Звуковой датчик включения и выключения освещения

Устройство датчика звука для включения света

Используем датчик звука, чтобы включить свет

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.

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;

  • 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.

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.

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 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.

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.

Рекомендации по выбору звукового датчика для включения освещения по хлопку

Звуковой датчик – функциональное устройство, основное назначение которого – включение освещения в помещениях, где не очень удобно искать выключатель. Включение света по хлопку может быть не единственной способностью такого прибора, в отличие от начального этапа появления, когда их использовали только в охранных системах. На сегодняшний день в ассортименте, предлагаемом потребителю, есть простые приспособления, реагирующие на любой источник шума, распознающие определенный звук и даже дорогие устройства, запрограммированные выполнять сразу несколько функций.

Что это такое

Название акустическая система не отражает всего, что может делать современный звуковой датчик, потому что в нем отражается только основной принцип работы – распознавание волн от звука вариабельного происхождения. А современная усовершенствованная конструкция может настраиваться только на один вид звука, записанный, как эталонный, срабатывать на любой шум, реагировать на команды, выполнят несколько функций по мере возникшей необходимости.

Основное предназначение прибора

Включение и выключение освещения, его можно применять на лестничных клетках подъездов, в которых нет лифта, в проемах темных подворотен, где нет необходимости постоянного освещения. Настройка на шум шагов, производимое движение, скрип открывающейся двери, щелчок открываемого замка – все это приводит к тому, что датчик включения и выключения сначала зажигает свет для проходящего, а затем его гасит через выверенный промежуток времени.

Принцип работы

Звуковой датчик включения работает по двум основным принципам. В первом случае он нужен, чтобы сразу после раздавшегося звука, зажечь отключенное в тишине освещение. Команда, поданная на реле раздавшимся шумом, включает свет на время, достаточное для прохождения определенного расстояния. По такому принципу работает датчик на лестничных пролетах, в темных местах двора, на участках земельных владений, где нет стационарного освещения или просто в нем нет особенной необходимости.

Второй принцип работы обеспечивает реле задержки. Он позволяет устройству срабатывать только от определенного шума – характерного или продолжительного. Такое реле включения света позволяет не тратить электроэнергию на движение более мелкого объекта, чем человек домашнего животного, грызуна на приусадебном участке, не реагировать на посторонние шумы – природные или механического происхождения.

Свет по хлопку

Популярная разновидность реле, работающего от команды более интенсивной, чем шорох одежды, звук шагов и даже щелчок открываемого замка. В активе датчика может быть одна или две мотивации – хлопок включает свет, два хлопка – выключает. Установка в квартире такого акустического устройства многим специалистам представляется нецелесообразным, особенно, если оно работает по первому варианту. После прохождения определенного времени свет отключается и человек снова оказывается в темноте.

Интересный факт. Даже много лет назад народным умельцам представлялось предельно простой задачей собрать простейший включатель, работающий от короткого, но интенсивного звука (в данном случае, это – хлопок в ладоши. Немногим позже оказалось реальным собрать устройство, которое реагирует на голосовые команды, но его промышленные варианты в продаже так и не появились. Возможно, через некоторое время, включить свет можно будет, как Гугл, посредством голосовой команды.

Принцип работы

Акустические выключатели в жилых помещениях, производственных зданиях, в функциональных зонах работают от звуковых волн. Минимальный набор комплектующих позволяет за короткое время отыскать источник их излучения, уловить и доставить шум в анализатор, проверить его на соответствие заданным параметрам. Работать звуковой датчик может постоянно, но в тишине у него нет искомого объекта и материала для анализа, потому что с эталоном он сопоставляет только звуковую волну, в которой скорость, амплитуда колебания или звуковой диапазон совпадает с заложенным контрольным образцом.

Таймер, зажигающий свет, срабатывает только после того, как обнаруживается соответствие данных с запрограммированными образцами.

Полученное совпадение переадресовывает команду на реле, замыкающее электроцепь. Свет горит то время, на которое произведена настройка – в этом временном промежутке звукоуловитель и анализатор не работают. Если выясняется, что шума больше нет, срабатывает выключатель, и в темноте снова начинается работа над поиском и улавливанием шума. Чтобы прибор не включался от любого шума (а это вполне вероятно из-за его высокой чувствительности), во время подключения его настраивают на строго определенный уровень децибелов – например, на звук хлопка в ладоши, который составляет около 50 дБ.

Разновидности акустических датчиков

При внимательном рассмотрении обнаруживается, что все акустические датчики, с присущим им многообразием, условно можно разделить на три большие группы. Хотя просматривая ассортимент специальных магазинов с подобной техникой, можно легко впасть в заблуждение и решить, что разновидностей гораздо больше:

  1. В квартиру небольшой площади, или в функциональное помещение относительно маленького размера, приобретают стандартные датчики. Это приборы, реагирующие только на звук. Самый простой будет включаться от любого звука или шума, но они постепенно выходят из быта, из-за высокого уровня погрешностей, причиняемого беспочвенного беспокойства. Хлопковый срабатывает от эталонного шума, входящего в общее программирование прибора – погрешности в определении объекта и ненужное включение света в этом случае исключаются устройством конструкции. Свет по хлопку может заменяться на любой другой характерный шум достаточной степени интенсивности.
  2. Оптико-акустические датчики – усовершенствованная система, в которой используется не только пойманный шум, но и общий уровень освещенности. В этих приборах вмонтирован фотоэлемент, блокирующий включение света в дневное время. Это дает возможность экономить электроэнергию. Принцип работы диммерного акустического выключателя тоже позволяет анализировать шум и уровень освещенности окружающего пространства, но вместо полного выключения он приглушает искусственное освещение, если отсутствие шума сигнализирует о том, что яркий свет никому не нужен.
  3. Менее востребованным стал и третий вид звукового датчика, скомбинированного с датчиком движения. Он реагирует на шум и включает свет при обнаружении перемещений живых существ. на дачном или приусадебном участке, торговых площадях и производствах, применение такого устройства приводит к постоянным включениям света, если по периметру бегают кошки, собаки, полевые грызуны и летают ночные птицы.

Знаете ли вы? Сфера применения стандартного датчика и других разновидностей, весьма широка, хотя непродвинутым пользователям может показаться, что их основное назначение – экономия электроэнергии. Специалист может с ходу перечислить десяток отраслей и областей, где применяется акустическое устройство.

Сфера применения

Целесообразность монтажа акустического прибора давно оценили и в бытовом аспекте, и в производственных масштабах. Один из доводов в пользу датчиков звука – продление срока службы источников света, которые в отличие от простых ламп накаливания, не отличаются демократической стоимостью. Монтаж простого или самодельного прибора обходится дешевле, чем замена перегоревших лампочек, оплата электроэнергии по счетчику, цена ее перерасхода.

Использовать звуковые датчики можно:

  • в дальних помещениях (комнатах, кладовых, складах, верандах закрытого типа), куда заходят не часто, особенно, в зимнее время;
  • в функциональных помещениях лечебных зданий или производства, где выключатель не используется из-за загрязненного состояния рук, или соображений безопасности;
  • в переходах (подворотнях, коридорах общественных зданий – офисов, бизнес-центров, государственных учреждений);
  • в гаражах, операционных, других помещениях, где установка стандартного выключателя в принципе невозможна.

Включение света по хлопку в жилых комнатах, туалете, ванной и кухне, не очень востребовано. Гораздо чаще оно применяется в коридоре, где свет выключается после того, как человек разделся и вышел в другое место. Например, когда человек сидит на унитазе, он может находиться в спокойном состоянии, и тогда устройство, не улавливая шума от движения, автоматически погасит освещение.

Устройство и конструкция

Самая простая схема состоит всего из нескольких деталей – стандартно, это комплект из двух акустических реле и триггера, собранный в единое целое на одном транзисторе. Авторы самодельных датчиков утверждают, что проще этой схемы не существует в природе. Вариантами могут выступать собранные на печатной плате, с блоком питания. Иногда используется макетная плата, а вольтаж батарейки варьируется от 9 до 12 единиц. Включаться выключаться оно будет триггером от хлопка в ладоши.

Технические параметры устройств, изготовленных в промышленных условиях, могут отличаться по мощности нагрузки, силе звука и даже использованию альтернативного напряжения сети. Белорусский Экосвет Х-300-Л работает от звука в диапазоне от 30 до 300 децибел, включая стандартный набор деталей и прочную коробку. Это – самый демократичный прибор по стоимости, после сделанного самостоятельно, да и то только потому, что у радиолюбителя дома могут найтись пригодные детали, которые не придется специально покупать.

Совет: Перед тем, как начинать установку самодельного или покупного датчика, его нужно проверить на соответствие заданным параметрам.Применение хлопкового выключателя можно считать удовлетворяющим требованиям, если оно не реагирует ни на какие звуки, кроме хлопка в ладоши. если же сделать это не удается даже после тщательной настройки, значит, составляющие компоненты звукового выключателя подобраны или соединены неверно.

Критерии выбора

Перед тем, как обзавестись подобным прибором, нужно определить, для каких целей он нужен. На лестничной клетке, во дворе и подъезде можно поставить самый обычный акустический датчик, реагирующий на любой шум из окружающего пространства. Этот вариант позволит человеку, поднимающемуся по лестнице или преодолевающему затемненную зону дойти до места назначения, не опасаясь отключения света. Если ставить реле, которое отключается через определенный промежуток времени, пожилой или медленно идущий человек окажется в темноте. Задержку отключения можно отрегулировать, если она предусмотрена производителем, или внести конструктивные изменения в уже купленный прибор.

Есть и другие требования к устройствам определенного типа:

  • уличный датчик непременно должен быть надежно укреплен и оснащен защитой от природных воздействий (это особенно актуально в регионах с проблемным климатом;
  • если цель покупки – экономия освещения, лучше приобрести модель, оснащенную фотореле
  • принцип работы диммерного акустического выключателя пригодится на приусадебном участке, на даче – освещение выключится, как только внешнее пространство перестанет нуждаться в дополнительном свете, но он же пригодится и там, где люди покидают помещение на короткое время и снова возвращаются (на кухне, в производственном цеху;
  • радиус действия имеет значение, если планируется контролировать большое пространство, для условий квартиры достаточно минимальных показателей.

Иногда в обзорах подобной продукции можно встретить настоятельные уверения о необходимости приобретения датчиков от брендового производителя, с проверенной репутацией и высокой стоимостью. В домашних условиях можно прекрасно использовать самодельные датчики, собранные самостоятельно. Если нет никаких знаний по этому вопросу, можно просто купить надежное устройство отечественного производства.

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.

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

5,3 В.

  • Размер монтажных отверстий — 2.0 мм
  • Размер — 39,0 мм x 21,0 мм.

    • 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.

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

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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

    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

    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.

    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.