Оптико акустический датчик принцип работы

Как работает оптико акустический датчик?

Светильники, оснащенные датчиком звука, способны различать шум шагов и голоса, благодаря чему они включают освещение лишь на период, когда человек находится в зоне их действия. Таким образом, они значительно экономят электроэнергию, а соответственно, и бюджет. Датчик звука позволяет получить аналоговое значение, которое соответствуют уровню громкости звука. Такой модуль обладает высокой чувствительностью.

Что из себя представляют датчики звука?

Устройства этого типа на рынке систем безопасности появились еще в начале 90х, но по-прежнему остаются актуальными. Однако за прошедшее время они изменились: стали более совершенными, повысилась точность фиксации, снизилось число ложных срабатываний.

В таком устройстве роль чувствительного элемента играет микрофон, внутрь которого встроен специальный предусилитель. П

Также в механизм датчика входят и другие электронные устройства, которые отвечают за деление сигнала с последующим их анализом.

Этот механизм имеет высокую надежность и отличается экономичностью, он способен уменьшить затраты на электричество. Если в комнате порог шума превышает определенное значение, тогда свет включается автоматически и горит на протяжении нескольких секунд. Если же звуки в помещении отсутствуют — свет выключится через 10-15 секунд.

Зачем нужен и где используется?

Датчики данного вида чаще всего используются при освещении мест общего пользования: тамбурах, подъездах жилых многоэтажных домов, общественных туалетах и т.д. Нередко приборы могут применять в системах охранных сигнализаций. Звуковые устройства отлично работают со всеми типами ламп: светодиодными, люминесцентными.

Действие звукового датчика:

1. Шумовые датчики включают освещение в помещении в темное время суток при наличии резких звуков, таких как кашель, звук каблуков, хлопок и т.д.
2. Акустический датчик выключает свет примерно через 20-30 секунд после последних звуковых сигналов. Это обеспечивает свечение лампы на весь период пребывания людей в помещении.

Снижение расхода электроэнергии при использовании датчика звука достигается:

1. За счет выключения осветительного прибора после покидания людьми помещения.
2. За счет выключения осветительного прибора при достижении естественного уровня освещения. Многие приборы имеют настройки включения относительно уровня освещенности.

Таким образом, датчики звука — это эффективное решение, способствующее экономии освещения в общественных местах.

Как работает: устройство и принцип действия

Датчик получает сигнал о том, что в зоне его действия присутствует человек. После получения этой информации он выполняет одновременное включение времени и реле, которое включает лампу. Реле времени оснащено специальной системой регулировки, позволяющей самостоятельно задать диапазон срабатывания.

Когда установленное время истекает, реле выключает реле лампы, и в случае отсутствия какого-либо движения свет гаснет. Если установленное время еще не истекло и зафиксировано движение, тогда начинается новый отсчет. Помимо этого, прибор способен отслеживать уровень освещенности, его также можно отрегулировать.

Когда в помещении светло, осветительный прибор не включится.

Отзывы о датчиках шума: плюсы и минусы

Согласно отзывам пользователей, шумовые датчики имеют ряд преимуществ:

• Невысокая стоимость.
• Большой радиус действия.
• Прием сигналов не зависит от месторасположения источника шума.

Единственным недостатком устройств является невозможность их размещения в местах, где много шума в зоне их действия.

Производители и популярные модели: рейтинг лучших и цены и стоимость

Сегодня на рынке представлено множество моделей шумовых датчиков, наиболее популярные из них.

Звуковой датчик LM393

Характеристики:

• Используется для акустического управления светом.
• Встроен фоточувствительный датчик.
• Главный чип — LM393, встроен конденсаторный микрофон electret.
• Одноканальный выходной сигнал.
• Выходной эффективный сигнал невысокого уровня.
• Индикация выходного сигнала.
• Фиксирует интенсивность звукового окружения.
• Рабочее напряжение устройства — DC 3.3-5 В.
• Размер — approx.4,5 (L) x 0,9 (w) x 1,7 (H) см.

Цена — 180 руб.

Детектор шума LM386

Характеристики:

• Высокий уровень обнаружения шума.
• Бортовой аудио усилитель мощности.
• Регулируемая амплитуда напряжения для аналогового вывода.
• сигнал усиления в пределах 200.
• Индикатор выходного сигнала
• Мощность — 3,3 В ~ 5,3 В.
• Размер монтажных отверстий — 2.0 мм
• Размер — 39,0 мм x 21,0 мм.

Цена — 195 руб.

Звуковой индикатор XD-74

Характеристики:

• Может распознавать только отсутствие звука или наличие (на основе принципа вибрации).
• Устройство не распознает размер звука либо определенные частоты звука.
• Предусмотрено фиксированное отверстие для легкой установки (для болта).
• Напряжение работы — 3,3 В-5 В.
• Выходная форма переключения выхода s -0 и 1 High-Low.
• Маленький размер печатной платы — 3,2 см x 1,7 см.

Цена — 570 руб.

FC-04

Характеристики:

• Датчик отлично реагирует на звуки ударов, щелчков, вибрации, звук открывающегося замка. Устройство плохо реагирует на речь. Питание устройства может быть взято с основной платы Arduino.
• Датчик звука FC-04 функционирует с системами на базе Arduino (питание 3,3 или 5 В).
• Индикатор срабатывания и включения датчика.
• Два светодиода.
• Вилка разъема из 3-х контактов с подписью для каждого контакта.
• Максимальная температура окружающего воздуха во время работы прибора от 0 до — 70 °C.
• Ток потребления — 1,4 мА.
• Питание — 2,7-5,5 В.
• Размеры — плата 32 X 18,5 мм, отверстия для монтажа 4 мм, модуль 47 X 10 X 18,5 мм.
• Выход модуля подключается к микроконтроллеру.

Цена — 250 руб.

Устройство обнаружения звука Trema-модуль v2.0

Характеристики:

• Trema — аналоговый модуль, выход «S» (Signal) подключается ко всем аналоговым входам Arduino.
• Схема установки модуля при подключении — Trema Set Shield.
• Потребляемый ток — от 3,3 до 3,7 мА (зависит исключительно от уровня громкости).
• Входное напряжение — 5 В постоянного тока.
• Частотный диапазон -35 Гц … 10 кГц.
• Чувствительность — -40 дБ ± 2 дБ.
• Напряжение подается на выводы «G» (GND) и «V» (Vcc) модуля.
• Габариты — 30×30 мм.

Цена — 350 руб.

Какого производителя и какой тип лучше выбрать: ТОП-3

Выбор звукового датчика зависит от характеристик, производителя и стоимости.

Что учитывать при выборе устройства?

Большой выбор современных моделей шумовых датчиков предусматривает возможность приобретения устройств с учетом акустики контролируемого объекта. Это позволяет максимально исключить ложные срабатывания.

Выбирая прибор, стоит уделить внимание следующим параметрам:

• Радиус действия.
• Вид и площадь обслуживаемой поверхности.
• Ток потребления.
• Чувствительность.
• Частотный диапазон.

3 лучших модели

К наиболее популярным моделям относятся:

1. LM393 со встроенным фоточувствительным датчиком и невысокой стоимостью — 180 руб.
2. Trema-модуль v0 с высокими характеристиками и возможностью подключения практически ко всем аналоговым входам Arduino. Цена — 350 руб.
3. LM386 с высоким уровнем обнаружения шума и регулируемой амплитудой напряжения для аналогового вывода. Цена — 195 руб.

Как подключить датчик звука к Ардуино?

Подключить датчик звука к Ардуино довольно просто. Он состоит из:

• усилителя звука,
• платы с смонтированными выходами,
• подстроечного резистора
• электронного микрофона, который чувствителен к приходящему звуку.

Переменным резистором (регулятором чувствительности) можно выбирать, от какого конкретно звука будет срабатывать устройство.

Плата расширения для Arduino переводит звуковые колебания в цифровой сигнал. Во время колебаний мембраны в микрофоне под воздействием звуковых волн изменяется емкость конденсатора, вследствие чего изменяется напряжение на выходах датчика звука. Оно соответствует звуковому сигналу.

Датчик звука для Ардуино имеет подписанные выходы (у каждого производителя это обозначение может отличаться), однако проблем с подключением устройства к Ардуино практически никогда не возникает. Питание прибора производится от 5V, выход (AO, S или OUT) подключается к любому входу на Arduino Uno, выход DO — к Pin 0.

Источник: https://perekrestok-info.com/kak-rabotaet-optiko-akusticheskiy-datchik/

Охранный звуковой извещатель

ХАРАКТЕРИСТИКИ
УСТАНОВКА

Звуковые или акустические извещатели, применяемые в системах охранной сигнализации предназначены для обнаружения разбития стекла окон, витрин, декоративных дверей.

Они имеют поверхностную зону обнаружения и используют адресный, проводной или беспроводной способ передачи данных.

Иногда охранные извещатели называют датчиками. Это не совсем корректно, но вполне допустимо, если не придираться к строгости формулировок.

В состав любого акустического извещателя входят:

• микрофон;
• блок обработки сигнала;
• исполнительное устройство.

Принцип его действия заключается в преобразовании акустического сигнала (звука разбитого стекла) в электрический.

Проводные датчики включаются в охранный шлейф.

Радиоканальные применяются в системах беспроводной сигнализации. Разница между этими исполнениями в конструкции исполнительного устройства.

Проводные формируют извещение о своем состоянии переключением контактов реле. Вариантов здесь два: включено-выключено, соответственно информативность минимальна. Однако, существуют адресные исполнения. Они также могут использовать провода, но сигнал имеет цифровую форму.

Информации о состоянии можно передать больше:

• взят;
• снят;
• тревога;
• неисправность.

Как правило, этого бывает достаточно для организации надежной охраны.

Беспроводные звуковые извещатели для передачи данных используют радиоканал в специально выделенном спектре частот. Они являются адресными со всеми достоинствами такой технологии передачи данных.

Питание беспроводных исполнений осуществляется от встроенного автономного источника (батареи, аккумулятора). Проводные подключаются к блоку питания через отдельных вход, адресные получают напряжение по шлейфу.

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.

Установка и подключение датчиков разбития стекла

Чаще всего звуковые извещатели применяются для блокировки окон. Место их установки следует выбирать так, чтобы все точки защищаемой поверхности находились на расстоянии не превышающем паспортное значение дальности действия. Направление акустической оси прибора должно обеспечивать нахождение остекления в заявленной производителем зоне обзора.

Возможные места установки:

• потолок;
• стены;
• оконные откосы.

Каждый имеет плюсы и минусы. Например, монтаж на потолке дает возможность одним датчиком блокировать несколько окон (если позволяет дальность действия).

Кроме того, при подвесных потолках типа «Армстронг» за ними удобно скрыть провода шлейфа – дизайн не страдает. С другой стороны, если на окнах установлены жалюзи (шторы), то они могут ослабить звук разбитого стекла настолько, что извещатель не сработает.

Это предотвращается установкой прибора на откосе. Но при этом:

• для удобного монтажа и обслуживания может быть недостаточно места;
• датчик может мешать свободному открыванию рам;
• часть поверхности может оказаться в «слепой зоне» за пределами угла обзора.

В большинстве случаев последний момент оказывается не критичным. Что касается настенной установки, то этот вариант похож на потолочный. Только возникает проблема с прокладкой проводов и подключением.

Одно время вневедомственная охрана использовала акустические извещатели в шлейфах тревожной сигнализации для оперативной передачи сигнала о разбойном нападении. Например, разбитии витрины ювелирного магазина. Это называлось средство тревожной сигнализации, срабатывающее независимо от действий персонала.

Поскольку система была задействована в течение рабочего времени, срабатывания происходили на телефонные звонки, звон упавших ключей, несмотря на заявленную микропроцессорную обработку сигнала. Таким образом, акустический фон помещения влияет на устойчивость и надежность работы извещателя.

Защита от саботажа.

Существует несколько способов саботажа (лишения извещателя возможности выполнять возложенные на него функции):

• изменение электрической части шлейфа (чаще – установка перемычек);
• заклеивание отверстия под микрофон звуконепроницаемым материалом.

Первый вариант предотвращается скрытой прокладкой шлейфа, выполнением соединений внутри корпуса извещателя, подключением в отдельный специально выделенный круглосуточный шлейф тампера (датчика вскрытия) извещателя (при его наличии, разумеется). Это надежное решение, но на практике мало кто так делает – усложняет монтаж.

Кроме того, остается второй способ, бороться с которым можно только ограничением несанкционированного доступа к извещателю. Это автоматически решает первую проблему. Честно говоря, способов саботажа охранной сигнализации немало.

Способов борьбы с этим тоже достаточно, так что при грамотном проектировании и монтаже системы надежность можно приблизить к 100%.

  *  *  *

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник: https://video-praktik.ru/izveshhateli_zvukovye.html