Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Время чтения: 6 минут(ы)

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.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

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

роцесс функционирования устройства заключается в трансформации сигнала с микрофона на усилитель, который осуществляет проверку питания и воспроизводит предупреждающие сигналы.

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.

Когда в помещении светло, осветительный прибор не включится.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

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.

Единственным недостатком устройств является невозможность их размещения в местах, где много шума в зоне их действия.

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

Характеристики:

  • 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.

Цена — 180 руб.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Детектор шума LM386

Характеристики:

  • 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 ~ 5,3 В.
  • Размер монтажных отверстий — 2.0 мм
  • Размер — 39,0 мм x 21,0 мм.

Цена — 195 руб.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Звуковой индикатор XD-74

Характеристики:

  • 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.

Цена — 570 руб.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

FC-04

Характеристики:

  • 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.

Цена — 250 руб.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Устройство обнаружения звука Trema-модуль v2.0

Характеристики:

  • 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.

Цена — 350 руб.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

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.
  2. Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

  3. Trema-модуль v0 с высокими характеристиками и возможностью подключения практически ко всем аналоговым входам Arduino. Цена — 350 руб.
  4. Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

  5. LM386 с высоким уровнем обнаружения шума и регулируемой амплитудой напряжения для аналогового вывода. Цена — 195 руб.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

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.

Переменным резистором (регулятором чувствительности) можно выбирать, от какого конкретно звука будет срабатывать устройство.

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.

Вам помогла эта статья? Будем благодарны за оценку:

Выбираем датчик звука для включения света

Датчики звука для включения света появились сравнительно недавно и были по достоинству оценены потребителями. Ими стали оснащать осветительные приборы в жилых домах и общественных зданиях, сокращая таким образом потребление электроэнергии и значительно экономя бюджет.

Датчики звука пришли на современный рынок в начале 90-х годов и поначалу использовались в составе систем безопасности и сигнализации. Первые образцы отличались низкой чувствительностью и большим процентом ложных срабатываний. Современные модели стали более совершенными и характеризуются высокой точностью фиксации и сверхчувствительностью.

Главным элементом датчика является микрофон, работающий в паре со специальным усилителем. Кроме этого, в конструкцию устройства входят электронные устройства, которые анализируют поступивший с усилителя сигнал, и в случае необходимости отправляют команду на электрическое реле.

Читайте также:  как устроены и работают сетевые фильтры

Распознавание звука происходит на основе сравнения с эталоном, который уже записан в памяти устройства.

Самые простые датчики не способны к глубокому анализу и запрограммированы на любой шум, чуть более модернизированные – на хлопок, и самые совершенные образцы программируются на целый спектр команд, из-за чего стоят значительно дороже.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума) Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Датчики звука предназначены для автоматического включения осветительных приборов при приближении к ним человека.

Приборы получили широкое распространение в тамбурах зданий, общественных туалетах, подъездах многоквартирных домов и других местах общественного пользования. Кроме того, датчики часто устанавливают в системы охранной сигнализации.

Устройства способны работать со всеми типами осветительных приборов, включая люминисцентные и светодиодные лампы.

Помимо мест общего пользования, датчики устанавливают в помещениях жилых домов, в которых домочадцы бывают редко, например, в кладовые или другие подсобные помещения. Более того, датчик является оптимальным решением для освещения длинных и тёмных коридоров, что особенно актуально в домах с маленькими детьми.

Часто бывает так, что ребёнок просто опасается выходить в тёмное пространство, а до выключателя ещё не дорос. Устройства очень востребованы в домах, где есть люди с ограниченными возможностями, которые передвигаются по дому в инвалидных креслах, а также на складах и базах, где не всегда есть возможность включить освещение с помощью рук.

Датчики позволяют осуществлять загрузку и выгрузку товара, не выпуская тяжёлых коробок для того, чтобы включить свет.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума) Как устроены и работают датчики звука (датчики шума) Как устроены и работают датчики звука (датчики шума) Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Датчики часто устанавливают и в проходных коридорах, где они мгновенно включат свет при появлении человека, и незамедлительно выключат его, как только тот покинет коридор.

Ещё одной важной сферой использования датчиков звука являются медицинские учреждения, где отсутствие выключателя продиктовано требованиями гигиены. Используют устройства и в помещениях, в которых установка стандартного выключателя по техническим причинам невозможна.

В более широких масштабах датчики используются в речных и морских портах, где после срабатывания тревожной сирены они мгновенно включают дополнительные прожекторы, освещающие акваторию.

В таких случаях автоматика часто приходит на помощь неуспевающим отреагировать людям и нередко предотвращает серьёзные инциденты.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума) Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Как и любой другой электронный прибор, датчики звука имеют свои сильные и слабые стороны. К достоинствам приборов относят:

  • невысокую стоимость, делающую устройства доступными для всех категорий населения;
  • большой радиус действия, позволяющий издалека «слышать» звук приближающегося человека и вовремя включать освещение;
  • значительное снижение затрат на электроэнергию и покупку лампы.

Кроме того, выключение света происходит не сразу, а спустя 20-30 секунд после ухода человека. Это позволяет ему не оказаться сразу в кромешной темноте, а спокойно уйти в другое помещение.

Недостатков у датчиков звука не так уж и много. К ним относят невозможность размещения в слишком шумных местах и вероятность ложных срабатываний более дешёвых моделей.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума) Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Звуковые датчики для включения света относятся к группе акустических устройств. Основой принципа их работы является обнаружение и распознавание акустических волн.

Волна проникает внутрь прибора и создаёт в нём отклонение от стандартного параметра тишины. В качестве контрольных точек выступают скорость звуковой волны и её амплитуда.

Скорость, в свою очередь, регистрируется благодаря определению частоты и фазности.

Далее, после обработки звуковой волны и её сравнения с эталоном, прибор посылает команду реле, которое замыкает электрическую цепь, запускает таймер и включает освещение, например, на 50 секунд. В течение этого времени датчик не обращает внимания на звуковой фон помещения, а по завершении периода начинает вновь регистрировать наличие и скорость акустических волн.

Если фон не изменился и в помещении наблюдается шум, то свет продолжит гореть ещё 50 секунд.

Если же звуки стихли, и прибор перестал регистрировать акустическую волну, то реле разомкнётся и освещение будет автоматически отключено.

После выключения датчик вновь готов к приёму и обработке акустической волны, и незамедлительно включит свет при её обнаружении.

В качестве шумовой нагрузки может выступать открытие двери, человеческие шаги, голоса разной громкости, покашливание или хлопок в ладоши.

Из-за высокой чувствительности встроенного микрофона и риска ложных срабатываний, звуковые датчики нуждаются в грамотной настройке. Для этих целей на корпусе имеются регуляторы, выполненные в виде колесиков либо кнопок.

Один из них регулирует границы предельного шума, при которых прибор срабатывает. Оптимальным вариантом является настройка на срабатывание при уровне звука 50 дБ, что эквивалентно звуку от хлопка в ладоши взрослого человека.

При помощи второго регулятора выставляют время, через которое прибор должен будет включиться после принятия им звуковой волны.

Современный рынок предлагает три вида звуковых датчиков, включающих освещение. Это стандартные звуковые и оптико-акустические модели, а также приборы, реагирующие ещё и на движение.

  1. Если классические звуковые модели способны реагировать только на звуковую волну, то оптико-акустические приборы работают несколько по иной схеме. Помимо приёма и обработки звукового сигнала, они способны самостоятельно оценивать уровень освещённости помещения и не позволят включить лампу в светлое время суток, несмотря на присутствие шума. В конструкцию таких моделей входит чувствительный фотоэлемент, реагирующий на количество света в помещении.
  2. Звуковые датчики с функцией движения способны включать свет как при прохождении звуковой волны, так и при появлении человека или животного. Однако такие модели не очень удобны в том плане, что часто реагируют на грызунов и домашних питомцев, повышая тем самым процент ложных срабатываний.
  3. Стандартные звуковые модели подразделяются на два типа: приборы, срабатывающие от любого шума и командные образцы.

Датчики, реагирующие на общий шум, представляют более многочисленную группу устройств и выпускаются в широком ассортименте.

Такие модели устанавливают исключительно в общественные пространства, а в жилых помещениях не используют. Исключение составляют приборы, оснащённые реле задержки отключения, которые иногда используются в ванных комнатах и туалетах.

Образцы дополнены функцией задержки времени отключения и самостоятельно отключаются только через 50-60 секунд после стихания последнего шума. Некоторые модели данного вида оснащены дополнительной опцией задержки включения, которая не позволит прибору зажечь свет от короткого акустического удара, например, раската грома или сигнала авто.

Устройство включит свет только в том случае, если шум будет продолжаться в течение сколько-нибудь продолжительного времени. Параметры времени в большинстве случаев можно запрограммировать самому. Достоинствами вида является простота устройства и низкая цена.

К недостаткам относят невозможность установки в подъезды, выходящие окнами на шумную магистраль, и использование в жилых помещениях.

Звуковое реле, реагирующее на конкретные команды, например, на хлопок в ладоши, позволяет использовать его в жилых пространствах и офисных коридорах. По своей сути данное устройство является тем же шумовым датчиком, но с более высоким порогом срабатывания, улавливающим одну или две команды.

Принцип его действия немного отличается от принципа работы шумового прибора и состоит в следующем: при одном хлопке в ладоши устройство замыкает цепь, свет включается и продолжает гореть до тех пор, пока не прозвучит команда на отключение света.

Обычно в качестве команды выключения используют двойной хлопок.

Детектор звуков

Привет! Сегодня мы будем собирать акустический датчик.

Анализ голоса и другой хай-тек оставим профессионалам, а себе возьмём задачу попроще: по команде (пара хлопков в ладоши) устройство должно выполнять какое-либо действие. Пусть, таким действием будет включение/выключение освещения. При этом, конечно, устройство должно отличать команду от всякого шума.

Преобразовать звук в электрический сигнал можно двумя способами: с помощью пьезодинамика или микрофона. На выходе у них напряжение. У пьезодинамика, в состоянии покоя выход = 0В, а у микрофона, обычно, около 2В, в зависимости от подтягивающего резистора.

Пьезодинамик подойдёт не всякий. Простая «пластинка с двумя проводками» имеет маленькую чувствительность, хотя если её запихнуть в резонатор, то, наверное, станет лучше. Идеально подходят пьезодинамики марки 3П-22. Это такая кругляшка 3 см в диаметре, с отверстием в центре. Выглядит так:

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Такие стоят в совковых часах с будильником, и ещё много где.

Загнать полученный сигнал в МК можно при помощи усилителей и АЦП – тогда мы получим полную информацию о форме сигнала. Но для наших целей такой подход избыточен – поступим проще – пропустим сигнал через компаратор:

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

При подключении пьезоизлучателя нужно повесить шунтирующий резистор (R3 на схеме), чтобы через него стекал заряд.

Иначе, из-за огромного входного сопротивления компаратора, напряжение на пьезоизлучателе будет спадать дико медленно, и никаких импульсов нам не видать. Номинал в 24кОм я подобрал экспериментально.

Можно снизить до 10к, но тогда упадёт чувствительность. Если взять больше, то чувствительность повысится, но напряжение будет спадать медленно, что приведёт к ошибкам.

Порог срабатывания компаратора настраивается с помощью подстроечного резистора. Ради экономии, я не стал ставить многооборотный подстроечник, а поступил хитрее. Верхний резистор (R1=47к) ограничивает диапазон напряжений – больше 0.104V ты из этой штуки не выжмешь.

А подстроечным резистором, номиналом 1к, можно регулировать порог от 0 до 104 мВ. Это, если питаемся от 5V, иначе нужно пересчитать резисторы.

Хотя, такого диапазона для работы с пьезоизлучателем более чем достаточно, поэтому можно использовать такие-же номиналы и при питании от 3V.

При подключении микрофона я использовал многооборотный подстроечник.

Кстати, активный уровень у нашей схемы – низкий. Если кому не нравится – меняют местами пороговое напряжение и входной сигнал.

С выбором МК я не стал заморачиваться и взял ATTiny13. Килобайта памяти нам вполне хватит. А компаратор можно использовать встроенный. «+» вход у него – AIN0 (PB0), а «-» — AIN1 (PB1).

Читайте также:  как выбрать новогоднюю ёлочную гирлянду

Питать устройство можно разными способами. Зависит от того, куда его планируется запихнуть. Мой девайс управлял светильником, и питался от маленького трансформатора (достал из китайского БП).

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

В верхней части схемы – блок питания. Переменное напряжение с трансформатора выпрямляется диодным мостом и сглаживается конденсатором. Второй конденсатор (С4) служит для подавления ВЧ помех. Затем напряжение понижается до 5В (LM7805).

Компаратор я использовал встроенный, хотя большинство дешевых компараторов обгоняют его по характеристикам. Зато я избавился от лишней мелкосхемы, сильно упростив разводку.

Светодиод нужен для отладки. Во-первых, с его помощью можно оценить реальную частоту МК, ведь при тактировании от внутренней RC цепочки, она бывает далека от номинала. Во-вторых, он пригодится, при определении напряжения смещения компаратора. В-третьих, им можно мигать при отладке, не дёргая лишний раз нагрузку. Или мигать при получении импульса, чтобы оценить чувствительность устройства.

В нижней части расположен силовой модуль. Это симистор и оптическая развязка. DI HALT уже писал про то, как устроен симистор, и как его заюзать поэтому не буду повторяться.

Печатку нарисовал в SprintLayout и изготовил ЛУТ’ом:

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Трансформатор и пьезодинамик подключаются к разъёмам, и запихиваются — куда удобно. Причем, пьезодинамик не стоит запирать в корпусе устройства – лучше, чтобы он выглядывал наружу.

Теперь начинается самое главное – прошивка!
Сразу оговорюсь, что буду описывать алгоритм, который реагирует на 3 хлопка, потому-что команда из двух хлопков даёт многовато «ложных срабатываний».

От МК нам понадобятся две вещи: компаратор с его прерыванием и 16и разрядный таймер. Такого жирного таймера в Tiny13 нету, поэтому сделаем его сами. Компаратор настроим на прерывание по «Falling output edge», т.е. бит ACIS1 в единичку. У таймера поставим предделитель = 64. Т.е. полный период = 0.873 секунды с копейками.

Во главе угла стоит переменная state. Если, к моменту переполнения таймера она равна 3, то можно переключать свет. Изначально она = 0, после каждого переполнения таймера она опять сбрасывается в ноль.

Вся магия будет твориться в обработчике прерывания от аналогового компаратора. Здесь МК будет определять время появления очередного импульса, и, в зависимости от этого изменять значение state.

А на компаратор, от каждого хлопка, прилетает куча импульсов. Если поделить всё время работы таймера на периоды, то получится что-то вроде этого:

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Теперь, попробуем разобраться, с тем, что-же тут происходит:

  • Устройство ловит первый хлопок, начинается период p1 (pulse 1). Он будет продолжаться до p_len. В этот момент запускается таймер, а state становится = 1.
  • Пока state = 1, проверяем, не попал-ли очередной импульс между p_len и p2e_begin. Если попал, то он в периоде Q1 (quietness 1), а в нём должна быть тишина. Значит это не команда, а шум – записываем в state 0xFF (Типа, ошибка).
  • Если state = 1, и импульс попал между p2e_begin и p2e_end, то есть в период p2e (pulse 2 expectation – «Ожидание второго хлопка»), то мы проделываем такую штуку: записываем текущее значение таймера в переменную Temp_pulse_begin, и пишем в state 2. Усё! Второй хлопок ловится.
  • Если state = 2, то, как и в первый раз, проверяем – не попал-ли импульс в период Q2. Только сравниваем не с p2_end, а с Temp_pulse_begin + p_len. Если попал – пишем в state 0xFF.
  • Если state = 2, и импульс попал в p3e, то делаем, как в п.3 – записываем время в Temp_pulse_begin, а в state пишем 3.
  • Если state = 3, и импульс объявился после Temp_pulse_begin + p_len, т.е. в периоде Q3, то пишем в state 0xFF.

Вот так. Получается, что система сработает только, если три хлопка попадут в периоды p1, p2 и p3, а во всех периодах Q будет тишина.

На наше счастье, пьезодинамик обладает избирательной чувствительностью – реагирует только на резкие звуки. Т.е. на музыку из колонок, мяуканье кота и т.п.

, он не обратит внимания, а вот на хлопок в ладоши отзовётся радостным всплеском напряжения на выходе. Он, кстати, очень хорошо реагирует на вибрации.

Если постучать пальцем по моему светильнику (или поверхности, на которой он крепится), то он включится, также как от хлопков в ладоши.

У микрофона чувствительность тоже избирательная, но в другую сторону. Во-первых, он, довольно бодро, реагирует на голос, музыку, и другие, не нужные нам звуки. Во-вторых, микрофон хорошо ловит резкие изменения давления. Я пару раз наблюдал, как с компаратора прилетал импульс, когда захлопывалась входная дверь в квартиру (Устройство при этом находилось в дальней комнате!).

Не важно, что ты решил использовать – пьезодинамик или микрофон. Программная часть от этого почти не меняется. Хотя, возможно, придётся изменить длительности периодов.

Не гарантирую, что устройство будет работать без ошибок, но о том как свести их число к минимуму сейчас расскажу.

Ошибки бывают двух типов – «ложное срабатывание» и «пропуск команды». В первом случае устройство принимает шум за команду, а во втором – команду за шум.

Как лечить «ложные срабатывания»:

  • Нужно убрать «лишнюю» чувствительность, отрегулировав подстроечник так, чтобы через компаратор не проходили тихие шумы.
  • Отделить устройство от той поверхности, на которой оно крепится. Например, прокладкой из поролона. Тогда оно перестанет реагировать на вибрации.
  • Можно увеличить длительность Q-периодов (пропорционально уменьшив p2e и p3e), хотя такой метод может стать причиной «пропусков команды».
  • Увеличить длительность последнего «тихого» периода (Q3) можно, увеличив полный период таймера. Тут главное – не перестараться 🙂

Борьба с «пропусками команды»:

  • Возможно, что чувствительность системы слишком высока, и в периоды Q попадает всякий шум. Тогда чувствительность нужно снизить.
  • А может быть наоборот – чувствительность низкая, и хлопки «пропадают»
  • Может быть неправильно подобраны длительности периодов. В таком случае можно записать хлопки через микрофон на комп, и в аудио-редакторе измерить паузы между ними. Потом изменить длительности и перепрошить МК.

Пример борьбы с ложными срабатываниями
Устройство установлено в комнате и управляет «большим» светом. Чтобы снизить вероятность ложного срабатывания в таком приложении можно внести несколько конструктивных изменений.

Раз управление устройством ведётся на небольшом расстоянии (допустим, комната 3х4 метра), большая чувствительность не нужна. Уменьшение чувствительности устройства позволит сократить количество ложных срабатываний.

Устройство можно смонтировать так, чтобы звук из-за пределов комнаты звук не мог попасть к нему напрямую. Отражённый звук имеет намного меньшую энергию, а значит шумы, пришедшие из-за пределов помещения, будут подавляться. Для подавления вибраций, можно отделить устройство прослойкой из поролона.

Но это повлияет и на чувствительность устройства (обычно, в таких случаях чувствительность уменьшается). Устройство управляет освещением, значит, на него можно установить фотодиод. Если нагрузка (лампа) отключена, а внешнего освещения и так достаточно, то можно не воспринимать команду включения.

Это позволит избавиться от ложных срабатываний в светлое время суток, а именно тогда бывает больше всего внешних шумов.

Видео демонстрация работы устройства

P.S.
Смотрим схему – у нас ведь пьезоПИЩАЛКА подключена прямо к МК!! Значит ей можно пьезоПИЩАТЬ!!!! Например, для того, чтобы оповестить о срабатывании системы, если мы управляем не светильником, а чем-то «менее заметным».

Архив с проектом – исходники (mikroPasсal & ASM), разводка платы

Звуковой датчик

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Звуковой (акустический) датчик использует пьезоэлектрические материалы и не только. Пьезоэлектричество – это электрический заряд, который возникает благодаря механическому напряжению. Данное высказывание верно и в обратном направлении. Использование определенного электрического поля к материалу вызывает механическое напряжение. Звуковые пьезоэлектрические сенсоры вызывают механические волны при помощи электрического поля.

Датчик света звуковой способен значительно уменьшить затраты на электричество. Данный механизм имеет высокую надежность. Если в комнате порог шумов превышает установленное значение, то свет включается автоматически на протяжении 1-2 секунд. Если звуки в помещении отсутствуют, то свет выключится через 15-20 секунд.

  • В качестве звукового датчика используется микрофон, который служит для преобразования звуковых колебаний в электрическое переменное напряжение. Относительно классификации, звуковые микрофоны бывают двух обширных групп:
  • • Высокоомные;
  • • Низкоомные.
  • Высокоомные микрофоны представляют собой эквивалентные переменные конденсаторы, низкоомные – катушки индуктивности, имеющие подвижные магниты (переменные резисторы).

Самыми известными среди высокоомных микрофонов являются электретные, параметры которых приводятся в стандартном диапазоне частот: 20 Гц – 20 кГц. Основные характеристики: высокая чувствительность, малые искажения, широкая полоса пропускания, низкий уровень шума.

Существуют двухвыводные и трехвыводные электретные микрофоны. Для того, чтобы можно было легче идентифицировать провода, выходящие из микрофона, их намеренно создают разноцветными.

Невзирая на то, что микрофон оснащен транзистором, подача сигнала прямо с него недальновидна. Требуется звуковой предварительный усилитель. Вообще, электретные микрофоны схожи с пьезодатчиками вибрации, но обладают, в отличие от последних, линейной передаточной и более широкой частотной характеристикой, что дает возможность обрабатывать без искажений звуковые сигналы.

Электродинамические микрофоны представляют собой катушку индуктивности, диафрагму и магнит. Под влиянием звуковых сигналов диафрагма отдаляет или приближает магнит от катушки индуктивности, благодаря чему в катушке создается переменное напряжение.

Сигнал от такого микрофона очень слабый, поэтому чаще всего применяются усилители, которые могут иметь низкое входное сопротивление.

Соединительные проводы от входного усилителя к микрофону следует экранировать или уменьшить по длине не более 10-15 сантиметров.

Читайте также:  Устройство защиты многофункциональное узм - схема подключения и принцип работы

Для того, чтобы избежать ложного срабатывания, необходимо обернуть капсюль поролоном, а также не сильно прикручивать микрофон к стенке устройства.

Датчики движения, предназначенные для освещения

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

  1. Датчиками движения ошибочно называют все конструкции, которые автоматически включают или выключают свет, или конструкции, которые сигнализируют о том, что в охраняемой зоне присутствует человек. В действительности, существует несколько типов механизмов, которые работают на различных принципах:
  2. • Дуальный датчик – является самым распространенным благодаря сочетанию разных типов;
  3. • Инфракрасный – способен реагировать на тепловое излучение, которое создают люди, животные и любые движущие предметы в поле зрения прибора. Различают пассивные датчики, сканирующие тепловой окружающий фон, и активные, генерирующие инфракрасное излучение и реагирующие на сигнал, отраженный предметами;
  4. • Датчик движения звуковой – способен реагировать на любой звук с установленным уровнем громкости, которые регулируется чувствительностью устройства;
  5. • Микроволновый датчик – способен генерировать коротковолновое излучение, а также реагировать на отраженный сигнал. Основное преимущество – способность «видеть» сквозь небольшие преграды;

• Ультразвуковой – способен генерировать звук с высокой частотой, который не слышится ухом человека. Данные получает с отраженного сигнала.

Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)Почему они все называются датчиками движения? Потому что они все способны реагировать на изменение характеристик пространства, вызываемые движением. При этом, любой тип датчика не застрахован от ложного срабатывания, к примеру, на условия погоды, посторонние звуки извне или на движения животных.

Чтобы осуществить защиту от криминального посягательства, существуют специальные замаскированные механизмы, монтируемые в предметы декора, выключатели или другие предметы, которые на первый взгляд неприметны.

Естественно, что датчик света скрытый звуковой должен оснащаться специальной дополнительной электроникой. Также сегодня можно встретить датчик света звуковой, который представляет собой беспроводное устройство.

