Датчик звука для автоматического включения света

Датчик звука для включения света в повседневном обиходе появился сравнительно недавно и сразу же завоевал массовое доверие потребителей. Его основное назначение — автоматическое зажигание светильника в ответ на шум шагов, хлопка в ладоши, голоса и так далее. Он обеспечивает удобную, без необходимости использования механического переключателя, работу системы освещения. Разберем основные особенности шумового детектора, его разновидности, сферу применения и прочие важные аспекты.

Устройство и принцип действия

Датчик звука для автоматического включения света представляет собой микросхему, главные компоненты которой — аудиоприемник, усилитель, электрореле и контроллер. Работает устройство по следующему принципу:

• В помещении, где установлен звуковой детектор, раздается звук (шаги, голос, хлопок).
• Аудиоприемник фиксирует акустическую волну.
• Возникающий сигнал проходит через анализатор.
• Далее посылается команда на замыкание электрореле.
• Электрический ток начинает поступать на лампочку — свет зажигается.
• Одновременно с этим подключается таймер на размыкание цепи (в зависимости от заданных пользователем настроек — от нескольких секунд до десятков минут).
• Пока свет горит, звуковой датчик фактически находится в отключённом состоянии и никак не влияет на работу системы подсветки.

Современные детекторы рассматриваемого типа обладают достаточно большой чувствительностью. Поэтому чтобы исключить ложное срабатывание в конкретном месте применения, необходимо выполнить правильную настройку по данному параметру.

Для этой цели на корпусе прибора есть два регулятора. Один из них устанавливает порог воспринимаемого звука. Другой программирует время работы светильника после включения. Как правило, предела в 50 дБ (что соответствует хлопку в ладоши) вполне хватает внутри помещения.

Разновидности

Акустические датчики включения света доступны рядовому потребителю в следующих модификациях:

1. Классические. Это стандартные модели с двумя регуляторами — звукового уровня и времени работы. Реагируют на любой шорох в зависимости от настроенного порога чувствительности.
2. Гибридные.
   1. Оптико-акустические. В приборах сочетаются два вида детектора — звуковой и датчик освещенности для включения света. Помимо стандартного режима работы — от звука, устройство включается в зависимости от уровня дневного света. Начинает функционировать только при наступлении сумерек или иных условий отсутствия естественного света.
   2. С дополнительным сенсором движения. Благодаря этому лампочка зажигается не только при обнаружении звуковых волн, но и при попадании в сектор обзора двигающегося объекта – транспортного средства, человека, животного и так далее.
3. Усовершенствованные. Это умные модели, способные реагировать на конкретные команды человеческого голоса, определенные фразы и слова. Такие модели полностью исключают ложное срабатывание даже при наличии сильного звукового фонового.

Каждая модификация имеет свои особенности, технические характеристики и нюансы эксплуатации. Это нужно учитывать при выборе прибора для конкретного места применения.

Также рекомендуем ознакомиться с реле управления светом, которое может использоваться не только отдельно, но и в комплекте с датчиком звука.

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.

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.

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»:

Достоинства и недостатки

Главные плюсы датчика шума для включения света:

• Существенное снижение энергопотребления системы подсветки.
• Уменьшение затрат на замену перегоревших лампочек.
• Доступная стоимость. Установка даже дорогих моделей быстро окупается в расчете на два выше приведенных преимущества.
• Приемлемый радиус действия — так, что прибор слышит шаги приближающегося человека с противоположного конца цеха, зала, длинного коридора.
• Большой выбор разнообразных моделей.
• Регулируемые параметры чувствительности и задержки времени отключения.

Из недостатков работы оборудования выделяется некорректная работа в условии наличия фоновых звуков, включая ложные срабатывания или полностью неработающее состояние. Подобные минусы чаще всего проявляются в очень шумной обстановке или у дешевых моделей.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

Заключение

Датчик звука автоматически включает и выключает свет в помещении. Схема прибора включает микрофон, усилитель и реле. Как только аудиоприемник улавливает звук нужной силы, возникает сигнал, замыкающий реле. В результате ток начинает поступать в цепь. Лампочка зажигается. Далее в зависимости от настроек светильник гаснет через определенное время, если не возникает новый звук.

Видео по теме