ВКЛЮЧЕНИЕ УСТРОЙСТВ ПО ЗВУКУ

Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Представленная схема является простым детектором сигнала, который надёжно позволяет обнаруживать присутствие (появление) звукового сигнала. Его можно применять к примеру в любом усилителе НЧ, для автоматического включения его питания, как только появляется входной сигнал. В случае исчезновения сигнала детектор после определенного времени отключает усилитель, продлевая срок его службы и экономя электроэнергию. Такие автоматические выключатели часто можно встретить в серьёзных фирменных усилителях, в то время как в любительских конструкциях появляются довольно редко — поэтому идея точно пригодится для любых самодельных УНЧ. Этот детектор найдет свое применение в активных колонках и мощных сабвуферах, управляясь входными сигналами с линейного входа. Чувствительность системы естественно можно регулировать в широких пределах.

Электрическая схема

Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Схема электрическая детектор аудио сигнала

Детектор звукового сигнала представлен на рисунке выше. Он построен на основе двойного операционного усилителя U1 (LM358), чья первая половина работает как предусилитель, а вторая в качестве компаратора. Входной сигнал стерео подается на вход GP1 и в случае, если сигнал моно, один из входов остается не подключенным.

Рисунки и фото печатной платы

Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Готовые печатные платы

Принцип работы устройства

Резисторы R1 (10к), R2 (10k) и R3 (18k) представляют собой входной делитель напряжения и сумматор стерео сигнала, а также R3 устанавливает на входе потенциал массы в случае, если вход не подключен или источник сигнала выключен. Светодиоды D1 (1N4148) и D2 (1N4148) защищают усилитель U1 от повышенного напряжения на его входе, которое может появиться в момент, когда система обнаруживает присутствие сигнала на выходе.

Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Детектор звукового сигнала — плата с деталями

Так как операционный усилитель U1A питается несимметричным напряжением, необходимо создание нужного напряжения — половина питания. Эта задача возлагается на делитель R7 (10k), R8 (10k) и R6 (100k), а конденсатор C3 (100uF/35V) фильтрует это напряжение. Резисторы R4 (1к) и R5 (100k) определяют усиление U1A для полезного сигнала на уровне 100, в то время как C2 (100uF/35V) делает для постоянных сигналов усиление равным 1.

Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Детектор звука самодельный

Половина напряжения питания доступна благодаря R7 и R8 — это нужно для создания опорного напряжения для компаратора, построенного на другой половине усилителя U1. Регулировка опорного напряжения производится с помощью делителя, собранного с PR1 (22k) и R9 (100k), а его фильтрация обеспечивается конденсатором C5 (100nF). В результате потенциометром PR1 выполняется регулировка чувствительности всей системы. Резистор R11 (100 Ом) ограничивает ток зарядки С8 (100uF/35V), а диод D3 препятствует разрядке этого конденсатора, когда выход компаратора U1A в состоянии низкого потенциала (неактивный). С помощью резистора R10 (470k) установлено время разрядки конденсатора C8, то есть время задержки выключения выхода, так что пропадание сигнала влечёт за собой задержку примерно 20 секунд.

Подключение детектора

Когда на вход системы GP1 попадает сигнал с амплитудой, которая обеспечивает срабатывание компаратора U1B, напряжение на С8 увеличивается. Когда напряжение на этом конденсаторе превысит значение порога включения транзистора T1 (2N7000), он будет включен — загорится светодиод D4 и сработает реле подсоединенное к разъему GP3 (NS25-W2). Резистор R12 (330 Ом) ограничивает максимальный ток диода D4, в то время как D5 (1N4148) защищает систему от бросков тока индукции при отключении катушки реле. Питание схемы обеспечивает стабилизатор U2 (78L05) вместе с фильтрующими конденсаторами C4 (100uF/35V), C6 (47uF/25V) и C7 (100nF), а в GP2 — это разъем питания.

Принцип действия, устройство и схема акустического выключателя

Акустический выключатель – это устройство, которое замыкает и размыкает цепь от громкого звука или хлопка. Его можно использовать для включения освещения в доме, телевизора, музыкальной аппаратуры и других бытовых приборов. Акустический выключатель делает пользование электрическими устройствами простым и удобным.

Виды звуковых выключателей

Существуют следующие типы акустических выключателей:

  • Приборы, реагирующие на хлопок. Заранее программируется, при каком количестве хлопков будет выполняться та или иная команда.
  • Приборы, реагирующие на голос или заранее поставленную команду.
  • Комбинированные устройства (например, светоакустический выключатель). В них могут устанавливаться звуковые, световые датчики или сенсоры движения. Это наиболее технологичные устройства, у которых риск ложного срабатывания максимально снижен.
  • Устройства для слаботочных систем. Используются для подключения видеокамеры или передачи команды охране.

Акустические выключатели стали популярными благодаря удобству применения. Они полезны для пожилых людей, лежачих больных и маленьких детей. Приборы такого класса уже активно используются в системе «Умный дом».

Плюсы и минусы

Важнейшим преимуществом звукового переключателя перед классическими является простота и удобство использования. Пользователю не нужно думать, куда установить выключатель.

  • работают с любыми электроприборами или источниками света;
  • возможность включить и выключить бытовой прибор или свет, находясь в любой точке комнаты;
  • отсутствие лишних проводов;
  • надежность и длительный срок службы;
  • бесшумность;
  • безопасность.
  • Современные датчики умеют распознавать звук, который нужен для включения и выключения. Пользователю нужно точно знать, на какой именно сигнал отреагирует сенсор.
  • Зона чувствительности ограничена. В большой по площади комнате придется хлопать громко или подходить ближе к сенсору. Если увеличить чувствительность, датчик может ложно среагировать на аналогичные звуки.

Для радиолюбителей, которые хотят сделать хлопковый выключатель своими руками, недостатком является сложность электронной схемы.

Принцип действия

Звуковые выключатели работают следующим образом:

  • человек подает звук для включения (хлопок, фраза);
  • микрофон улавливает сигнал и передает его в виде напряжения на схему;
  • со схемы сигнал отправляется на транзистор, а с него на катушку реле;
  • по катушке начинает протекать электрический ток, из-за чего втягивается сердечник;
  • контакты цепи замыкаются;
  • ток поступает на светильник или бытовой прибор, из-за чего он включается.

Акустические выключатели света могут работать постоянно. Но также можно задать временной интервал, через который свет или прибор отключится.

Технические характеристики

Стандартный прибор имеет следующие параметры:

  • питание от сети 220 В;
  • максимальная мощность всех подключаемых устройств 300 Вт;
  • звук регулируется в пределах 30-150 децибел;
  • диапазон рабочих температур от -20 до +40 градусов;
  • степень влаго- и пылезащищенности IP30.

Работать выключатель может с серийными лампами накаливания или галогенными источниками, светодиодами и энергосберегающими светильниками.

Схема подключения и пошаговая инструкция по установке

Прибор устанавливается на одноклавишном или двухклавишном выключателе. Ставится в разрыв цепи между переключателем и светильником. К белым проводам подключается сеть, к черным – нагрузка.

Если в доме ставится светоакустический выключатель (САВ) по схеме с двумя люминесцентными лампами, порядок действий следующий:

  • подключить провода белого цвета к электросети, черного – к нагрузке ламп;
  • соединить белые провода с фазой и нулем с помощью клемм;
  • подсоединить черные провода к лампам светильника, которые подключены параллельно друг другу;
  • отключить классический одноклавишный выключатель;
  • поставить подходящую силу звука;
  • настроить датчик звука.

Сначала проверяется реакция на хлопки разной громкости. Затем нужно протестировать, как поведет себя переключатель при принятии других звуков (пылесос, электродрель, звонок телефона, стук тарелок). Если устройство реагирует на нежелательный звук, можно отрегулировать чувствительность микрофона.

Диммерный акустический выключатель

Диммирование – это регулировка нагрузки, которую потребляет прибор. С помощью диммеров можно плавно включать свет, регулировать яркости светодиодной лампы или лампочки накаливания. Не применяется для люминесцентной лампы. Также диммерные устройства могут применяться для регулировки температурного режима в утюгах, паяльниках, чайниках и других бытовых приборах.

Оптико-акустический выключатель нужен для диммерного включения электричества. Принцип работы микросхемы следующий:

  • сигнал в виде звука попадает на микрофон;
  • звук переводится в импульс;
  • импульс отправляется на микроконтроллер и проходит через усилитель, заряжая конденсатор;
  • достигается заряд большой величины, после чего переключается компаратор;
  • ноль на выходе меняется на импульс;
  • активируется транзитный генератор, который направляет импульсы;
  • открывается симистор, через который проходит питание на светильник;
  • конденсатор теряет уровень напряжения;
  • на симистор подается сигнал с возрастающим фазовым замедлением;
  • плавно включается свет.

Если правильно подобрать все номиналы компонентов, светильник выключается с паузой до 3 минут. Для работы диммера нужна лампа с мощностью не ниже 40 Вт. Напряжение на оптико-акустическом переключателе плавно изменяется в диапазоне от 0 до 220 В.

  • благодаря плавному включению увеличивается срок службы лампы;
  • возможность создания освещения нужной яркости в определенном месте;
  • возможность управления светом с помощью интеллектуальных систем.

К недостаткам можно отнести невозможность размыкать сеть в случае короткого замыкания и отсутствие защитной функции от перегрузок.

Диммеры не рекомендуется использовать для радиоприемников, телевизоров и изделий с импульсным питанием, так как они вызывают помехи.

Как выбрать

Перед покупкой нужно заранее решить, с какой целью покупается акустический выключатель. Приборы для домашнего использования, для гаража, подъезда или улицы разные, так как в каждых условиях свой уровень внешнего шума. Неправильный выбор приведет к тому, что устройство либо не будет срабатывать, либо будет реагировать на любой звук.

Хлопковые выключатели можно установить на 4 прибора. Например, за включение света будет отвечать один хлопок, за вентилятор – два, и так далее. Хлопки нужно делать подряд.

Для люстр с большим числом ламп можно купить переключатель с несколькими кнопками. Такие приборы имеют несколько каналов, и их можно подключить к определенной группе источников света.

Звуковой выключатель – это удобное устройство для включения и выключения света или бытовых приборов. Они могут реагировать на голосовые команды, хлопки и другие заданные звуки. Такие приборы используются в системе «Умный дом», их можно поставить и в обычной квартире.

Описание и разновидности датчиков звука, как сделать своими руками

Датчик, реагирующий на наличие звука — чудо техники, предназначенное для упрощения жизни и экономии ваших денег. Что это такое, и как его сделать, можно детально изучить в этом материале.

Введение

Датчики звука появились достаточно недавно, их основная функция – это включение света. В основном их используют в помещениях, где не всегда удобно или не стерильно искать выключатель. Это могут быть как больницы – где по правилам асептики небезопасно касаться сторонних предметов, так подъезды и жилые дома, тем самым экономя электроэнергию и время на поиски выключателя.

Читайте также  Устройство и виды теплиц

Описание и назначение

Датчики звука появились в начале 90-х годов и использовались в системах безопасности. Изначально они прославились низкой чувствительностью и ложными срабатываниями. Современные модели исправили эти недостатки и теперь они очень чувствительные и срабатывают только в подходящий момент.

Нынешние датчики владеют возможностью распознавать звука на основе записанного в него эталона, который записан в само устройство. Простые датчики не могут анализировать и реагируют на любой шум, чуть дороже – на хлопок, а лучшие образцы запрограммированы на огромное количество команд, поэтому стоят намного дороже.

Назначение это чудо техники получило в осветительных приборах, выполняя функцию включения и выключения света, когда приближается человек и образуется шум, то свет включается через 1-2 секунды, когда звук пропадает, проходит 15-0 секунду и происходит выключение света. Их используют в подъездах, жилых комплексах, больницах, туалетах. Они являются отличным выходом для семей, где есть дети. Очень часто, ребенок боится темноты, а такой датчик сможет решить проблему темных коридоров и страхов детей.

Датчик звука на красной плате

Конструкция и принцип действия

Датчик состоит из нескольких деталей: Микрофон, усилитель, реле и электроника, для анализа поступившего звука.
Звуковые датчики – это акустические устройства, поэтому, работают они по принципу поиска акустических волн. Когда звуковая волна попадает в устройства – происходит анализ, в соответствие с определенным параметром тишины. Контрольным пунктом выступают скорость и амплитуда звуковой волны, то-есть прибор реагирует на шумовой диапазон. Когда устройство получило эти данные, оно сравнивает их с запрограммированными, после отправляя команду на реле, что в свою очередь замыкает электрическую цепь и включает таймер, по истечению которого – зажигается свет.

Освещение включается на определенное время, в течении которого датчик не анализирует звуки, потом все начинается сначала, и если шума нет – то свет гаснет.

Датчики обладают слишком высокой чувствительностью и, чтобы минимализировать ложные срабатывания, нужно его настроить. Поэтому на датчике есть кнопки или колесики, которые настраивают границы предельного шума. Обычно выставляют 50 дБ – это равносильно хлопку в ладоши. Второй регулятор отвечает за время, через которое должен включиться свет.

Датчик на чёрной плате

Разновидности

В наше время, датчики делятся на три типа:

  • Стандартные датчики – реагируют на любой шум или команду.
  • Оптико-акустические модели. Если взять в расчет стандартный датчик, который может реагировать только на звук, то эти приборы работают совсем по-другому. Они не только ловят звук, но также ориентируются в уровне освещения в помещении, это позволяет не включать освещение в светлое время суток и этим экономить электроэнергию и деньги предприятия. Их строение отличается наличием фотоэлемента, с помощью которого и производится анализ освещенности помещения.
  • Звуковые датчики с обнаружением движения. Они способны реагировать не только на происходящий шум, но и включать свет, при появлении живых существ. Но их использование не всегда является удобным из-за множеств ложных срабатываний, которые происходят из-за грызунов, домашних животных и прочей живности.

Датчик звука вид сверху

Сферы применения

Звуковой датчик применяют в подъезд, что удобно в темное время суток, для людей которые возвращаются с работы. В больницах по причине стерильности, не очень удобно хирургу, который следует на операцию включать в коридоре или в любом другом месте свет. Последнее время, эти устройства широко используются в системах “умный дом”. В помещениях, жилых комплексах для людей с ограниченными возможностями.

Также на складах, где нет возможности включить сет, по причине занятости рук другими предметами и различных предприятиях, в последних принято использовать функцию “Хлопка”. И, конечно, в жилых домах, куда люди практически не заходят, к ним относятся кладовые, чердаки и подвалы, из-за их расположения и кромешной темноты, поиски выключателя могут закончится травмой.

Датчик звука

Как изготовить своими руками

Существует несколько способов изготовления датчика звука, ниже мы рассмотрим основные из них.

Простейшая схема

Самая простая схема состоит из акустического реле в количестве двух штук и триггера.

Акустическое реле

Проще этой схемы вы не сможете найти, ведь это реле собрано на одном транзисторе.

Выбор пал на МП 39 – это довольно старый германиевый транзистор. Их, обычно, полно в древней технике прошлого века. Микрофон мы тоже берем со старого телефона – это обычный угольный микрофон. Их можно достать из старого телефона, где номера набираются диском. Этот радиомикрофон обладает повышенной очень чувствительный наделен минимальной частотой диапазанного пропуска. Последнее уменьшает вероятность срабатывания от обычных шумов.

Принципы работы данной схемы:

  • Появился шум — упало сопротивление у микрофона. Далее вступает в силу конденсатор C1, который направляет переменный ток в транзистор.
  • После получения тока, транзистор отвечает за усиление сигнала
  • Далее принимает участие C2, с помощью коллектора транзистора происходит удвоение напряжения.
  • Теперь обращаем внимание, что через R3 проходит уже удвоенное напряжение на базу транзистора.
  • После этих действий наблюдаем, что транзистор открыт и работает в роли усилителя
  • Потом ток направляется на P1 и происходит замыкание контактов KP1.
  • Переменный ток пропадает, если звук отсутствует, а транзистор находится в полуоткрытом виде.

Схему можно собрать по разному, например на печатной или макетной плате и используют блок питания, вольтаж которого равняется 9-12 единицам.

Датчик звука

Триггер для управления освещением

Триггер даст возможность запускать и отключать свет при появлении звука.

Как все происходит:

  • Зашли и хлопнули в ладоши – свет включился.
  • Выходите и снова хлопаете – свет выключается.

Здесь лучше всего брать в расчет мощные диоды. Которые смогут выдержать напряжение в 220 единиц вольтажа и проходящий сквозь лампы ток. Обратите внимание, что конденсатор C1, который используется в этой схеме, обязан выдержать такое же напряжение.

Как работает схема:

  • Появился звук – замкнулся контакт KP1.
  • Напряжение заряжает конденсатор C1.
  • Проходимый электрический ток, который конденсатор проводит, изменяет положение якоря в другое место и Л1 включается.
  • D1 блокирует реле.
  • При этом D2 стоит в состоянии полной готовности.
  • Когда звук образуется снова — проводит ток сквозь диод D2, после чего якорь возвращается в начальное состояние и свет гаснет ( Л1 выключается).

Чтобы триггер включал и выключал лишь одну лампу, нужно конденсатор и резистор поставить взамен Л2.

Датчик на синей плате

Схема на трех транзисторах

Давайте посмотрим на схему посложнее. Которая может работать сама и включать свет по первому звуку, а по второму выключать.

Посмотрев на эту схему, мы видим транзисторы KT315 и KT818 – они продаются в любом спец магазине.

Чувствительность этого чуда техники, при питании 9B – является 2 метра. Соответственно, если увеличивать напряжение – то увеличиваем и восприимчивость, если уменьшать – ну, вы поняли.

Микрофон берем электродинамический. Вольтаж, которое должно выдержать реле равняется 220 единицам, не забываем и про проходимый ток.

Если хотите запитать акустическое реле нужно взять блок питания. В данном случае подойдет абсолютно любой с диапазоном 9-15B. Реле собирается на макетной или печатной плате.

С использованием микросхем

Более сложный, но очень интересный вариант. В нем используется микросхема. А чем именно он интересен – так это тем, что в не нужно дополнительно устанавливать блок для питания, так-как он уже есть в нем. И еще одно отличие – здесь стоит тиристор взамен электромагнитного реле.

Схема на 3 резисторах

Что же нам это дает?

Реле имеет ограниченное количество срабатываний, а тиристор – нет. Так же тиристор уменьшает габариты устройства, что тоже идет нам на руку. Аппарат что представлен ниже, имеет чувствительность 6 метров и работает с лампами 60-70 Вт, и конечно – защиту от помех.

Увеличение

Как вы могли заметить выше, что реле рассчитано на ограниченную нагрузку в размере 60-70 Вт. Для обычного освещения в подъезде или туалете этого вполне достаточно. Но в некоторых случаях, этого будет мало, тогда диоды VD2-VD5 и тиристор VS1 – закрепляют на радиаторы, чтобы те уменьшали их нагрев.

Места, где соприкасаются радиатор с другими деталями, должны быть хорошо отшлифованными. Это позволит получить нужный контакт. В этом случае теплопроводная паста будет вашим спасением от перегрева.

Обратите внимание, что нужно изолировать радиаторы.

Использование датчиков звука в режиме шума

Датчик

Изначально реле реагирует на команды, которые подает человек. В нашем случае – это хлопок. Но в некоторых ситуациях, нам нужна реакция на шум, для этого, нужно немного переделать реле. И самое интересное, что не нужно ничего усложнять. Схема требует небольших изменений.

К транзистору VT3 нужно подключить выход первого триггера(То-есть вывод 13 микросхемы соединяем с R7) и выходит так, что вторая часть микросхемы теряет свою необходимость.

Теперь одновибратор создает импульс всего на 0.5 секунды(на этот промежуток времени включается свет) Его будет недостаточно. Чтобы решить эту проблему, мы повышаем емкость конденсатора C4 и резистора R6. И смотрим на отклик, пока она не будет нас устраивать.

Вы можете долго и нудно настраивать нужную задержку, то увеличивая, то уменьшая емкости. Но желательно воспользоваться простой формулой T=CxR

Датчик звука на оранжевой плате

Преимущества и недостатки

Все в нашем мире имеет свои плюсы и минусы, и датчики имеют свои преимущества и недостатки. К положительным качествам можно отнести:

  • Небольшая стоимость позволяет использовать их любой категории людей.
  • Радиус действия достаточно велик, что позволяет услышать появление человека и включить свет в нужное время.
  • Датчик окупается тем, что уменьшает затраты на электроэнергию и покупку новых ламп.

Также свет выключается не сразу, а через определенный промежуток времени. Это позволяет пройти нужные комнаты и не оказаться в полной темноте.

Читайте также  ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО IMAX B6

Но и недостатки у этого устройства тоже есть. К ним относится невозможность монтажа в шумных местах и постоянные срабатывания дешевых моделей. Поэтому, китайские бюджетные датчики не рекомендуется использовать.

Устройство датчика звука для включения света

С развитием цивилизации электричество стало неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Сегодня имеется возможность использовать самые разнообразные новшества и технические новинки прямо в своем доме.

Освещение в доме всегда являлось одним из наиболее важных аспектов комфортного проживания в нем. Но сколько раз вы с вами сталкивались с ситуацией, когда нужно включить свет, а выключатель в темноте сразу найти не получается? Современные технологии, которые сегодня повсеместно проникают в наш дом, призваны устранить такие неловкие моменты. Теперь для включения в помещении света можно использовать датчик, реагирующий на звук.

Датчик для принятия звука

Такое устройство, как звуковой датчик, в последнее время начало пользоваться заметной популярностью, так как в определенной мере позволяет сделать нашу жизнь более комфортной и практичной.

Поговорим о датчике

Датчик для включения в комнате света с помощью звукового сигнала появился в продаже относительно недавно. Он представляет собой специальное устройство, состоящее из специальной конструкции, в которую вставляется лампочка. Иногда он имеет вид патрона, но наиболее часто встречается в форме пластиковой коробочки.

Он реагирует на звуковые сигналы, благодаря которым и происходит включение света. В роли звукового сигнала может выступать хлопок в ладоши.

Обратите внимание! Такой способ включения очень удобен, но только в ситуации, когда руки свободны. Поэтому некоторые датчики можно запрограммировать на конкретный звуковой сигнал, по которому будет происходить включение света.

Установка такого оборудования позволяет снизить энергозатраты, так как многие из нас, ленясь тянуться к выключателю, просто не выключают свет, когда он не особо нужен. Кроме того, перемещение по дому в вечернее время станет более комфортным и безопасным, так как входя в комнату свет можно будет включить при помощи звука, избегая действий в слепую. Именно не включенный вовремя свет очень часто приводит к травмам.

Виды приборов

На сегодняшний день датчики для включения в помещении света через звуковой сигнал, могут быть следующих типов:

  • стандартный звуковой;
  • звуковой прибор, который реагирует еще и на движение;

Включения света по датчику движения

  • датчик с фотоэлементами. Он отслеживает уровень общей освещенности, присутствующий в помещении, и при необходимости самостоятельно следит за включением или выключением света.

Обратите внимание! Установка данного прибора очень востребована в местах, где часто происходит аварийное отключение света, а также там, где возможны периодические обрывы электропроводов.

Вид датчика с фотоэлементами

Датчик с фотоэлементам

Как видим, существует несколько типов приборов, с помощью которых можно без использования стандартного выключателя включать в помещении свет. При этом сигнал к включению для каждого изделия будет свой: звук, движение или уровень освещенности.

Каждый из таких приборов имеет свои технические характеристики, преимущества и недостатки. Перед выбором прибора убедитесь в том, что именно этот тип прибора вам необходим. Помните, что этого удовольствие не из дешевых. Поэтому ваш выбор должен быть взвешенным.

Предназначение прибора

Обычно датчики, которые предназначены для включения света, используются в разных помещениях:

  • в комнатах, куда редко заходят;
  • они востребованы на складах или других помещениях, где не всегда имеется возможность включать свет с помощью рук;
  • в частных домах;
  • часто устанавливаются в помещениях, предназначенных для перехода. Например, сегодня подобные технические новинки можно встретить в коридорах офисных зданий и государственных учреждений;
  • рациональна их установка в гаражах, на дачных участках, а также в тех помещениях, где отсутствует возможность монтажа стандартного выключателя. Обычно это стерильные помещения или комнаты с повышенными требованиями к гигиене.

Лампа с датчиком

Кроме этого, в зависимости от вида прибора его можно использовать в самых различных ситуациях, когда востребованы его функции. Например, благодаря установке некоторых видов изделий после выключения электричества свет будет еще некоторое время гореть, что очень удобно и позволяет человеку без проблем покинуть комнату.

Применение в доме подобной продукции позволяет более рационально использовать электроэнергию, экономя и не тратя ее понапрасну. Подключение датчика позволит вам в разы увеличить ресурсы работы используемых источников света.

Конечно, не всегда существует потребность в установке звукового регистратора включения/выключения света в частном или многоквартирном доме. Но если вы хотите сделать свой дом более технологичным или просто удивить друзей, то лучшего способа, чем купить датчик для света, нет.

Принцип работы

Звуковой датчик, необходимый для включения света относится к группе акустических механизмов. В основе принципа его работы лежит обнаружение устройством акустической волны. Такая волна распространяется по прибору, проникая вовнутрь. При этом он регистрирует любые отклонения от стандартных параметров, которые возникают в результате распространения звуковой волны. В качестве реперных точек используется скорость волны и ее амплитуда. Скорость волны, в свою очередь, регистрируется через показатель частоты и фазности.

Любой прибор, созданный для включения освещения в помещении с помощью звукового сигнала, должен устанавливаться в разрыве линии питания осветительного прибора.

Схема датчика движения

Схема установки датчика

Сама же работа прибора идет по следующему алгоритму:

  • прибор находится в режиме «акустический контроль». В данном режиме датчик способен уваливать звуковой сигнал;
  • при наличии громкого акустического сигнала прибор его улавливает вследствие резкого изменения звукового фона;

Обратите внимание! В качестве звукового сигнала датчик может расценивать хлопок дверью, шаги человека, открытие двери, голос и т.д.

  • при улавливании звуковой волны, прибор включает свет на 50 секунд. Это время он не реагирует на изменения звукового фона в помещении.

По такому алгоритму прибор работает до следующего изменения звукового фона в помещении. Если он не зарегистрировал акустические волны, то свет будет автоматически отключен.

При регистрации шума работа прибора будет продлена еще на 50 секунд. Этот алгоритм будет повторяться на всем протяжении эксплуатации прибора.

Также следует указать, что звуковой датчик в своей работе использует пьезоэлектрические материалы. В физике под пьезоэлектричеством понимают определенный вид электрического заряда, который формируется благодаря наличию механического напряжения. Пьезоэлектрические материалы при использовании электрического поля определенного заряда вызывают механическое напряжение. Таким образом, пьезоэлектрические звуковые сенсоры способствуют развитию механических волн с помощью электрического поля. На основе этих явлений и происходит работа акустических датчиков.

Платы акустического датчика

Приемником звукового сигнала здесь выступает микрофон. Он служит преобразователем акустических колебаний в имеющемся переменном электрическом напряжении.

Такие микрофоны бывают следующих типов:

  • низкоомные – представляет собой катушку индуктивности, оснащенной подвижными магнитами. Они выступают в роли переменных резисторов;
  • высокоомные – является эквивалентом переменного конденсатора.

Кроме этого микрофоны могут быть:

  • электретными двухвыводными;
  • электретными трехвыводными.

Но такие микрофоны имеют несколько некачественную передачу сигнала. Для улучшения их работы необходим специальный усилитель, который будет предварительно усиливать акустическую волну.

При всем том, что электретные микрофоны схожи с пьезодатчиками, они отличаются от них линейной передачей, а также значительно широкой частотой. Это позволяет прибору проводить обработку полученного сигнала без его искажения.

Как показывает практика, такой принцип работы очень надежный, что гарантирует длительную эксплуатацию прибора. Поэтому наслаждаться этим технологическим устройством вы будете довольно долго.

С датчиком, ориентированным на прием звукового сигнала, вы оптимизируете процесс включения света у себя в доме или в отдельной комнате. Установка прибора позволит вам больше экономить, и вы уже не будете с прежним страхом заглядывать в квитанции по электроэнергии.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Датчик звука или шума обычно используют совместно со светильниками, чтобы при хлопке, звуке голоса или шагов, либо просто при наличии шума, в помещении зажигался свет. Свет может быть включен и оставаться включенным постоянно, или на ограниченный промежуток времени, либо на протяжении того периода, пока датчик «слышит» шаги, шум или голос, то есть пока по помещению ходит хотя бы один человек, работает оборудование или кто-нибудь разговаривает.

Данное решение позволяет не только сократить затраты на освещение, оно также обеспечивает гибкий и удобный автоматизированный подход к управлению включением и выключением света. Датчики звука (шума) отличаются возможностью настройки чувствительности микрофона, поэтому дают возможность пользователю осуществить точную подстройку под определенную громкость (распознаваемого как сигнал к действию) звука.

Сенсоры, работающие по такому принципу, появились в продаже еще в конце прошлого века, их часто можно было встретить в системах безопасности и сигнализации. Актуальны данные датчики и сегодня. Только теперь они более точны, допускают меньше ложных срабатываний, в общем — стали более совершенными, поскольку электронная база за последние 20 лет сильно шагнула вперед.

Как вы уже догадались, чувствительным элементом датчика звука является микрофон с предусилителем. Сигнал с микрофона подается на усилитель, который отвечает за включение (выключение) или не включение (не отключение) управляемой электроники, призванной осуществить рабочее действие по сигналу, в зависимости от параметров улавливаемого звука.

Датчик звука

В состав датчика, как законченного устройства, входят и другие части схемы, отвечающие за анализ сигнала, поступающего от микрофона.

Если уровень шума превышает предварительно заданный настройками порог, то, например, на 1 минуту будет включен свет. Если после этого на протяжении 1 минуты никаких звуков, соответствующих уровню срабатывания датчика, не последует, свет будет автоматически погашен. Но если только во время отсчитываемой таймером минуты раздастся достаточно громкий звук, отсчет времени начнется заново и свет продолжит гореть так и не погаснув.

Обычно такие датчики устанавливают в подъездах, в тамбурах, в общественных уборных, в затененных помещениях каких-нибудь складов и т. д. Они отлично работают со всеми типами ламп: накаливания, светодиодными, люминесцентными. Кроме того датчики звука популярны в системах охранной сигнализации, когда рабочим действием может быть передача управления более сложной системе обеспечения безопасности.

Управление светом с помощью ардуино и датчика звука

Принципиально действие системы с таким датчиком может быть реализовано по одному из двух популярных алгоритмов. Первый: при улавливании достаточно громкого звука происходит включение (включается, например, свет в комнате в темное время суток). Второй: через определенный временной интервал после последнего звука происходит выключение (свет автоматически гасится, когда в помещении наступает тишина).

Таким образом достигается экономия электроэнергии за счет своевременного гашения света, когда в помещении людей уже нет, либо за счет включения света лишь тогда, когда естественного освещения не достаточно. Короче говоря, экономия электроэнергии достигается здесь благодаря целесообразному использованию ламп.

Работает система обычно так. По получении сигнала о том, что в помещении раздался громкий звук (кашель, шаги, хлопок и т. д. — чувствительность настраивается потенциометром на плате датчика), датчик включает исполнительное устройство, а внешнее реле времени начинает отсчет времени (период задается настройками, которые делает пользователь в своей системе), после которого устройство будет выключено. Реле времени в системе может отсутствовать.

Те кто пользовался данным датчиками с ардуино отметили их невысокую стоимость, достаточно широкий радиус действия этих приборов, а также направленность восприятия конденсаторного микрофона.

В наименовании датчика обычно указывается вид усилителя, который стоит на его плате. Примечательно что выходы здесь бывают как аналоговыми, так и цифровыми (только аналоговый либо аналоговый и цифровой).

Есть датчики звука со встроенным фотореле и регулируемым аналоговым выходом. Существуют также датчики, фиксирующие лишь наличие или отсутствие звука в помещении. Так или иначе выбирая датчик звука (шума) стоит обратить внимание на следующие его характеристики: наличие/отсутствие фотореле, радиус действия, чувствительность, частотный диапазон, ток потребления.

Особенности выбора датчика звука и схема подключения устройства к Ардуино

Светильники, оснащенные датчиком звука, способны различать шум шагов и голоса, благодаря чему они включают освещение лишь на период, когда человек находится в зоне их действия. Таким образом, они значительно экономят электроэнергию, а соответственно, и бюджет. Датчик звука позволяет получить аналоговое значение, которое соответствуют уровню громкости звука. Такой модуль обладает высокой чувствительностью.

датчик звука

Что из себя представляют датчики звука?

Устройства этого типа на рынке систем безопасности появились еще в начале 90х, но по-прежнему остаются актуальными. Однако за прошедшее время они изменились: стали более совершенными, повысилась точность фиксации, снизилось число ложных срабатываний.

В таком устройстве роль чувствительного элемента играет микрофон, внутрь которого встроен специальный предусилитель. П

Также в механизм датчика входят и другие электронные устройства, которые отвечают за деление сигнала с последующим их анализом.

Этот механизм имеет высокую надежность и отличается экономичностью, он способен уменьшить затраты на электричество. Если в комнате порог шума превышает определенное значение, тогда свет включается автоматически и горит на протяжении нескольких секунд. Если же звуки в помещении отсутствуют — свет выключится через 10-15 секунд.

Зачем нужен и где используется?

Датчики данного вида чаще всего используются при освещении мест общего пользования: тамбурах, подъездах жилых многоэтажных домов, общественных туалетах и т.д. Нередко приборы могут применять в системах охранных сигнализаций. Звуковые устройства отлично работают со всеми типами ламп: светодиодными, люминесцентными.

Действие звукового датчика:

  1. Шумовые датчики включают освещение в помещении в темное время суток при наличии резких звуков, таких как кашель, звук каблуков, хлопок и т.д.
  2. Акустический датчик выключает свет примерно через 20-30 секунд после последних звуковых сигналов. Это обеспечивает свечение лампы на весь период пребывания людей в помещении.

Снижение расхода электроэнергии при использовании датчика звука достигается:

  1. За счет выключения осветительного прибора после покидания людьми помещения.
  2. За счет выключения осветительного прибора при достижении естественного уровня освещения. Многие приборы имеют настройки включения относительно уровня освещенности.

Таким образом, датчики звука — это эффективное решение, способствующее экономии освещения в общественных местах.

Как работает: устройство и принцип действия

Датчик получает сигнал о том, что в зоне его действия присутствует человек. После получения этой информации он выполняет одновременное включение времени и реле, которое включает лампу. Реле времени оснащено специальной системой регулировки, позволяющей самостоятельно задать диапазон срабатывания.

Когда установленное время истекает, реле выключает реле лампы, и в случае отсутствия какого-либо движения свет гаснет. Если установленное время еще не истекло и зафиксировано движение, тогда начинается новый отсчет. Помимо этого, прибор способен отслеживать уровень освещенности, его также можно отрегулировать.

Отзывы о датчиках шума: плюсы и минусы

Согласно отзывам пользователей, шумовые датчики имеют ряд преимуществ:

  • Невысокая стоимость.
  • Большой радиус действия.
  • Прием сигналов не зависит от месторасположения источника шума.

Производители и популярные модели: рейтинг лучших и цены и стоимость

Сегодня на рынке представлено множество моделей шумовых датчиков, наиболее популярные из них.

Звуковой датчик LM393
  • Используется для акустического управления светом.
  • Встроен фоточувствительный датчик.
  • Главный чип — LM393, встроен конденсаторный микрофон electret.
  • Одноканальный выходной сигнал.
  • Выходной эффективный сигнал невысокого уровня.
  • Индикация выходного сигнала.
  • Фиксирует интенсивность звукового окружения.
  • Рабочее напряжение устройства — DC 3.3-5 В.
  • Размер — approx.4,5 (L) x 0,9 (w) x 1,7 (H) см.

Детектор шума LM386
  • Высокий уровень обнаружения шума.
  • Бортовой аудио усилитель мощности.
  • Регулируемая амплитуда напряжения для аналогового вывода.
  • Аудио сигнал усиления в пределах 200.
  • Индикатор выходного сигнала
  • Мощность — 3,3 В

Звуковой индикатор XD-74
  • Может распознавать только отсутствие звука или наличие (на основе принципа вибрации).
  • Устройство не распознает размер звука либо определенные частоты звука.
  • Предусмотрено фиксированное отверстие для легкой установки (для болта).
  • Напряжение работы — 3,3 В-5 В.
  • Выходная форма переключения выхода s -0 и 1 High-Low.
  • Маленький размер печатной платы — 3,2 см x 1,7 см.

  • Датчик отлично реагирует на звуки ударов, щелчков, вибрации, звук открывающегося замка. Устройство плохо реагирует на речь. Питание устройства может быть взято с основной платы Arduino.
  • Датчик звука FC-04 функционирует с системами на базе Arduino (питание 3,3 или 5 В).
  • Индикатор срабатывания и включения датчика.
  • Два светодиода.
  • Вилка разъема из 3-х контактов с подписью для каждого контакта.
  • Максимальная температура окружающего воздуха во время работы прибора от 0 до — 70 °C.
  • Ток потребления — 1,4 мА.
  • Питание — 2,7-5,5 В.
  • Размеры — плата 32 X 18,5 мм, отверстия для монтажа 4 мм, модуль 47 X 10 X 18,5 мм.
  • Выход модуля подключается к микроконтроллеру.

Устройство обнаружения звука Trema-модуль v2.0
  • Trema — аналоговый модуль, выход «S» (Signal) подключается ко всем аналоговым входам Arduino.
  • Схема установки модуля при подключении — Trema Set Shield.
  • Потребляемый ток — от 3,3 до 3,7 мА (зависит исключительно от уровня громкости).
  • Входное напряжение — 5 В постоянного тока.
  • Частотный диапазон -35 Гц … 10 кГц.
  • Чувствительность — -40 дБ ± 2 дБ.
  • Напряжение подается на выводы «G» (GND) и «V» (Vcc) модуля.
  • Габариты — 30×30 мм.

Какого производителя и какой тип лучше выбрать: ТОП-3

Выбор звукового датчика зависит от характеристик, производителя и стоимости.

Что учитывать при выборе устройства?

Большой выбор современных моделей шумовых датчиков предусматривает возможность приобретения устройств с учетом акустики контролируемого объекта. Это позволяет максимально исключить ложные срабатывания.

Выбирая прибор, стоит уделить внимание следующим параметрам:

  • Радиус действия.
  • Вид и площадь обслуживаемой поверхности.
  • Ток потребления.
  • Чувствительность.
  • Частотный диапазон.
3 лучших модели

К наиболее популярным моделям относятся:

  1. LM393 со встроенным фоточувствительным датчиком и невысокой стоимостью — 180 руб.

Как подключить датчик звука к Ардуино?

Подключить датчик звука к Ардуино довольно просто. Он состоит из:

  • усилителя звука,
  • платы с смонтированными выходами,
  • подстроечного резистора
  • электронного микрофона, который чувствителен к приходящему звуку.

Плата расширения для Arduino переводит звуковые колебания в цифровой сигнал. Во время колебаний мембраны в микрофоне под воздействием звуковых волн изменяется емкость конденсатора, вследствие чего изменяется напряжение на выходах датчика звука. Оно соответствует звуковому сигналу.

Датчик звука для Ардуино имеет подписанные выходы (у каждого производителя это обозначение может отличаться), однако проблем с подключением устройства к Ардуино практически никогда не возникает. Питание прибора производится от 5V, выход (AO, S или OUT) подключается к любому входу на Arduino Uno, выход DO — к Pin 0.

Для подключения понадобятся следующие детали:

  • Плата Arduino Uno.
  • USB-кабель.
  • Макетная плата.
  • Провода «папка-мамка» и «папка-папка».
  • 1 датчик звука.
  • 1 резистор 220 Ом.
  • 1 светодиод.

Стоимость

Цена на популярные модели датчиков звука зависит от их характеристик и производителя.

Так, стоимость датчика LM393 варьируется от 145 до 200 рублей.

Более дорогая модель шумового устройства Trema-модуль v2.0 обойдется от 280 до 370 рублей.

Где купить датчик звука для квартиры и дома?

Приобрести данные изделия можно на интернет-площадках и практически во всех городах на территории России.

В Москве
  1. ООО «Айрдуино», Леснорядский переулок, 18 оф.2 Тел.: 8 (499) 500-14-56.
  2. ООО «Arduinomegakit» , ул. Малая Семеновская, дом 3А стр.1 Тел.: +7 (499) 502-84-00.
  3. Магазин «ТерраЭлектроника», ул. Дербеневская, дом 1 Тел.: +7 (495) 221-78-04
В Санкт-Петербурге
  1. Магазин «Умные Модули», пр. Луначарского д. 11, корп. 1 Тел: (812) 980 85 55.
  2. Магазин «RoboShop», ул. Гончарная, д.13 Тел.: 7 (812) 318-4574.
  3. ООО «ТД Промэлектроника», ул. Новочеркасский бульвар, 31 Тел.: (499) 357-22-33.

Учитывая вышеперечисленные показатели можно укомплектовать систему охраны шумовым оборудованием, которое обеспечит высокую безопасность и, следовательно, поможет сохранить имущество. Довольно сложно выбрать одну модель устройства и оценить ее как лучшую, поскольку каждая из них имеет свои преимущества и характерные особенности. Назначение каждого датчика звука напрямую зависит от параметров объекта и результата, который ожидает пользователь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: