалуйста, повторите". Выход из этого режима осуществляется автоматически после 20 секунд тишины или после правильного произнесения команды "Да" пять раз подряд. О выходе из режима тренировки выключатель сообщит звуковым сигналом и предложением "Закрыть меню". На это можно ответить "Да", если Вы хотите закрыть меню, или "В начало", если Вы не хотите закрывать меню.
   

• Закрыть меню.
  Да.
  Меню закрыто.
  Выключатель закрывает голосовое меню. Если Вы промолчите, то меню будет закрыто (это единственный пункт меню, где молчание означает согласие). Для повторного открытия меню необходимо будет дождаться отсутствия мигания красного индикатора и произнести команду "Выключатель, открыть меню". Если Вам необходимо оставаться в меню, произнесите команду "В начало".
  В начало.
  Голосовое меню остается открытым. В этом случае выключатель опять начнет произносить все пункты голосового меню, начиная с фразы "Жако хороший" (на эту фразу надо ответить "Да", иначе меню будет закрыто).

Примечание. После выполнения какой-либо функции (например, включения или выключения света) выключатель предлагает закрыть меню. Для продолжения диалога с выключателем следует произнести команду "В начало". Молчание или команда "Не мешай" приведут к закрытию меню.

Особенности выключателя

1. Выключатель имеет встроенную литиевую батарейку, рассчитанную на весь срок службы выключателя (она не требует замены), которая  позволяет ему продолжать отсчет времени даже тогда, когда у Вас в доме выключили свет. То есть утром, не смотря на ночное выключение электроэнергии, будильник выключателя прозвонит точно в положенное время. Если электроэнергии не было более 18-ти часов, то установки времени и будильника будут принудительно сброшены.
    
2. Выключатель запоминает установленную яркость. Если свет выключить, а затем, спустя любое время, включить, то яркость будет именно такой, которую Вы установили прежде. Вы можете использовать люстру, в которой установлено много мощных ламп для получения более мягкого и в тоже время равномерного освещения. Если же выбрать минимальную яркость горения ламп, то люстра фактически превращается в ночник.
    
3. Через 24 часа после включения света или изменения яркости горения ламп, свет будет автоматически погашен. Это нужно для того, чтобы Вы случайно не оставили его гореть (по забывчивости) на неделю и более, отправившись в загородный дом или в отпуск.
    
4. При срабатывании будильника раздается мелодичный сигнал, выключатель произносит текущее время и предложение о выключении будильника "Выключить будильник". Если вы промолчите, то все это повторится, начиная с мелодичного сигнала, и так будет повторяться до 20 раз. Если же Вы ответите "Да", то сигнал будильника будет выключен (завтра он прозвонит снова, если его не выключить через голосовое меню в соответствующем пункте). Затем автоматически поступит предложение об открытии меню - "Жако хороший", чтобы Вы могли открыть меню, сказав "Да". После этого, например, Вы можете включить свет, ответив "Да" на предложение "Включить свет", или можете выбрать пункт "Установить яркость", чтобы включить свет на небольшую яркость, более приятную для глаз после пробуждения.
    
5. Выключатель защищает Ваши лампы, продлевая срок их службы. Этот эффект достигается плавным включением ламп. Как известно, в момент включения лампы через ее нить накала проходит ток, примерно в десять раз больший по сравнению с номинальным током лампы. То есть, в начальный момент времени на лампе с номинальной мощностью 100 Ватт выделяется мощность до 1000 Ватт. Именно поэтому лампы и перегорают в момент включения. Таким образом, приятное для глаз плавное включение ламп позволяет еще и продлить срок их службы, что позволит гораздо реже менять лампы.
    
6. Выключатель не имеет движущихся в процессе работы механических частей, которые, как известно, приводили бы к снижению надежности. Ручное управление светом осуществляется посредством емкостного сенсора, который реагирует на поднесение руки. Выключатель не имеет коммутируемых электрических контактов, которые могли бы обгорать, искрить и создавать радиопомехи. В нем использованы только лучшие электронные компоненты ведущих мировых производителей, позволившие создать для Вас этот умный и совершенный выключатель, который очень любит пообщаться с Вами.

Принципиальная схема

Монтаж выключателя

Как уже упоминалось, выключатель полностью подходит для установки на место стандартного выключателя для скрытой проводки, не требует изменения размеров установочной ниши в стене и крепится также как обычный выключатель для скрытой проводки. Единственное отличие состоит в том, что этому выключателю требуется нулевой провод, но это совсем не сложно ему предоставить. Как это сделать? Есть два способа. Вы можете выбрать наиболее простой и подходящий Вам. При этом вполне можно обойтись без прокладки дополнительного провода, достаточно лишь имеющиеся провода подключить чуть иначе, чем было ранее.

Первый способ подключения нулевого провода
(если у Вас ранее был установлен выключатель с двумя клавишами)

На Рисунке 1 показана схема включения ламп стандартным двухклавишным выключателем.

Нулевой провод подключается к лампам, он есть только на потолке. Как нам получить его в нише выключателя? Очень просто. Мы фактически освобождаем один из двух проводов, идущих от люстры к выключателю, так как он нам все равно не будет нужен для управления лампами, и подключаем его к нулевому проводу, выходящему из потолка. Таким образом, мы получаем нулевой провод в нише выключателя. Посмотрите на схему, изображенную на Рисунке 2.

Провода, выходящие из выключателя Жако имеют следующую цветовую маркировку: ФАЗА - коричневый провод, НОЛЬ - синий провод, ЛАМПЫ - желтый провод. Теперь подробнее о том, как выполнить подключение. Начинать удобнее, когда старый выключатель вынут из ниши, но все провода остаются подключенными к нему. Напряжение в сеть квартиры должно быть подано. Переведите обе клавиши выключателя в положение выключено. Свет при этом будет погашен, разумеется. Индикаторной отверткой определите на каком проводе, приходящем на выключатель, есть напряжение. Напряжение будет только на одном из этих трех проводов. Это провод - "ФАЗА". Отметьте его коричневым маркером или кусочком липкой ленты с надписью "ФАЗА". Затем переведите обе клавиши выключателя в положение включено. Теперь проверим напряжение на проводах, приходящих на люстру. На двух из них индикаторная отвертка покажет напряжение, а на третьем напряжения не будет. Этот провод без напряжения - "НОЛЬ". Отметьте его синим маркером или кусочком липкой ленты с надписью "НОЛЬ". Переведите одну  клавишу выключателя в положение выключено (любую клавишу из имеющихся двух). На Вашем выключателе имеется три контакта. Проверьте индикаторной отверткой на каком контакте отсутствует напряжение (оно будет отсутствовать на контакте соответствующем выключенной клавише). Пометьте провод, подключенный к этому контакту, как "НОЛЬ". Отметьте его синим маркером или кусочком липкой ленты с надписью "НОЛЬ". Таким образом в нише выключателя у нас оказались помечены два провода - "НОЛЬ" и "ФАЗА". Оставшийся провод - "ЛАМПЫ". Отметьте его желтым маркером или кусочком липкой ленты с надписью "ЛАМПЫ". Вернемся к проводам, приходящим на люстру. Один из них уже отмечен у нас как "НОЛЬ". Проверьте два других индикаторной отверткой. На одном будет напряжение, а на другом нет. Провод без напряжения следует как-либо пометить и запомнить его название, как "НОВЫЙ НОЛЬ". Оставшийся провод - "ЛАМПЫ". Отметьте его желтым маркером или кусочком липкой ленты с надписью "ЛАМПЫ". Теперь отключите подачу электроэнергии в квартиру при помощи выключателя, установленного в электрощите. Убедитесь в отсутствии напряжения на проводе "ФАЗА", приходящем на выключатель. Вернитесь к проводам, приходящим на люстру. Отсоедините от клеммы провод "НОВЫЙ НОЛЬ", выходящий из потолка, и подсоедините его (на одну клемму) к проводу "НОЛЬ". От освободившейся клеммы (на которой был ранее провод "НОВЫЙ НОЛЬ") отсоедините провод, приходящий на нее со стороны люстры, и подключите этот провод на клемму "ЛАМПЫ", объединив его с уже имеющимся там проводом. Теперь провода к люстре полностью подключены, можете закрыть их и вернуться к выключателю. Отсоедините провода от старого выключателя и подключите их к выключателю "Жако" в соответствии с маркировкой: ФАЗА - коричневый провод, НОЛЬ - синий провод, ЛАМПЫ - желтый провод. Аккуратно снимите две круглые пластиковые заглушки с лицевой панели выключателя, расположенные по бокам от надписи "capacity sensor" (не потеряйте их). Под ними откроются отверстия для крестовой отвертки, которой можно завернуть винты монтажного крепления. Вставьте выключатель в нишу стены и заверните винты монтажного крепления. Установите обратно две круглые пластиковые заглушки на лицевую панель выключателя. Включите подачу электроэнергии в квартиру при помощи выключателя, установленного в электрощите. Не подносите руку близко к выключателю в течение десяти секунд после подачи электроэнергии. В это время идет автоматическая настройка емкостного сенсора. После короткого звукового сигнала выключатель готов к работе.

Второй способ подключения нулевого провода
(если у Вас ранее был установлен выключатель с одной клавишей)

В том случае, если у Вас до монтажа был установлен одноклавишный выключатель, то у Вас нет лишнего провода, который можно было бы использовать в качестве нулевого. На Рисунке 3 показана схема включения ламп стандартным одноклавишным выключателем.

В этом случае нулевой провод можно взять из коробки, расположенной в нише стены под потолком (прямо над выключателем) или из розетки, расположенной под выключателем. Вам понадобится отрезок провода. Этот провод используется только для питания электронной части выключателя. Ток через него весьма мал, поэтому подойдет провод практически любого сечения, с изоляцией рассчитанной на напряжение ~220В. Провод протаскивается по каналу в стене до ниши выключателя. Посмотрите на схему, изображенную на Рисунке 4.

Для примера на этой схеме показано подключение нулевого провода выключателя к нулевому проводу розетки, расположенной под выключателем. Примечание: определить фазовый и нулевой провод можно с помощью индикаторной отвертки. При касании к фазовому проводу индикатор начинает светиться. Касание к нулевому проводу не вызывает свечения индикатора.

Почему этот выключатель называется "Жако"

Краснохвостый Жако (серый африканский попугай) считается наиболее способным к разговору. Он может запоминать и использовать, привязывая к событиям, до 100 и более различных слов и фраз. Что позволяет ему вести почти осмысленный диалог с человеком. При этом он весьма похоже копирует голоса разных людей. Считается, что интеллект этой птицы примерно равен интеллекту шестилетнего ребенка. Срок жизни Жако сравним со сроком жизни человека. Поскольку этот выключатель может будить Вас по утрам, поддерживать беседу с Вами, выполнять Ваши команды, надежен и долговечен, а еще потому, что он такой же стильный, модный и сообразительный, как сам Краснохвостый Жако, поэтому он и был назван "Жако".

Информация для желающих инвестировать производство или производить выключатели "Жако"

Приглашаю к сотрудничеству инвесторов, желающих вложить деньги в широкомасштабное производство этих выключателей и руководителей предприятий, желающих выпускать выключатели "Жако". Связаться со мной можно по адресу aprog@mail.ru. Более полную и обновленную информацию смотрите на странице моего сайта, посвященной этому выключателю.