Принцип работы звукового датчика движения

Датчик движения для освещения звуковой получает информацию о том, что в охраняемой зоне присутствует человек. После получения звукового сигнала датчик выполняет одновременное включение реле времени и реле, включающее лампу. Реле времени оснащено регулировкой, с помощью которой можно самостоятельно задать диапазон срабатывания.

По истечению установленного времени, реле выключает реле лампы и при отсутствии движения свет гаснет. В случае, когда установленное время не истекло, и было зафиксировано движение, то начинается новый отсчет. Более того, датчик способен отслеживать уровень освещенности, который также можно отрегулировать. Если в помещении светло, лампа не включится. 

Поиск данных по Вашему запросу:

Пользователь интересуется товаром MT — Монитор качества воздуха. Пользователь интересуется товаром MPV — Датчик контроля сетевого напряжения с опторазвязкой. Приглашаем Вас в фирменные магазины в Москве Подробнее. Приглашаем Вас в фирменные магазины в Санкт-Петербурге Подробнее. Датчик звука построен на основе микрофона, имеет регулировку чувствительности. Выход датчика цифровой.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты: Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Датчик звука & вкл/выкл по хлопку #Обзор

Схема датчика движения для освещения своими руками

Микроволновый датчик присутствия на 12 В датчик движения на 12В Ужгород, Закарпатська. Схема датчика движения ИК-датчик. Инфракрасные датчики движения реагируют на. Датчик движения, своими руками Датчик движения своими и стабилитрон на 12В. Датчик движения своими руками. Принцип работы устройства. Как сделать лазерный датчик. Поделки Своими Руками.

Все детали для изготовления датчика движения можно приобрести в специализированном магазине или на рынке Частные жилища и служебные помещения, оборудованные различными датчиками и детекторами, имеют ряд преимуществ.

Управление разными приборами и агрегатами, такими как, включение и выключение света , звуковые оповещения о движении, автоматическое включение вентиляторов в вытяжках происходит без участия человека.

Это позволяет не только дистанционно осуществлять контроль за безопасностью, но и существенно экономить финансово на электроэнергии.

Главным отличием датчика присутствия от датчика движения, является реакция на все, даже незначительные движения.

Датчик устроен так: для того что бы он сработал достаточно незначительного перемещения объекта, пошевелить пальцами или компьютерной мышкой, а датчик движения реагирует на более активные движения. Так же, датчики разделяют на активные — оптический сенсор самостоятельно проецирует сигнал и принимает его отражённым от стен и предметов, и пассивные — работа основана только на приёме сигнала.

Датчики движения для включения света могут отличаться по габаритам и радиусу действия. Настройка чувствительности, позволяет более точно работать датчику и реагировать на определённые колебания.

Время срабатывания включения , настаивается так, что бы датчик не разрывал цепь сразу, после того как сработал. Настройка дальности обзора применяется в больших помещениях и длинных коридорах. Это позволяет датчику реагировать на больших дистанциях.

Настройку степени освещённости применяют для уличного освещения, что бы датчик срабатывал при определённом уровне освещения. Стоимость заводских датчиков движения совсем не малая. Изготовление его в домашних условиях, будет отличной альтернативой, и самодельный датчик по параметрам не будет уступать заводскому аналогу.

Инфракрасный датчик ардуино, имеет два переменных сопротивления для настройки чувствительности и времени срабатывания. Так же при помощи перемычки, выставляя её в определённое положение, регулируется отключение датчика. Положение L — при обнаружении датчиком, какого либо движения, подаётся сигнал на средний контакт, и по истечению выставленного времени датчик отключается.

Положение Н — так же подаётся сигнал на средний контакт, но датчик не отключится, пока будет фиксировать движение. Схему для изготовления датчика движения можно найти в интернете.

Исполнительное устройство, состоящее из — резистора R3, транзистора VT1,диода и реле. И блок питания с конденсатором С1 с номиналом 0,46 — 0,68 мкф, с рабочим напряжением минимум В.

Резистор R2 необходим для разряда конденсатора после отключения устройства. Диодный мост, фильтрующий конденсатор и стабилитрон на 12В. После сборки можно переходить к испытанию.

При таком установленном конденсаторе можно подключить ленту из светодиодных ламп или любую другую лампу мощностью до Ватт.

Стоит знать, что после включения в сеть, в течение одной минуты датчик производит самотестирование. Прежде в домашних условиях самому разбирать и пытаться отремонтировать детектор, необходимо убедиться в целостности питающего кабеля.

Если питание на устройство подаётся, нужно проверить правильность настроек. Если регуляторы датчика выставлены неправильно, возможна его некорректная работа. В этом случае будет достаточно настроить его правильно.

Регуляторы нужно выставить в положения, в которых наиболее высока вероятность включения датчика. Регулятор чувствительности выставить на максимум, а при наличии фотоэлемента, регулятор отвечающий за освещённость выставить в положение, при котором датчик будет срабатывать при любом освещении.

Для полного сбора информации, выставляйте регуляторы в различные положения. Если вы не имеете опыта ремонта датчика движения, то стоит обратиться к профессионалам.

Если все эти манипуляции не помогли, можно разбирать сенсор. В первую очередь осматриваем блок визуально. Необходимо обратить внимание на целостность элементов цепи и дорожек вздувшиеся конденсаторы, пригоревшие контакты.

О неисправности может говорить и запах исходящий от платы.

Обязательно проверяем постоянное напряжение в цепи в датчиках оно составляет от 8 до 24Вольт. Неисправными могут быть и операционные усилители пример — Lm d , и Lmn. Выявив неисправность, переходим к ремонту.

Вздувшиеся конденсаторы перепаиваем, заменяя аналогичными, неисправные дорожки соединяем перемычками и т. Обратите внимание! Включение ремонтируемых приборов через УЗО, поможет обеспечить безопасную работу.

После ремонта, подключаем питание к датчику, и проводим пробный запуск.

При правильном выявлении причин и исполнении работ, датчик начнёт функционировать. Принцип работы датчика звука — приём звукового сигнала и преобразование его в переменное напряжение. Звук на который реагирует устройство, может быть любым или определённым заложенным в памяти устройства. Используемые в датчиках микрофоны бывают двух видов: высокоомные и низкоомные.

Высокоомные — переменные эквивалентные конденсаторы, низкоомные — это катушки индуктивности с подвижными магнитами. В дополнение к этим настройкам, может производиться настройка по уровню освещённости, которая блокирует работу датчика звука при определённом освещении.

Также в цепи применяется таймер. Датчик совершенно просто монтируется самостоятельно и может отлично дополнить в цепи проходной выключатель.

В отличие от других видов, звуковые датчики могут выходить из строя и терять настройки из — за отключения питания и перепадов напряжения — это относится к недорогим представителям.

Более дорогие аналоги имеют защиту от перепадов и подключаются к выключателю без обратной связи.

Перед тем как приступить к использованию датчика звука для включения света, стоит изучить инструкцию и советы специалистов. Для обеспечения безопасности, отлично подойдут беспроводные сенсорные сигнализации с датчиком движения.

Которые можно применять как бытовые охрана дома, квартиры , и как общего назначения охрана офисов и служебных помещений. Угол обзора датчика достигает 0 , радиус обнаружения составляет от 2,5м до 10м, мощность звукового сигнала сирены Дб.

Включается сигнализация при помощи брелока дистанционного управления встроена кнопка.

Главным отличием является работоспособность даже при отсутствии электроэнергии в сети работа сигнализации осуществляется за счёт нескольких мини батареек. После пересечения лучей, охватываемой области сенсора, в течение пяти секунд сигнализатор срабатывает автоматически и воспроизводится звуковая сирена, которая слышна на расстоянии до трёхсот метров.

Использование датчиков позволяет усовершенствовать, дополнить и при этом не нарушить электрические схемы.

Датчики нашли применение в составе автосигнализаций, существуют датчики для линейного движения автомобиля датчик колейки или датчик качения реагирующий на препятствия, датчики устанавливают в холодильнике.

Разновидностей очень много. Главное будьте внимательны при выборе особенно китайских изделий!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector