Шумовой датчик для освещения

Шумовой датчик для освещения

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.

Читайте также:  Механизм опускания передней стенки детской кроватки

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.

Читайте также:  Пеноплекс альбом технических решений

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.

Датчики движения инфракрасные. Применяются для автоматического включения и выключения любых световых приборов, при обнаружении движения человека в зоне действия датчика.
Используются как внутри помещения так и на открытом пространстве.

Фотореле. В автоматическом режиме включает и отключает освещение в зависимости от условий освещенности. При падении уровня освещенности, фотореле включает уличное освещение; при увеличении уровня освещенности, фотореле отключает освещение. Использование фотореле позволяет добиться значительной экономии электрической энергии, а также увеличения срока службы ламп.

Оптико-акустический датчик (присутствия). В условиях низкой освещённости при возникновении шума (хлопка, разговоров, шагов) включает освещение, отключает с задержкой после того, как звук пропадёт. При достаточной освещённости не включает дополнительное освещение.

Светильник светодиодный СПБ-2Д 5Вт 160-260В 4000К 400лм IP40 155мм c датчиком белый

СКАЧАТЬ каталог на СПБ-2Д 5Вт 160-260В

Преимущества

  • датчик движения настроен автоматически, не имеет регулировки
  • корпус – пластик
  • источник света – светодиоды
  • способ установки: накладной, настенно-потолочный
  • срок службы – 30 000 ч
  • гарантия – 2 года
  • угол охвата датчика движения – 120°
  • расстояние срабатывания – 8 метров
  • время срабатывания – 10 секунд
  • время работы – 2 минуты
  • уровень освещенности – 40 люкс
Область применения

Общее и местное освещение жилых, общественных помещений.

Дата публикации: 11 декабря 2018 .
Категория: Световые приборы.

Искусственное освещение является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. В настоящее время включать и выключать разнообразные осветительные приборы можно с помощью клавишных переключателей, пультов дистанционного управления, команд со смартфона или другого мобильного гаджета. Помимо этого производить активацию ламп можно посредством акустических датчиков. Именно об их разновидностях и области применения пойдет речь в нашей обзорной статье.

Принцип действия и разновидности акустических выключателей

Основной деталью любого акустического датчика является встроенный микрофон. Он улавливает звуковые волны, преобразует их в электрический импульс, из которого уже и формируется команда на включение осветительного прибора. В зависимости от подаваемых сигналов датчики подразделяют на три основных категории:

  • Шумовые. Они реагируют на весь спектр звуковых волн.
  • Хлопковые. Срабатывают исключительно на хлопки в ладоши.
  • Голосовые. Реагируют на строго определенные команды, произносимые человеком.

Шумовые сенсоры

Именно эта разновидность акустических датчиков, отвечающих за включение/выключение освещения, наиболее широко представлена на рынке электротехнических устройств подобного назначения. Срабатывают они от любого источника звука (поэтому их и называют шумовыми): человеческого голоса, звона ключей, стука каблуков, хлопка от открывающейся двери и так далее. После срабатывания датчика освещение включается в том или ином режиме (в зависимости от модели):

  • Свет горит только в течение того времени, пока встроенный микрофон фиксирует тот или иной звук в радиусе своего действия (как правило, от 3 до 10 м).
  • При возникновении шума происходит включение осветительного прибора, после чего он продолжает работать еще в течение 25÷60 секунд (это зависит от конкретной модели). В некоторых устройствах вы можете сами установить продолжительность активации лампы.

Как правило, шумовой автоматический датчик имеет встроенный светочувствительный элемент, реагирующий на естественное освещение. Как это работает? Очень просто: при достаточном естественном освещении микрофон устройства автоматически отключается и не реагирует на какие-либо звуковые сигналы. По мере наступления темноты он переходит в режим работы, то есть, начинает реагировать на любые шумы, и осветительные приборы включаются. Таким образом, наличие светочувствительного элемента в значительной степени помогает экономить электроэнергию.

Основные места, где целесообразно устанавливать шумовые сенсоры:

  • лестничные пролеты и площадки;
  • тамбуры перед дверями лифтов;
  • редко посещаемые помещения (причем достаточно хорошо защищенные от внешних шумов), например коридоры или подсобные помещения.

Важно! Невозможно применять такие устройства в жилых и офисных помещениях ввиду их низкой избирательности (по отношению к природе происхождения звукового сигнала).

Шумовые датчики могут быть выполнены в виде:

  • Патрона (со встроенным звуковым сенсором) для установки лампочки.
  • Отдельного блока, подключаемого в разрыв проводов питания.
  • Стандартного выключателя, который можно установить вместо обычного клавишного.
Читайте также:  Навеска дверей на петли

Популярные модели шумовых сенсоров

Шумовые датчики весьма широко представлены на рынке электротехнических изделий, как от российских, так и от зарубежных производителей. Устройства от многочисленных китайских брендов, выполненные в виде маленькой пластиковой коробочки с усредненными техническими характеристиками (радиус чувствительности микрофона – 4÷10 м; максимальная мощность подключаемой нагрузки – 60 Вт, фиксированное время задержки отключения – около 45 секунд), встроенным светочувствительным элементом и отсутствием каких либо регулировок, стоят на сегодняшний день 120÷150 рублей.

Шумовой датчик LST СЗВО-4-К (от российского производителя Аргос-Трейд), рассчитанный на подключение лампы мощностью до 120÷150 Вт, с регулировкой чувствительности микрофона и времени задержки отключения, стоит около 250÷300 рублей.

Для межквартирных коридоров или тамбуров перед дверями лифта, где свет, как правило, горит постоянно, в целях экономии электроэнергии стоит установить плафон со строенным акустическим датчиком. Достоинством такой модернизации является простота монтажа (вносить каких-либо изменений в схему электропроводки не потребуется). Стоимость изделия, рассчитанного на подключение лампочки мощностью коло 60 Вт и задержкой отключения в пределах 30÷45 секунд, составляет около 200÷250 рублей.

Хлопковые датчики

Так называемые хлопковые выключатели являются более «продвинутой» версией шумовых сенсоров. Основной их особенностью является то, что они срабатывают исключительно на звук хлопков, которые человек выполняет с помощью ладоней. Такие «продвинутые» устройства совершенно невосприимчивы к многочисленным посторонним шумам в помещении: к звукам музыки или работающих электроинструментов, а также человеческой речи. В этих устройствах применяют специальные полосовые фильтры, для того чтобы сенсор воспринимал только хлопки, количество которых во многих моделях можно даже запрограммировать. Так, например, вы можете установить несколько акустических датчиков в одной комнате, и они независимо друг от друга будут включать/выключать:

  • Потолочную люстру. Для этого вы программируете устройство на три хлопка.
  • Настольную лампу. Надо сделать четыре удара в ладоши.
  • Интерьерную подсветку помещения. Сенсор срабатывает на пять хлопков.

Стоят такие акустические сенсоры значительно дороже (по сравнению с шумовыми аналогами). Например, популярную модель «Claps Max» от российского производителя «Razr Pro» в настоящее время можно приобрести за 2500 рублей. Устройство позволяет управлять нагрузкой мощностью до 1100 Вт! Схема подключения такого приспособления довольно проста и не вызывает затруднений у пользователей, не обладающих определенными электротехническими знаниями.

Произвести предварительную настройку «Claps Max» на срабатывание от определенного количества хлопков (3,4,5 или 6) довольно просто: для этого достаточно снять верхнюю крышку пластикового корпуса и установить перемычку на металлические штырьки в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Голосовое управление освещением

Организовать управление осветительными приборами в собственной квартире с помощью голосовых команд – задача достаточно трудная. Да, к тому же она вам «в копеечку выльется». Одним из вариантов является приобретение голосового ассистента, например, Amazon Alexa (Echo Dot, Echo или Echo Plus), а также совместимых с ним устройств (специальных «умных» выключателей и лампочек) со встроенными модулями Wi-Fi.

Далее все просто:

  • Устанавливаем на смартфон приложение для Amazon Alexa.
  • Переводим приспособление в режим настройки и задаем необходимые голосовые команды для включения/выключения осветительных приборов.

К недостаткам подобного обустройства управления освещением относят то, что:

  • Голосовой ассистент Alexa воспринимает только английскую речь.
  • Стоимость, как самого устройства, так и совместимых с ним приспособлений довольно высока. Так, модуль Amazon Echo Dot стоит около 5000 рублей, а одна «умная» светодиодная лампа или выключатель (от китайского производителя FrankEver) – около 1500 рублей.

На заметку! Использовать голосового ассистента Alexa для управления только освещением экономически нецелесообразно. А вот если вы решили обустроить так называемую систему «умный дом», то применение подобной мультимедиа платформы будет вполне уместно.

Другим вариантом организации управления осветительными приборами могут стать голосовые датчики от израильской компании Vocca, обещающей пользователям более простое решение поставленной задачи. Устройство представляет собой переходник-адаптер, который устанавливают между стандартным патроном и самой лампочкой. Включение/выключение осуществляется простой командой «Go Vocca Light». Приспособление не требует подключения к сети Wi-Fi или каких-либо предварительных настроек. Изделия поступят в продажу в январе 2019 года. Ориентировочная стоимость – около 2000÷2500 рублей.

Вариант для самостоятельного изготовления

Тем, кто увлекается радио-электро техникой и имеет достаточно навыков в пайке и сборке различных полезных для дома устройств, не составит особого труда изготовить акустический датчик самостоятельно. Самый простой вариант:

  • Приобретаем готовый набор деталей с печатной платой, входящей в комплект (стоимость около 100 рублей).

  • Производим распайку всех элементов в соответствии со схемой.

  • Проверяем работоспособность изготовленного приспособления.

Самодельное приспособление для управления освещением с помощью голосовых команд можно изготовить на базе популярного конструктора Arduino и совместимых с ним модулей распознавания голоса.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector