Звуковой детектор своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Представленная схема является простым детектором сигнала, который надёжно позволяет обнаруживать присутствие (появление) звукового сигнала. Его можно применять к примеру в любом усилителе НЧ, для автоматического включения его питания, как только появляется входной сигнал. В случае исчезновения сигнала детектор после определенного времени отключает усилитель, продлевая срок его службы и экономя электроэнергию. Такие автоматические выключатели часто можно встретить в серьёзных фирменных усилителях, в то время как в любительских конструкциях появляются довольно редко — поэтому идея точно пригодится для любых самодельных УНЧ. Этот детектор найдет свое применение в активных колонках и мощных сабвуферах, управляясь входными сигналами с линейного входа. Чувствительность системы естественно можно регулировать в широких пределах.

Электрическая схема

Детектор звукового сигнала представлен на рисунке выше. Он построен на основе двойного операционного усилителя U1 (LM358), чья первая половина работает как предусилитель, а вторая в качестве компаратора. Входной сигнал стерео подается на вход GP1 и в случае, если сигнал моно, один из входов остается не подключенным.

Рисунки и фото печатной платы

Готовые печатные платы

Принцип работы устройства

Резисторы R1 (10к), R2 (10k) и R3 (18k) представляют собой входной делитель напряжения и сумматор стерео сигнала, а также R3 устанавливает на входе потенциал массы в случае, если вход не подключен или источник сигнала выключен. Светодиоды D1 (1N4148) и D2 (1N4148) защищают усилитель U1 от повышенного напряжения на его входе, которое может появиться в момент, когда система обнаруживает присутствие сигнала на выходе.

Детектор звукового сигнала — плата с деталями

Так как операционный усилитель U1A питается несимметричным напряжением, необходимо создание нужного напряжения — половина питания. Эта задача возлагается на делитель R7 (10k), R8 (10k) и R6 (100k), а конденсатор C3 (100uF/35V) фильтрует это напряжение. Резисторы R4 (1к) и R5 (100k) определяют усиление U1A для полезного сигнала на уровне 100, в то время как C2 (100uF/35V) делает для постоянных сигналов усиление равным 1.

Половина напряжения питания доступна благодаря R7 и R8 — это нужно для создания опорного напряжения для компаратора, построенного на другой половине усилителя U1. Регулировка опорного напряжения производится с помощью делителя, собранного с PR1 (22k) и R9 (100k), а его фильтрация обеспечивается конденсатором C5 (100nF). В результате потенциометром PR1 выполняется регулировка чувствительности всей системы. Резистор R11 (100 Ом) ограничивает ток зарядки С8 (100uF/35V), а диод D3 препятствует разрядке этого конденсатора, когда выход компаратора U1A в состоянии низкого потенциала (неактивный). С помощью резистора R10 (470k) установлено время разрядки конденсатора C8, то есть время задержки выключения выхода, так что пропадание сигнала влечёт за собой задержку примерно 20 секунд.

Подключение детектора

Когда на вход системы GP1 попадает сигнал с амплитудой, которая обеспечивает срабатывание компаратора U1B, напряжение на С8 увеличивается. Когда напряжение на этом конденсаторе превысит значение порога включения транзистора T1 (2N7000), он будет включен — загорится светодиод D4 и сработает реле подсоединенное к разъему GP3 (NS25-W2). Резистор R12 (330 Ом) ограничивает максимальный ток диода D4, в то время как D5 (1N4148) защищает систему от бросков тока индукции при отключении катушки реле. Питание схемы обеспечивает стабилизатор U2 (78L05) вместе с фильтрующими конденсаторами C4 (100uF/35V), C6 (47uF/25V) и C7 (100nF), а в GP2 — это разъем питания.

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