Датчик звука своими руками схема

Звук и шум

Это устройство предназначено для переключения четырех нагрузок, управляя им хлопками в ладоши или другими громкими резкими звуками. Нагрузки переключаются по кольцу. Число нагрузок можно увеличить до 8-й. Акустический сенсор — электретный микрофон М1. Его чувствительность в процессе налаживания .

Это пороговый индикатор шума впомещении, схема построена на ОУ КР140УД1208, CD4011. Его задача в том, чтобы при превышении шумом некоторого заданного при налаживании предела, включать на несколько секунд электрическое табло с надписью «Тише!». Датчиком звука служит электретный .

Уже много лет популярны волшебные выключатели света, реагирующие на хлопки в ладоши или другие громкие звуки. Их можно увидеть в художественных фильмах 70-80 годов, интересным такой выключатель может быть и сейчас. Здесь описывается как раз такой выключатель. Включение / выключение происходит .

Во многих устройствах автоматики и охраны используют акустические датчики, задача которых реагировать на превышение звуком определенного порога. При этом, в зависимости от конструкции, датчик может контролировать как на акустические волны в воздухе, так и на акустические волны, распространяющиеся .

В некоторых устройствах автоматики или охраны нужен акустический датчик,который будет реагировать на шум или другие звуки. На рисунке показана схема акустического датчика с возможностью установки чувствительности в очень широких пределах, и с формированием логических импульсов на выходе .

Схема датчика, реагирующего на стук по двери, можно использовать с сигнализатором или в охранной сигнализации. Это устройство может показаться странным и бесполезным. Однако, в нем есть определенный смысл. Если к вам кто-то приходит, то он либо нажимает звонковую кнопку, если таковая имеется, либо стучит в дверь. Данное устройство объединяет два этих способа «достучаться». Гость приходит .

Схема устройства для сравнительной оценки уровня шума или звукоизоляции в различных помещениях. Именно, сравнительной оценки, потому что никаких результатов в децибелах илидругих физических величинах этот прибор не дает. Только показывает. -больше или меньше. Например, с его помощью можно .

Этот датчик представляет собой несложный ультразвуковой локатор, его схема показана на рисунке. Для передачи и приема ультразвукового сигнала используются специализированные ультразвуковые микрофон и звуко-излучатель типа MA40S3R и MA40S3S, соответственно. Это устройства на основе пьезоэлемента .

Принципиальная схема самодельного акустического сенсора, выполнена на трех транзисторах КТ3102. Сейчас в схемах автоматики и охраны радиолюбители обычно используют инфракрасные датчики, действующие на отражение или пересечение луча. При этом, все как-то забыли о акустических датчиках, которые .

Схема самодельного выключателя, управляемого резкими всплесками звука, например хлопками. Это переключатель двух групп ламп люстры. На схеме с целью упрощения каждая группа обозначена как одна лампа. На самом деле это может быть несколько ламп, включенных параллельно (в зависимости от дизайна .

Источник

Датчики акустические схемы.

Среди радиолюбительских конструкций акустических датчиков встречаются простые конструкции. Их отличает набор элементов, уровень усиления и чувствительность к акустическим колебаниям. На основе чувствительных акустических датчиков, управляющих различными устройствами нагрузки, можно создавать автоматические устройства. Большое (определяющее) значение в этом случае имеет чувствительность и возможность ее регулировки.

Одним из таких устройств, реагирующем на малейший шум и даже ветерок (об этом ниже), является чувствительный акустический датчик. Электрическая схема датчика представлена на рис.1.
Усилитель слабых звуковых сигналов датчика выполнен на высокочувствительном микрофонном усилителе DA1. Чувствительность микросхемы — операционного усилителя (далее ОУ) такова, что он воспринимает входной сигнал амплитудой 1 мВ. Корректировкой сопротивления резистора R7 чувствительность усилителя можно изменять в широких пределах. Суммарный коэффициент усиления при указанных на схеме номиналах элементов составляет более 3000 и может быть еще более увеличен с помощью увеличения сопротивления R7 и емкости конденсаторов С5 и С6 до 10000 пФ каждого. Эти конденсаторы компенсационной цепочки введены для устранения возможного самовозбуждения на высоких частотах усилителя при максимальном режиме усиления.
Для увеличения общего коэффициента усиления также рекомендуется увеличить емкость разделительных конденсаторов С6 и С8 до 2мкФ и 50мкФ соответственно. При этом уменьшение сопротивления R7 до 50 кОм (в 10 раз) чувствительность ОУ уменьшится так, что акустический датчик будет реагировать только на голос человека (хлопок в ладоши или другой громкий звук) на расстоянии до 1 м от микрофона ВМ1.
Усиленный сигнал переменного напряжения с выхода ОУ DА1.1 через разделительный конденсатор С8 поступает на выпрямитель, реализованный на диодах VD1, VD2. Выпрямленное напряжение сглаживается оксидным С9 и шунтируется резистoром R9. Цепь С9, R9 одновременно является узлом задержки.
Когда в точке А (на выходе схемы) появится высокий уровень напряжения (амплитудой 3,6.. .3,8 В), то благодаря заряженому конденсатору С9, этот уровень будет присутствовать в точке А не менее, чем 4 мин. Высокий уровень в точке А является управляющим по отношению к исполнительнoму узлу (на схеме не показан), который включает или выключает любую электронную нагрузку. Это может быть, к примеру, лампа накаливания на 220 В, установленая на лестничной клетке.
В этом случае акустический датчик будет полезен как автомат — включатель освещения при приближении жильцов к микрофону ВМ1. Когда вблизи ВМ1 наступит тишина, по истечении выдержки 4 мин лампа освещения автоматически погаснет до следующего акустического воздействия на микрoфон.
Если шум вокруг ВМ1 сохранится во время отсчета времени после первоначального звукового воздействия, то выдержка времени увеличится и лампа освещения будет гореть до тех пор, пока шум не прекратиться плюс еще 4 мин. Если задержка выключения не нужна, ее можно отключить. Для этого управляющий сигнал берут напрямую с вывода 7 микросхемы DA1.
Есть и еще одна интересная особенность усилителя сигналов на микросхеме DA1. Если изменить (увеличить емкость) номиналы элементов в цепи обратной связи ( С5, С7 и разделительные конденсаторы С6, С8 — об этом написано выше), чувствительность акустического датчика оказывается такова, что управляющий выходное напряжение появится на выводе 7 элемента DА1.2 не после звукового воздействия на микрофон, а даже при слабом ветерке, потоке воздуха, направленного на ВМ1 с расстояния 0,5. 1 м. Для получения такого эффекта потребуется полностью изолировать помещение от посторонних звуков (что в больших городах сделать в бытовых условиях средней квартиры почти невозможно, ибо уровень шума с улицы превышает все мыслимые пределы).

Этот авторский эксперимент с акустическим датчиком проводился ночью, поэтому в связи с вышеизложенным можно рекомендовать данную разработку тем радиолюбителям, кто сможет найти для нее другое рациональное применение (взяв за основу), например, для создания шумомера — устройства, фиксирующего, измеряющего уровень шума и индуцирующего превышение этого уровня. В больших городах, а так-же в производственных помещениях такой прибор сегодня оказывается весьма актуальным, ибо позволяет сберечь людям здоровье, нервы и, как следствие, продлить жизнь.
Кроме того, рекомендованную на рис. 1 схему можно с успехом применить как составную часть других радиолюбительских конструкций в качестве высокочувствительного акустического датчика.

Самым дорогим элементом в предлагаемом датчике является микросхема DA1. Ее можно заменить на близкий по электрическим характеристикам ОУ ТL072 или ТL082. У них идентичное расположение выводов.
Вторым по значимости в датчике является пассивный злектретный микрофон ВМ1. В отличие от активного микрофона, пассивный микрофон не имеет внутреннего усилителя и отдельного питания. Микрофон CZN-15Е широко распространен в продаже и телефонных аппаратах различных марок и стоит недорого. Вместо него с не меньшим успехом можно применить отечественные электретные микрофоны МКЭ-332, МКЭ-333, МКЭ- 387, МКЭ-389.
Оксидный С2, типа К50-24, К50-29, сглаживает пульсации напряжения источника питания. Остальные оксидные конденсаторы могут быть К50-29, К50-35.
Конденсатор С9 своей емкостью определяет время задержки выключения оконечного узла, поэтому нужно применить конденсатор с малым током утечки, например, К50-35, К53-1, К53-10 и аналогичные.
Неполярные конденсаторы — типа К10-17, КМб и аналогичные.
Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, МF-25 и аналогичные.
Оконечный (исполнительный) узел подбирается таким, чтобы реагировал на положительный фронт импульса в точке А.
Налаживание датчика заключается в подборе уровня чувствительности ОУ (корректировкой сопротивления R7). Для этого во время настройки этот резистор лучше заменить подстроечным, например, СПЗ-29В — с линейной характеристикой изменения сопротивления, а затем, когда оптимальный уровень будет установлен, выпаять резистор из схемы, замерить омметром его сопротивление и установить вместо него постоянный соответствующего сопротивления.
Источник питания трансформаторный, стабилизированный, выдающий напряжение в диапазоне 5. 8 В.

Аналогичным по функциональности является акустический датчик как на рис.2, который представляет собой усилитель слабых сигналов.
Датчик исполнен на двух однотипных кремниевых транзисторах n-р-n проводимости, обладающих высоким коэффициентом усиления h_21e (80. 100 по току).
При звуковом воздействии на микрофон ВМ1 переменный сигнал поступает в базу транзистора VТ1 и усиливается им. С коллектора транзистора VТ2 снимается выходной сигнал, управляющий периферийными или исполнительными устройствами отрицательным фронтом. С1 сглаживает пульсации напряжения источника питания. Резистор обратной связи R4 предохраняет усилитель слабых сигналов от самовозбуждения.
Выходной ток VТ2 позволяет управлять маломощным электромагнитным реле с рабочим напряжением 5 В и током срабатывания 15. 20 мА.

Расширенная схема акустического датчика показана на рис.3. В отличие от предыдущей она отличается дополнительными возможностями регулировки усиления и инверсии выходного сигнала.
Регулировка усиления слабых сигналов с микрофона ВМ1 осуществляется переменным резистором R6. Чем меньше сопротивление данного резистора, тем больше усиление транзисторного каскада на транзисторе VТ1.
При длительной практике зксплуатации рекомендуемого узла удалось установить, что при сопротивлении резистора R6 равном нулю, возможно самовозбуждение каскада. Чтобы его избежать, последовательно с R6 включают еще один ограничительный резистор сопротивлением 100. 200 Ом.
На схеме показаны два выхода, с которых снимается управляющий сигнал для последующих схем и оконечных электронных узлов. С точки «Выход 1» снимают управляющий сигнал с отрицательным фронтом (который появляется при звуковом воздействии на микрофон ВМ 1), а с точки «Выход 2» — инверсный.
Благодаря применению в качестве оконечного токового усилителя полевoго транзистора КП501А (VТ2) акустический датчик снижает потребление тока (относительно предыдущей схемы), а также имеет возможность управления более мощной нагрузкой, например, исполнительным реле с током включения до 200 мА. Этот транзистор можно заменить на КП501 с любым буквенным индексом, а также на более мощный полевой транзистор соответствующей конфигурации.

Эти простые конструкции акустических датчиков в налаживании не нуждаются. Все они испытаны при питании от одного и того же стабилизированного источника напряжения 6 В. Потребляемый ток конструкции (без учета тока потребления реле) не превышает 15 мА. Все элементы датчиков, о которых не сказано особо, надлежит использовать тех же типов, которые описаны для схемы на рис.1.

Источник

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.

Источник