Датчик звука для включения света: предназначение, разновидности и принцип работы

Один из вариантов – установить акустические датчики для освещения. Расскажем о них подробнее, опишем способы применения, принцип работы.

Акустические автовключатели и реле, что это

Детекторы, реагирующие на звуковые сигналы, с реле, смыкающим/размыкающим цепи питания, известны давно как части систем безопасности, сигнализаций. Со временем они стали популярными для осветительных систем, ламп любой разновидности, для квартир, подъездов, на улицах, во дворах. Ограничений по применению нет. Звуковой контроллер для света купить можно почти в каждом магазине электротехники.

Акустические автовключатели

Датчик звука для освещения — это небольшая коробочка с электронными элементами, микросхемой внутри. Обычно это пластиковый прямоугольник с выведенными контактами, клеммами для подключения и с отверстиями для крепления болтиками. А также изделие может выполняться как плафон или иметь любой иной вид по решению производителя. Есть также модульное исполнение: осветительные приборы, лампочки или патроны для них, внутри которых вмонтированы такие обнаружители с расцепителем.

обнаружители с расцепителем

Преимущества:

  • если сравнивать датчики движения и шума, то основным преимуществом последних является отсутствие ложных срабатываний при передвижении домашних животных и при электромагнитных наводках;
  • низкая цена, в среднем 300 руб.;
  • возможность монтажа в любых условиях, прибор чрезвычайно компактный;
  • дополнительные опции: программируемость на разные команды, регулировка чувствительности, анализ наличия света и его уровня, чтобы не включаться в светлые периоды суток.

Датчик звука 1

Минус, пожалуй, один: ложные срабатывания при фоновом шуме. Проблема решается настройкой чувствительности микрофона, но не у всех изделий есть такая функция.

мнус датчика звука

Детекторы шума для освещения используются для труднодоступных мест, где нет возможности дотянуться к ручному выключателю:

  • подъезды;
  • коридоры;
  • санузлы;
  • склады;
  • технические помещения;
  • уличное освещение;
  • лестничные клетки;
  • придомовые территории;
  • это отличное решение, когда есть маленький ребенок, который боится темноты, так как ему не нужно будет искать выключатель.

освещение в коридоре

Обычно всегда акустические сенсоры используются вместе с ручными выключателями: наличие таких устройств, сколько бы их ни было на линии, никак не влияет на их работу.

пример

Что это такое?

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. 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.

Что такое звуковой датчик включения и выключения освещения

Звуковой датчик включения света

Датчик представляет собой прибор, оснащенный специальной конструкцией со встроенной лампочкой. Встречаются модификации в виде патрона, но наиболее распространенные разновидности имеют форму небольшой коробочки, изготовленной из пластика.

Реагирует на звуковые сигналы, благодаря которым удается управлять освещением в квартире или загородном частном доме. В роли пускового звукового сигнала чаще всего выступает хлопок в ладоши.

Датчики звука можно программировать на другие разнообразные звуки, поскольку не всем удобно хлопать в ладоши, например, руки часто бывают заняты или грязными.

Преимущество монтажа датчика звука также заключается в снижении затрат электроэнергии, поскольку многие домочадцы ленятся и не отключают свет в комнате, если он не нужен. Помимо этого, перемещение из комнаты в комнату станет более комфортным и безопасным, поскольку отключить осветительные приборы можно уже непосредственно перед выходом. По статистике в домашних условиях люди часто получают травмы из-за выключенного света в темное время суток.

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.

Назначение и сфера использования

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.

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.

Сфера применения

Акустический датчик для работы светильника применяется в следующих областях:

  • В подсобных помещениях с редким появлением человека — кладовых, чердаках, подвалах, гаражах.
  • В общественных местах — подземных переходах, подъездах, переулках.
  • На промышленных и складских объектах.
  • В больницах, поликлиниках и других медицинских учреждениях, когда использование выключателя противоречит требованиям санэпидемнадзора.
  • В домах, квартирах, офисах в качестве системы умного дома.
  • На охраняемых объектах и территориях — для отпугивания злоумышленников.
  • На придомовом участке, даче, огороде.
  • При необходимости объявления тревоги — на военных объектах, портах, базах.

При монтаже звуковых сенсоров в домашней обстановке достигается сразу несколько целей — повышение бытового комфорта, экономия электроэнергии и увеличение срока годности осветительных приборов.

хлопок

Преимущества и недостатки

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.

Руководство к выбору

Чтобы правильно выбрать звуковой детектор включения и выключения света, рекомендуется соблюдать следующий ряд правил:

  1. Уровень влагозащиты должен соответствовать условиям применения. Например, если сенсор планируется установить на открытом пространстве, то показатель должен быть не менее IP55, а при установке в бане, сауне, бассейне — от IP67.
  2. Суммарная мощность подключаемых светильников. Детектор должен иметь несколько большую мощность, чем все подключаемые к нему лампочки.
  3. Дальность действия — в зависимости от расстояния, на котором прибору требуется обнаруживать звук. Для комнат, коридоров, проходных — это всего несколько метров, для открытых пространств, залов — несколько десятков метров.
  4. Наличие фотореле. Благодаря сенсору чувствительности света датчик будет включаться только при условии отсутствия естественного света — в темноте, сумерках, при закрытых шторах и так далее.

При выборе устройства не последнее место в списке критериев первостепенной важности занимает производитель. Во многом от этого будет зависеть и долговечность, и качество его работы.

настройки

Где купить

Приобрести датчики звука можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Датчики движения

Работа данных устройств основана на принципе фиксации любого перемещения в рабочей зоне. Интервал срабатывания может быть настроен от 2-х секунд до получаса. В основном, такие датчики устанавливают в проходных помещениях:

  • холлы и вестибюли;
  • коридоры и лестничные пролеты;
  • парковки для автомобилей.

Но могут использоваться и на открытых пространствах, например, придомовых территориях. Сенсорные датчики движения хороши тем, что не срабатывают на птиц и животных, отслеживая только активные перемещения. Поэтому свет не будет включаться, если в зоне действия устройства пройдет кошка или пролетит голубь.

Подключение датчика звука к Ардуино

Как подключить датчик звука к Arduino ► разберем скетч для включения света от хлопка в ладоши и получения показаний датчика на мониторе порта Ардуино IDE.

Рассмотрим аналоговый датчик звука для Ардуино. Расскажем, как подключить датчик звука к микроконтроллеру Arduino, разберем программу для автоматического включения света от хлопка в ладоши и получения показаний датчика звука на последовательном мониторе порта Arduino IDE. Рассмотрим использование в программе тип данных boolean, который чато применяется в языке C++.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКУСТИЧЕСКИХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ

Поскольку мы имеем дело с поверхностным принципом обнаружения, то одним из основных параметров является площадь контролируемой поверхности. Как правило, в паспортных данных указывается ее минимальное значение, ниже которого достоверность обнаружения разбития стекла не гарантируется.

Верхний предел определяется косвенно, исходя из двух величин:

  • дальность действия акустики;
  • угол обзора.

Как правило, их значения составляют 6 метров и 120o, но могут быть исключения.

Звук разбитого стекла (спектр и частота) зависит от его марки, толщины, наличия армирования и пр. Паспорт прибора должен содержать информацию о типах стекольных полотен для блокировки которых подходит конкретная модель извещателя.

Для уменьшения уровня ложных тревог производители реализуют принцип анализа двух составляющих звукового спектра разбития:

  • низкочастотная составляющая, соответствующая удару по полотну;
  • высокочастотная, сопровождающая стадию разрушения и осыпания осколков.

С одной стороны это хорошо, с другой – можно оклеить окно пленкой, которая предотвратит выпадание остатков стекла и приглушит высокочастотную составляющую акустических колебаний. Сигнал тревоги может при этом не сформироваться. Повысить эффективность охраны можно за счет применения совмещенного извещателя, объединяющего звуковой и поверхностный инфракрасный детекторы.

Акустические охранные извещатели могут иметь дополнительные возможности регулировки чувствительности, положения микрофона (двухпозиционные исполнения).

Далее идут параметры, определяющие электрические характеристики и режимы эксплуатации изделия: напряжение и ток коммутации контактов реле (для проводных), рабочая частота (для беспроводных), напряжение питания, температурный диапазон, климатическое исполнение.

Выбираем датчик звука для включения света

vybiraem-datchik-zvuka-dlya-vklyucheniya-sveta-2.jpg

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.

Как сделать своими руками

Далеко не у всех есть возможность купить заводской звуковой детектор включения света. Однако при желании, наличии опыта в сборке радиотехнических схем и доступе к расходным материалам, его можно вполне быстро изготовить своими руками. Рассмотрим самые доступные варианты.

На акустическом реле и триггере

Наиболее простая схема на одном транзисторе. Она включает два акустических реле и триггер.

схема на одном транзисторе

Акустический компонент

В качестве транзистора подойдет доступный МП 39 на германии. Его легко найти в старой технике. Далее потребуется аудиоприемник. Это может быть, к примеру, микрофон старого дискового телефона.

Преимущество такого старинного угольного приемника звука в том, что он обладает высоким порогом чувствительности, но при этом имеет минимальную пропускную частоту. Это значит, что посторонние звуковые колебания попросту не будут улавливаться собираемым прибором.

Для питания схемы также понадобится трансформатор постоянного тока на 9–12 вольт. Собирать и крепить все компоненты лучше на макетной или печатной плате. В собранном виде она будет функционировать следующим образом:

  1. При появлении звука сопротивление в радиомикрофоне понижается.
  2. Начинает действовать конденсатор C1.
  3. Из него ток поступает на транзистор.
  4. Далее происходит усиление сигнала.
  5. После этого компонент C2 с помощью транзисторного коллектора удваивает напряжение.
  6. На базу транзистора посредством R3 поступает двойное напряжение.
  7. Открытый транзистор функционирует в качестве усилителя.
  8. В завершении ток поступает на P1 для соединения контактов для светильника KP1.

Если звука нет, подача переменного тока исчезает и транзистор пребывает в полуоткрытой форме.

Акустический компонент

Триггер

Триггер выполняет функцию выключателя по следующему алгоритму:

  • Заходя в помещение, пользователь издает звук — лампочка зажигается.
  • Выходя оттуда, он опять издает звук — лампочка отключается.

При подборе компонентов схемы, выбирать лучше версии, способные выдерживать 220 В. Это правило касается диодов и конденсатора C1.

Функционирование схемы происходит по следующему алгоритму:

  1. Возникает звук — замыкается контакт KP1.
  2. Происходит зарядка конденсатора C1.
  3. Проходящий через него электрический ток переводит положение якоря в противоположное положение.
  4. Зажигается Л1.
  5. Осуществляется блокировка реле под действием диода D1.
  6. Одновременно с этим D2 готов к работе.
  7. При повторном появлении звука срабатывает второй диод D2.
  8. Благодаря ему якорь помещается в нулевое положение и свет тухнет (Л1).

Триггер

Если требуется работа лишь одной лампочки, вместо Л2 в схеме нужно установить резистор и конденсатор.

Три транзистора

Для более опытных пользователей доступно изготовление самодельного датчика по несколько усложненной схеме. Ее особенность в том, что она сама по первому звуковому сигналу как включает, так и выключает освещение — по второму.

Три транзистора

В цепи применяются транзисторы типа КТ818 и КТ315. Достать их можно в любом магазине радиодеталей. Дальность действия устройства на них достигает 2-х метров — при условии питания 9-вольтовым напряжением. Однако при его повышении или понижении чувствительность повышается или снижается, соответственно.

Три транзистора 2

В качестве аудиоприемника используется электродинамический микрофон. При этом реле и конденсатор должны быть рассчитаны на 220 вольт. Сборка осуществляется также, как и в выше описанной версии, на плате — печатного или макетного типа. Для подачи питания применяется блок питания на 9–15 вольт.

Сборка

С микросхемами

Это наиболее сложный, хотя и интересный для опытных радиолюбителей вариант схемы датчика. Основан он на микросхеме. Два существенных отличия от выше рассмотренных версий — это отсутствие внешнего блока питания и установка тиристора вместо электромагнитного реле.

Преимущество

В отличие от реле тиристор не имеет ограничений по числу срабатываний. Кроме того, он имеет существенно меньшие размеры. Значит, прибор получится более компактным, легким и универсальным. Дальность действия устройства сильнее — до 6 метров. При этом оптимальная мощность ламп — 60–70 ватт. К тому же оборудование предохраняется от фоновых помех.

Как повысить мощность

Как видно, детектор рассчитан на светильники средней силы. Если для домашних нужд этого вполне достаточно, на производстве, в мастерской и общественном месте этого будет мало. Поэтому при использовании светоисточников повышенной мощности диоды с VD2 по VD5, а также сам тиристор VS1 требуется установить на радиаторы. Это снизит их нагрев и позволит обслуживать более мощные светильники.

радиаторы

При этом радиаторы должны иметь электроизоляцию! Помимо этого, места контактирования их с другими компонентами схемы должны быть защищены. Это обеспечит наилучшую электропроводность и качество работы прибора.

Работа схемы

В изначальных версиях схемы реле срабатывало на голос человека или иной звуковой сигнал, например, хлопки. Однако удобнее, когда прибор реагирует на заданный уровень звука. Чтобы обеспечить ему такую функцию, потребуется несколько изменить схему реле:

  • К транзистору VT3 подсоединяется выход от 1-го триггера, а выход делается так, чтобы другая половина схемы не работала (13 вывод подключается сразу к R7).
  • Далее вибратор генерирует полусекундный импульс. Именно на такой отрезок времени зажигается свет.
  • Теперь чтобы решить проблему стабильности подсветки, необходимо начать плавно изменять емкость конденсатора С4 или сопротивление резистора R6. Для увеличения времени задержки необходимо повышать показатели, для понижения — уменьшать.
  • Процедура выполняется до тех пор, пока полученный результат не станет удовлетворительным в данных условиях.

Чтобы облегчить труд по настройке, можно воспользоваться известной закономерностью для расчета: T=C×R. Где Т — время задержки в сек., С — емкость конденсатора в Ф, R — сопротивление в Ом, × — знак умножения. Например, чтобы подсчитать требуемое сопротивление резистора для заданного времени задержки, необходимо выполнить следующие расчеты по формуле R=T/C.

Допустим Т = 90 сек., а емкость конденсатора 200 мкФ (или 200×10−6), тогда, согласно формуле, — 90/200×10−6 =450000 Ом или 450 кОм.

конденсатор

Посчитаем экономию

Лампа накаливания мощностью 60Вт при круглосуточной эксплуатации потребляет в год: 60∙24∙365 = 525600 Вт∙ч = 525,6 кВт∙ч. При стоимости одного киловатт-часа равной 2,50 руб. стоимость содержания одной лампы составляет свыше 1300 рублей в год!!! При эксплуатации 1 час в день эта же лампа потребляет в год: 60∙1∙365 =21900 Вт∙ч = 21,9 кВт∙ч. При стоимости одного киловатт-часа равной 2,50 руб. стоимость содержания одной лампы составляет менее 55 рублей в год!!! Таким образом, при применении энергосберегающего оборудования Актей-Энергосбережение, экономия составляет около 1250 рублей в год на каждую лампу. В многоквартирном доме количество ламп составляет 200-500 штук, а в некоторых жилых комплексах может достигать нескольких тысяч штук. Для 200 ламп годовая экономия составит около 250 тысяч рублей, а для 500 ламп — 623 тысяч рублей!!! В рамках города или даже одного городского района величина экономии получается просто огромной.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...