Arduino 拍手开关：KY-037 声音传感器两次拍手控制灯，阈值这样调

一个用得住的拍手开关，读的是 KY-037 的模拟脚，不是它的数字脚：以 ADC 允许的最快速度采 A0，量出信号在 20 ms 的窗口里摆动了多大，再把间隔 120–800 ms 的两次摆动算作一次翻转。满网教程都在教的那套「拧电位器 + D0」，在台面上能用，到傍晚就飘了；这一套稳得住。

做一个 Arduino 拍手开关，需要哪些零件？

KY-037 声音传感器是一块红色小板，一头是两条弯脚撑起来的银色驻极体话筒，板上还有一颗蓝色微调电位器、一颗 LM393，以及四根直的公排针。这排针把接线方式定死了：它直接插进面包板，再用公对公杜邦线接到 Uno 的排母上。

继电器模块要选 5 V 版本，因为它那颗 Songle SRD-05VDC-SL-C 的线圈可以直接吃 Uno 自己的 5 V 轨；12 V 模块是同一块红板换了 12 V 线圈，属于本来就有 12 V 的系统。公对母杜邦线可以把面包板整个省掉；电脑跟 CH340 驱动过不去的话，就选 FT232 版 Uno。

KY-037 是怎么把一次拍手变成信号的？

KY-037 的驻极体话筒，是从 + 脚经一颗电阻偏置起来的，而声音是压强的振荡，所以那个节点上是一个骑在稳定直流电平上的交流信号。一次拍手会让它在几毫秒里往静息电压的上下两边猛摆，随后房间的反射再拖着它振荡几十毫秒才平息。A0 接的就是这个节点。

KY-037 的 LM393 拿这个节点去和蓝色微调电位器设定的一个参考电压比较 —— 那颗电位器标着 104，10 后面四个 0，也就是 100 kΩ —— 再用比较结果驱动 D0。这个输出是开集的：里面只有一个能把引脚拉到地的三极管，没有任何能把它推上去的东西，所以板子自己配了上拉电阻和一颗指示 LED。D0 回答的是一个被硬件焊死的问题；A0 给的是整个信号。

引脚（按丝印顺序）	接到	它承载什么
A0	Uno A0	话筒节点本身 —— 骑在直流偏置上的交流摆动
G	− 电源轨（GND）	地。注意它排在第二位，不在最后
+	+ 电源轨（5 V）	话筒偏置和 LM393 的供电
D0	不接	比较器输出。这份代码不用它

KY-037 和继电器模块怎么接到 Uno 上？

Uno 只有一个 5 V 插孔，而这里有两个模块要用，所以先从那个插孔把面包板的电源轨喂起来，两路供电都从轨上取。插 KY-037 的时候照着它的丝印来：地排在这一排的第二位，所以模块插错一格，就是把 5 V 灌进模拟输入。继电器板的两条边上各有一个三位的螺丝端子 —— 触点这一侧是 NO/COM/NC，控制那一侧是 IN/DC−/DC+ —— 所以每颗螺丝底下压一根杜邦线的针脚。

从	接到	为什么
Uno 5V、GND	+ 与 − 电源轨	两根公对公杜邦线。一个插孔就变成两个模块可以共用的一整条轨
KY-037 +、G	+ 与 − 电源轨	话筒偏置和比较器的供电
KY-037 A0	Uno A0	代码要量的就是这一路信号
继电器 DC+、DC−	+ 与 − 电源轨	给板子和线圈供电 —— 吸合时约 71 mA
继电器 IN	Uno D8	只驱动光耦里那颗 LED，几个毫安而已
灯	继电器 COM 和 NO	继电器不动作、或者板子没电的时候，灯都是灭的
选配 LED	Uno D13 → 220 Ω → LED 长脚，短脚回 − 电源轨	面板指示灯，和代码已经在驱动的板载 LED 并联。那颗电阻不是可选项

为什么「拧电位器 + D0」的拍手开关永远调不定？

KY-037 的那颗微调电位器只设定一个数字 —— 话筒节点要越过多高的电压，D0 才会翻转 —— 而这个唯一的固定阈值会带来三个问题。我们那篇 LDR 光敏电阻自动灯对光讲的是同一套道理。

阈值是固定的，房间不是。一台风扇、打在铁皮屋顶上的雨、空调压缩机启动，都会把环境声抬高几十毫伏，所以晚上十一点调好的那个点，到了中午不是漏掉拍手，就是被路过的车流触发。电位器对它所在的这个房间一无所知。

一次拍手是很多个边沿。波形上冲时越过阈值一次，回落时再越一次，之后每一个还够响的反射又各越一次，所以一次拍手出来的是一串毛糙的脉冲。按边沿翻转的代码就会翻好几次 —— 这正是最朴素的那版拍手开关只会闪、不会切换的原因。

贴着设定点它会抖。声音在阈值附近徘徊时会反复穿过它 —— 而这颗微调还是多圈的，螺丝要拧很多圈才走完整个量程，拧到两端还会打滑「咔咔」响。「拧到能用为止」，结果往往是螺丝已经顶死在一头了：

D0 不是没用，但它带不动这个继电器 —— 至少不是按想当然的那个方向。LM393 的灌电流很强，拉电流却只能靠自己那颗上拉电阻挤出来，不到一毫安，而光耦的 LED 要的是几毫安 —— 所以跳线帽必须挪到 L，让继电器在 D0 为 LOW 时吸合。而在 KY-037 上，LOW 恰恰是静息状态，拍手才是 HIGH —— 板子自己那颗 D0 指示 LED 会跟着翻，所以在接任何线之前，你就能亲眼看着这支脚回应一次拍手。于是安静的时候灯一直亮着，有噪声反而灭掉；把灯改接到 NC 而不是 NO，噪声又变回把灯点亮，代价是丢掉失效安全 —— 因为接在 NC 上的灯，在板子断电时也是亮的。不管哪一种，它都只是瞬时的。要「翻转」就要有记忆，要有记忆就要有代码。

拍手开关的代码是怎么在 A0 上认出一次拍手的？

量摆幅，不量电平。代码对 KY-037 的 A0 脚全速采样 20 ms，只留下这段里的最大值和最小值；两者之差就是峰峰摆幅。20 ms 长到足以让一次拍手最响的那几毫秒总能落进某一个窗口，又短到让后面那套双击计时还有够细的颗粒度。两个采样相减把直流偏置消掉了，所以根本不必知道静息电平在哪，信号先往上摆还是先往下摆也一样。

Uno 的 ADC 跑在 125 kHz 的时钟上 —— 16 MHz 除以 Arduino 内核默认的 128 分频 —— 每次转换要 13 个周期，所以 analogRead() 每秒大约给出 9,600 个采样，一个窗口里约 190 个。这远远不够重建音频，也不需要：高于采样率一半的成分不会凭空消失，而是折叠回低频，照样落成一个个大幅度的采样。我们量的是信号动得多猛，不是它在说什么。

阈值于是就是房间自己的底噪，加上一段余量。代码把安静窗口的摆幅做平均，每个窗口只往新值挪 3% —— 一步 20 ms，所以跟上房间的变化大约要三十个窗口、三分之二秒 —— 并且跳过任何含有拍手的窗口，这样一次拍手就永远抬不高它刚刚越过的那道杠。80 个计数的余量，就是 80 × 4.9 mV ≈ 0.39 V 的额外摆幅 —— 比一个安静房间自己游走的幅度高出一大截，作为一臂之遥拍手的起手数字很合适。A0 是话筒自己的节点，后面没有放大器，所以你一往后退，这个摆幅掉得很快：串口会把你的拍手实际量到多少打印出来，余量就跟着那个数字走。

两次拍手怎么变成刚好一次翻转？

第一次被接受的摆动会启动一个时钟，之后的 120 ms 代码是故意装聋的：一次拍手的直达声只有几毫秒，但它的反射会把电平撑住久得多，而且没有人能在十分之一秒里拍两下 —— 所以这段时间里的一切，都是同一次拍手。从 120 ms 到 800 ms，第二次摆动就把灯翻转。过了 800 ms 状态机放弃，所以一记关门声自己不会改变任何东西，一声大笑也不会。

这两个数字都是常数，不是物理定律：第二次拍手老是来得偏晚，就把 GAP_MAX 放宽；在硬墙贴砖的房间里串口把一次拍手数成两次，就把 REFRACTORY 加长。

/*
  拍手开关 - KY-037 声音传感器 -> Arduino Uno -> 5 V 继电器模块。
  不需要任何库。

  KY-037  +  -> 面包板 + 电源轨（5 V）      G  -> 面包板 - 电源轨（GND）
  KY-037  A0 -> Uno A0                      D0 -> 这份代码不用
  继电器  DC+ -> + 电源轨   DC- -> - 电源轨  IN -> Uno D8
  继电器的跳线帽保持出厂时的 H（高电平触发）。

  这份代码量的是话筒信号在一小段窗口里摆动了多大，而不是它停在什么电平上，
  所以直流偏置和那颗微调电位器都无关紧要。
  计时窗口内的两次摆动，就把灯翻转一次。
*/

const uint8_t PIN_MIC   = A0;
const uint8_t PIN_RELAY = 8;
const uint8_t PIN_LED   = 13;   // Uno 板上自带的 LED - 第一阶段不用继电器

const uint16_t WINDOW_MS   = 20;    // 一个测量窗口的长度
const int      CLAP_MARGIN = 80;    // 拍手要比房间高出多少个 ADC 计数
const uint16_t REFRACTORY  = 120;   // 拍手之后装聋的毫秒数（吞掉它自己的回声）
const uint16_t GAP_MAX     = 800;   // 毫秒：第二次拍手最晚可以在何时到

// 跳线帽在 H（出厂状态）= HIGH 吸合。挪到 L 就把这里设成 false。
const bool RELAY_ACTIVE_HIGH = true;

float    ambient     = 0;   // 滚动的底噪，单位是每个窗口的摆幅计数
bool     lampOn      = false;
uint8_t  state       = 0;   // 0 = 等第一次拍手，1 = 等第二次拍手
uint32_t lastClapAt  = 0;
uint32_t firstClapAt = 0;

// 用 analogRead() 能达到的最快速度采样 WINDOW_MS，返回这段里的
// 峰峰差。最大值减最小值，直流偏置就被消掉了。
int measureWindow() {
  uint16_t lo = 1023, hi = 0;
  uint32_t start = millis();
  while (millis() - start < WINDOW_MS) {
    uint16_t s = analogRead(PIN_MIC);
    if (s < lo) lo = s;
    if (s > hi) hi = s;
  }
  return (int)(hi - lo);
}

void setLamp(bool on) {
  lampOn = on;
  digitalWrite(PIN_LED, on ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(PIN_RELAY, (on == RELAY_ACTIVE_HIGH) ? HIGH : LOW);
}

void setup() {
  pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT);
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  setLamp(false);                 // 别的事情之前，先把继电器驱到关闭
  Serial.begin(115200);

  // 认一认这个房间：50 个窗口大约一秒。这段时间里请保持安静。
  long sum = 0;
  for (uint8_t i = 0; i < 50; i++) sum += measureWindow();
  ambient = sum / 50.0;

  Serial.print(F("noise floor "));
  Serial.print(ambient, 1);
  Serial.print(F(" counts, clap needs "));
  Serial.println(ambient + CLAP_MARGIN, 1);
}

void loop() {
  int      amp  = measureWindow();
  uint32_t now  = millis();
  bool     loud = amp > (int)(ambient + CLAP_MARGIN);

  // 只有安静的窗口才挪动底噪：每 20 ms 的窗口挪 3%，大约三分之二秒
  // 跟上房间的变化，而一次 20 ms 的拍手永远撼不动它。
  if (!loud) ambient += 0.03f * (amp - ambient);

  bool clap = loud && (now - lastClapAt >= REFRACTORY);
  if (clap) {
    lastClapAt = now;
    Serial.print(F("clap, swing "));
    Serial.println(amp);
  }

  if (state == 0) {
    if (clap) { firstClapAt = now; state = 1; }
  } else {
    if (clap) {
      setLamp(!lampOn);
      Serial.println(lampOn ? F("lamp ON") : F("lamp OFF"));
      state = 0;
    } else if (now - firstClapAt > GAP_MAX) {
      state = 0;                  // 单独一次拍手什么都不改变
    }
  }
}

在 Uno 上这份代码编译出来占 4,418 字节 Flash —— 32 KB 的 13% —— 加 214 字节 RAM。先别接继电器就跑起来：同一份代码会驱动 Uno 板上自带的 13 脚 LED，所以在任何东西「咔嗒」响之前，你可以先把拍手认稳。串口监视器设 115200，会打印出量到的底噪和每一次拍手的摆幅，所以漏掉的那一次拍手，会告诉你它差了多少。

继电器这一级是怎么把灯切换掉的？

继电器模块上那颗 SRD-05VDC-SL-C 的线圈是 70 Ω，所以吸合一次要吃 5 V ÷ 70 Ω ≈ 71 mA。加上 Uno 自己的 45 mA 左右，再加上传感器那几个毫安，整套大约落在 120 mA —— 在 Uno 那颗 USB 自恢复保险丝允许的 500 mA 以内，这也正是这里不需要第二组电源的原因。Uno 的引脚从来不承担那 71 mA：IN 只驱动光耦里的 LED，几个毫安而已，线圈是由 DC+ 喂的。这里光耦的两侧共用 DC−，所以它起的是缓冲而不是隔离作用：真正管用的那层隔离在继电器内部 —— 它的触点和线圈本来就是机械上分开的两块金属。

黑色跳线帽出厂时扣在 H 上，也就是高电平触发 —— 板子在那个三针小排针的一端印着 L、另一端印着 H，通电之前扫一眼就能确认 —— 而这个默认值是对的：Arduino 的引脚从上电到 setup() 跑起来之间都是高阻输入，所以 IN 悬空或为 LOW 时，整个启动过程灯都是灭的。它同时也是「我的继电器反着动」最常见的原因，因为从低电平触发的板子上抄来的代码，是写 LOW 来开灯的。把跳线帽挪到 L，就必须把 RELAY_ACTIVE_HIGH 设成 false。

把灯接在 COM 和 NO 之间，这样继电器不动作、或者整块板子没电的时候，灯都是暗的。这两颗螺丝是一个机械开关，不是一个输出：灯用的还是它自己那组电源 —— 把那组电源的正极线剪断，一头压进 COM，另一头压进 NO，Uno 那条轨上的电就永远流不到灯上。外壳上印着触点能承受多少：250 V AC 10 A、30 V DC 10 A，阻性负载。这里的一切都停在低压直流 —— 一条自带电源的 12 V 灯带，或者一盏小的直流灯。240 V 的灯自带另一套规矩：外壳、爬电距离、线缆载流量，还有你手能不能碰到的端子 —— 先读我们的继电器模块安全指南。拍手是词汇量只有一个词的语音控制，所以语音识别模块是从这里往上走最自然的一步；如果你要的是跟着「动作」走的灯，而不是跟着声音走的，那 PIR 人体感应才是更对的传感器。

真实客户身上常见的错误

指望它在大声音乐里也能用。只有安静的窗口才会挪动底噪 —— 这恰恰就是拍手抬不高自己那道杠的原因 —— 所以一段持续的大声音，就是一道底噪永远爬不上去的杠，代码于是把它读成一次接一次接一次的拍手。把 CLAP_MARGIN 调大、把传感器挪离音箱，或者接受一件事：拍手开关听的是一个安静房间之上的瞬态，而不是在一个吵闹房间里面听。

对着 D0 的每一个边沿做翻转。一次拍手产生六个边沿就翻六次，灯最后停在哪全看运气。修法不是去数边沿，而是在第一个边沿之后，把那 120 ms 里的一切都忽略掉。

想靠拧电位器来修一个模拟方案。那颗微调设定的是 LM393 的参考电压，而这个参考只到得了 D0 —— 它碰不到这份代码读的 A0 信号。

常见问题

为什么我的拍手开关会自己开开关关？

有东西在计时窗口里把阈值清过了两次。把 CLAP_MARGIN 调大，并且让传感器离继电器的「咔嗒」声远一点。

能用 KY-037 的 D0 脚代替 A0 吗？

做一个瞬时的声控继电器可以，前提是记住 D0 静息为 LOW、有声音才变 HIGH。做两次拍手的翻转就不行 —— 一个固定阈值，一次拍手好几个边沿。

为什么我的继电器动作方向反了？

跳线帽出厂扣在 H 上，所以 HIGH 才让线圈吸合，而低电平触发的代码写的是 LOW。要么挪跳线帽，要么把 RELAY_ACTIVE_HIGH 设成 false。

Arduino 的 5 V 脚能带得动继电器模块吗？

5 V 那款可以：线圈 71 mA，对 USB 的 500 mA 预算。12 V 的线圈在 5 V 上是吸不合的。

我能站多远拍手？

只要摆幅还能比底噪高出 CLAP_MARGIN 就行。声压随距离衰减，底噪不会 —— 要么把余量调低，要么把传感器挪近。

最后更新：2026 年 8 月。有问题？WhatsApp 联系我们。