Kotitekoiset anturit
Kuvassa Kuva 1 esittää laitetta heikon signaalin vahvistimelle. Laite on toteutettu kahdelle samanlaiselle pnp-johtavuudelle piitransistorille, joilla on korkea vahvistus (80-100 virtaa). Kun ääni johdetaan mikrofoniin VM1, vaihtuva signaali tulee transistorin VT1 kantaan ja vahvistuu sen avulla. Lähtösignaali, joka ohjaa oheis- tai toimilaitteita negatiivisella reunalla, poistetaan transistorin VT2 kollektorista.
Herkän akustisen anturin sähköpiiri bipolaarisilla transistoreilla
Oksidikondensaattori C1 tasoittaa virtalähteen jännitteen aaltoilua. Takaisinkytkentävastus R4 suojaa pientä signaalivahvistinta itsevirittymiseltä.
Transistorin VT2 lähtövirta mahdollistaa pienitehoisen sähkömagneettisen releen ohjauksen, jonka käyttöjännite on 5 V ja käyttövirta 15...20 mA. Akustisen anturin laajennettu piiri on esitetty kuvassa. 3.9. Toisin kuin edellisessä piirissä, siinä on lisäominaisuuksia vahvistuksen säätämiseen ja lähtösignaalin kääntämiseen.
Kehittynyt akustinen anturipiiri
Mikrofonin VM1 heikkojen signaalien vahvistusta säädetään säädettävällä vastuksella R6 (katso kuva 2). Mitä pienempi tämän vastuksen resistanssi on, sitä suurempi on transistorin VT1 transistoriasteen vahvistus. Pitkäaikaisella harjoittelulla suositellun yksikön käytössä oli mahdollista todeta, että kun vastuksen R6 resistanssi on nolla, kaskadin itseherätys on mahdollista. Tämän välttämiseksi toinen rajoitusvastus, jonka resistanssi on 100-200 ohmia, on kytketty sarjaan R6:n kanssa.
Akustisen anturin sähköpiiri, jolla on mahdollisuus kääntää lähtösignaali ja säätää vahvistusta
Kaavio näyttää kaksi lähtöä, joista ohjaussignaali poistetaan myöhempiä piirejä ja liittimien elektronisia komponentteja varten. "OUTPUT 1" -pisteestä poistuu ohjaussignaali, jossa on negatiivinen reuna (joka tulee näkyviin, kun mikrofoniin VM1 kohdistetaan ääntä). Pisteestä "OUTPUT 2" tulee käänteinen signaali (positiivisella reunalla).
Kenttätransistorin KP501A (VT2) käytön ansiosta loppuvirtavahvistimena laite vähentää virrankulutusta (suhteessa edelliseen piiriin), ja sillä on myös kyky ohjata tehokkaampaa kuormaa, esimerkiksi toimeenpanevaa relettä. kytkentävirralla jopa 200 mA. Tämä transistori voidaan korvata KP501:llä, jolla on mikä tahansa kirjainindeksi, sekä tehokkaammalla sopivan kokoonpanon kenttätransistorilla.
Näitä yksinkertaisia malleja ei tarvitse säätää. Kaikki ne on testattu, kun ne syötetään samasta stabiloidusta lähteestä 6 V:n jännitteellä. Suunniteltu virrankulutus (ilman relevirran kulutusta) ei ylitä 15 mA.
Sivilisaation kehittyessä sähköstä on tullut olennainen osa jokapäiväistä elämäämme. Nykyään on mahdollista käyttää monenlaisia innovaatioita ja teknisiä innovaatioita suoraan kotonasi.
Kodin valaistus on aina ollut yksi tärkeimmistä kodin mukavan asumisen ominaisuuksista. Mutta kuinka monta kertaa olet kohdannut tilanteen, jossa sinun on sytytettävä valo, mutta et heti löydä kytkintä pimeässä? Nykyaikaiset tekniikat, jotka ovat nyt kaikkialla kodeissamme, on suunniteltu poistamaan tällaiset kiusalliset hetket. Nyt voit käyttää sitä valon sytyttämiseen huoneessa sensori reagoiva ääneen.
Äänen anturi
Äänitunnistimen kaltainen laite on viime aikoina alkanut nauttia huomattavasta suosiosta, koska sen avulla voimme jossain määrin tehdä elämästämme mukavampaa ja käytännöllisempää.
Puhutaanpa anturista
Anturi valon sytyttämiseksi huoneessa äänisignaalin avulla ilmestyi myyntiin suhteellisen äskettäin. Se on erityinen laite, joka koostuu erityisestä rakenteesta, johon on asetettu hehkulamppu. Joskus se on patruunan muotoinen, mutta useimmiten se löytyy muovilaatikon muodossa.
Se reagoi äänimerkkeihin, minkä ansiosta valo syttyy. Käsien taputus voi toimia äänimerkkinä.
Huomautus! Tämä päällekytkentätapa on erittäin kätevä, mutta vain tilanteessa, jossa kätesi ovat vapaat. Siksi jotkin anturit voidaan ohjelmoida tietylle äänisignaalille, joka sytyttää valon.
Tällaisten laitteiden asentamisen avulla voit vähentää energiakustannuksia, koska monet meistä, koska olemme liian laiskoja kurkottamaan kytkintä, eivät yksinkertaisesti sammuta valoa, kun sitä ei erityisesti tarvita. Lisäksi illalla liikkumisesta talossa tulee mukavampaa ja turvallisempaa, koska huoneeseen tullessa valo voidaan sytyttää äänellä välttäen sokeita tekoja. Se valo, jota ei syty ajoissa, johtaa usein loukkaantumisiin.
Laitteiden tyypit
Nykyään anturit valon sytyttämiseksi huoneessa äänisignaalin kautta voivat olla seuraavan tyyppisiä:
- standardi ääni;
- äänilaite, joka reagoi myös liikkeeseen;
Liiketunnistin
- sensori valokennoilla. Se tarkkailee huoneen yleisvalaistuksen tasoa ja valvoo tarvittaessa itsenäisesti, ovatko valot päällä tai pois.
Huomautus! Tämän laitteen asennus on erittäin suosittua paikoissa, joissa esiintyy usein hätäsähkökatkoja, sekä joissa sähköjohtojen ajoittainen katkeaminen on mahdollista.
Anturi valokennolla
Kuten näet, on olemassa useita erilaisia laitteita, joilla voidaan sytyttää valo huoneessa ilman vakiokytkintä. Tässä tapauksessa kunkin tuotteen käynnistyssignaali on erilainen: ääni, liike tai valotaso.
Jokaisella näistä laitteista on omat tekniset ominaisuudet, edut ja haitat. Ennen kuin valitset laitteen, varmista, että tämä on tarvitsemasi laite. Muista, että tämä ilo ei ole halpaa. Siksi valintasi on oltava tasapainoinen.
Laitteen käyttötarkoitus
Tyypillisesti antureita, jotka on suunniteltu kytkemään valot päälle, käytetään eri huoneissa:
- huoneissa, joissa käydään harvoin;
- ne ovat kysyttyjä varastoissa tai muissa tiloissa, joissa ei aina ole mahdollista sytyttää valoa käsin;
- yksityiskodeissa;
- asennetaan usein huoneisiin, jotka on tarkoitettu siirtymävaiheeseen. Esimerkiksi nykyään tällaisia teknisiä innovaatioita löytyy toimistorakennusten ja valtion laitosten käytävistä;
- On järkevää asentaa ne autotalleihin, kesämökkeihin sekä niihin huoneisiin, joissa ei ole mahdollista asentaa vakiokytkintä. Yleensä nämä ovat steriilejä huoneita tai huoneita, joissa on korkeammat hygieniavaatimukset.
Asennettu anturi
Lisäksi laitetyypistä riippuen sitä voidaan käyttää erilaisissa tilanteissa, joissa sen toiminnoille on kysyntää. Esimerkiksi joidenkin tuotteiden asennuksen ansiosta sähkön sammuttamisen jälkeen valo pysyy päällä jonkin aikaa, mikä on erittäin kätevää ja antaa henkilön poistua huoneesta ilman ongelmia.
Tällaisten tuotteiden käyttö kotona antaa sinun käyttää energiaa järkevämmin, säästäen ja tuhlaamatta sitä. Anturin liittäminen mahdollistaa huomattavasti käyttämiesi valonlähteiden käyttöresurssien lisäämisen.
Yksityis- tai kerrostaloon ei tietenkään aina tarvitse asentaa ääninauhuria valojen sytyttämiseksi/sammuttamiseksi. Mutta jos haluat tehdä kodistasi teknisesti edistyneemmän tai yksinkertaisesti yllättää ystäväsi, mikä olisikaan parempi tapa kuin ostaa sensori varten Sveta, Ei
Toimintaperiaate
Valon sytyttämiseen tarvittava äänianturi kuuluu akustisten mekanismien ryhmään. Sen toimintaperiaate perustuu siihen, että laite havaitsee akustisen aallon. Tällainen aalto etenee koko laitteen sisällä tunkeutuen sisään. Samalla se rekisteröi kaikki poikkeamat standardiparametreista, joita syntyy ääniaallon etenemisen seurauksena. Aallon nopeutta ja sen amplitudia käytetään vertailupisteinä. Aallon nopeus puolestaan tallennetaan taajuus- ja vaiheilmaisimen kautta.
Kaikki laitteet, jotka on suunniteltu kytkemään huoneen valaistus päälle äänimerkillä, on asennettava valaisinlaitteen sähkölinjan katkokseen.
Anturin asennuskaavio
Itse laitteen toiminta noudattaa seuraavaa algoritmia:
- Laite on kohdassa " akustinen ohjaus" Tässä tilassa anturi pystyy vaimentamaan äänisignaalin;
- voimakkaan akustisen signaalin läsnä ollessa laite poimii sen äänitaustan jyrkän muutoksen vuoksi;
Huomautus! Anturi voi tulkita äänimerkiksi oven paukahduksen, ihmisen askeleen, oven avautumisen, äänen jne.
- Kun ääniaalto havaitaan, laite sytyttää valon 50 sekunniksi. Tänä aikana se ei reagoi huoneen äänitaustan muutoksiin.
Tämän algoritmin mukaan laite toimii seuraavaan huoneen äänitaustan muutokseen asti. Jos se ei ole rekisteröinyt akustisia aaltoja, valo sammuu automaattisesti.
Jos kohinaa havaitaan, laitteen toimintaa pidennetään vielä 50 sekuntia. Tämä algoritmi toistetaan koko laitteen toiminnan ajan.
On myös huomattava, että äänisensori käyttää pietsosähköisiä materiaaleja toiminnassaan. Fysiikassa pietsosähköisyydellä tarkoitetaan tietyntyyppistä sähkövarausta, joka muodostuu mekaanisen rasituksen vuoksi. Pietsosähköiset materiaalit aiheuttavat mekaanista rasitusta, kun ne kohdistetaan tietyn varauksen omaavaan sähkökenttään. Siten pietsosähköiset äänianturit edistävät mekaanisten aaltojen kehittymistä sähkökentän avulla. Näiden ilmiöiden perusteella tapahtuu akustisten antureiden toiminta.
Akustinen anturi
Mikrofoni toimii äänisignaalin vastaanottimena. Se toimii akustisen värähtelyn muuntajana olemassa olevaksi vaihtosähköjännitteeksi.
Näitä mikrofoneja on seuraavan tyyppisiä:
- pieni vastus - on kela, joka on varustettu liikkuvilla magneeteilla. Ne toimivat muuttuvina vastuksina;
- korkea vastus - vastaa muuttuvaa kondensaattoria.
Lisäksi mikrofonit voivat olla:
- elektreetti kahden terminaalin;
- kolmen terminaalin elektreetti.
Mutta tällaisilla mikrofoneilla on jonkin verran huono signaalinsiirto. Niiden suorituskyvyn parantamiseksi tarvitaan erityinen vahvistin, joka esivahvistaa akustisen aallon.
Huolimatta siitä, että elektreettimikrofonit ovat samanlaisia kuin pietsomuuntimet, ne eroavat niistä lineaarisessa lähetyksessä sekä huomattavasti laajemmassa taajuudessa. Näin laite voi käsitellä vastaanotetun signaalin vääristämättä sitä.
Kuten käytäntö osoittaa, tämä toimintaperiaate on erittäin luotettava, mikä takaa laitteen pitkäaikaisen toiminnan. Siksi voit nauttia tästä teknisestä laitteesta melko pitkään.
Äänisignaalin vastaanottamiseen keskittyneen anturin avulla optimoit vaihtoprosessin Sveta kotonasi tai erillisessä huoneessa. Laitteen asentaminen säästää enemmän, etkä enää katso sähkökuittiasi samalla pelolla.
Kuinka valita ja asentaa äänenvoimakkuusantureita automaattista valonsäätöä varten
Kotitekoiset säädettävät transistorivirtalähteet: kokoonpano, käytännöllinen sovellus
Tervehdys ystävät. Tänään rakennamme analogisen äänianturin, joka toimii täydellisesti mikro-ohjainten, Arduinon ja muiden vastaavien laitteiden kanssa. Ominaisuuksiensa ja kompaktinsa suhteen se ei todellakaan ole huonompi kuin kiinalaiset kollegansa ja selviytyy tehtävästä täydellisesti.
Joten aloitetaan. Ensin sinun on päätettävä komponenteista ja piiristä. Piirin toimintaperiaate on yksinkertainen: heikko signaali mikrofonista vahvistetaan ja lähetetään Arduinon analogiseen nastaan. Vahvistimena käytän operaatiovahvistinta (vertailijaa). Se tarjoaa paljon suuremman vahvistuksen verrattuna perinteiseen transistoriin. Minun tapauksessani tämä vertailu on LM358-siru, se löytyy kirjaimellisesti mistä tahansa. Ja se on aika halpa.
Jos et löytänyt tarkalleen LM358:aa, voit korvata sen millä tahansa muulla sopivalla operaatiovahvistimella. Esimerkiksi kuvassa näkyvä vertailulaite sijaitsi television infrapunavastaanottimen signaalivahvistinkortilla.
Katsotaan nyt anturipiiriä.
Op-vahvistimen lisäksi tarvitsemme muutaman helposti saatavilla olevan komponentin.
Yleisin mikrofoni. Jos mikrofonin napaisuutta ei ole ilmoitettu, katso vain sen kontakteja. Negatiivinen kaapeli menee aina runkoon, ja piirissä se on vastaavasti kytketty "maahan".
Seuraavaksi tarvitsemme 1 kOhmin vastuksen.
Kolme 10 kOhm vastusta.
Ja toinen vastus, jonka nimellisarvo on 100 kOhm - 1 MOhm.
Minun tapauksessani "kultaisena keskiarvona" käytettiin 620 kOhmin vastusta.
Mutta ihannetapauksessa sinun on käytettävä oikean arvon muuttuvaa vastusta. Lisäksi, kuten kokeet ovat osoittaneet, korkeampi nimellisarvo vain lisää laitteen herkkyyttä, mutta samalla ilmaantuu enemmän "kohinaa".
Seuraava komponentti on 0,1 µF kondensaattori. Se on merkitty "104".
Ja vielä yksi kondensaattori, 4,7 µF.
Siirrytään nyt kokoonpanoon. Kokosin piirin seinäkiinnityksen avulla.
Kokoonpano on valmis. Asensin piirin koteloon, jonka tein pienestä muoviputken palasta.
Jatketaan laitteen testaamiseen. Yhdistän sen Arduino UNO -levyyn. Siirry Arduino-kehitysympäristöön ja avaa AnalogReadSerial-esimerkki Perusteet-osiossa.
void setup() ( Serial.begin(9600);//liitä sarjayhteys 9600 baudin taajuudella) void loop() ( int sensorValue = analogRead(A0); /*lue arvo nollasta analogisesta nastasta ja tallenna se sensorValue-muuttujaan*/ Serial.println(sensorValue) //tulostaa arvon portin viiveeseen (1);
Ennen kuin lataat levylle, muuta viive 50 millisekuntiin ja lataa. Tämän jälkeen teemme koepuuvillan ja seuraamme lukemia. Taputuksen hetkellä he hyppäävät, yrittävät muistaa tämän arvon karkeasti ja palaavat luonnokseen.
Lisää luonnokseen pari riviä.
if (sensorValue > X)( Serial.print ("CLAP"); viive (1000); )
Lisää X:n sijaan sama arvo, lataa se ja taputa uudelleen. Jatka näin, kunnes valitset optimaalisen vastearvon. Jos arvo on liian korkea, ehto täyttyy vain taputtaessa hyvin läheltä. Jos arvo on liian pieni, ehto täyttyy pienimmälläkin äänellä tai askelten äänellä.
Käytetään valvomaan melutasoa tai havaitsemaan kovia signaaleja, kuten poksahdusta, koputusta tai vihellystä.
Lautaelementit
Mikrofoni ja moduulielektroniikka
Mikrofoni muuntaa äänivärähtelyt sähkövirran värähtelyiksi. Jos tämä signaali on kytketty suoraan mikro-ohjaimen, kuten Arduinon, analogisiin tuloihin, tulos on todennäköisesti epätyydyttävä. Mikrofonin signaali on ensin vahvistettava, negatiivinen puoliaalto poistettava ja signaali tasoitettava. Kaikki nämä toiminnot suoritetaan moduulin elektronisilla johdotuksilla.
Miksi emme voi ottaa mitään mikrofonia? Tähän on useita syitä.
Ensinnäkin mikrofonin signaali on erittäin heikko. Niin paljon, että jos yhdistämme sen Arduinon analogiseen tuloon, analogRead palauttaa aina 0:n. Ennen käyttöä mikrofonin signaalia on vahvistettava.
Toiseksi, jopa vahvistettu äänisignaali värähtelee aina. Siksi mikrofonin lukemat ovat hyvin riippuvaisia hetkestä, jolloin mikro-ohjain mittasi jännitteen. Jopa kovimmalla pamauksella analogRead voi palauttaa arvon 0 .
Kuten näette, jopa enimmäisamplitudiarvojen mittaaminen ei anna selkeää tietoa äänenvoimakkuuden tasosta. Saadaksesi nämä tiedot, sinun on suoritettava mittauksia niin usein kuin mahdollista ja alistettava nämä tiedot matemaattiseen käsittelyyn. Äänenvoimakkuuden numeerinen ominaisuus on ääniaallon kaavion alla oleva alue. Juuri tämä mikrofonin elektroninen piiri "laskee".
Herkkyyden säätöpotentiometri
Potentiometri säätää mikrofonin signaalivahvistimen vahvistusta. Siitä voi olla hyötyä, jos sinun on muutettava laitteesi laukaisuehtoja muuttamatta sen laiteohjelmistoa. Mitä suurempi moduulin herkkyys on, sitä suurempi on häiriön osuus anturin hyödyllisessä signaalissa. Suosittelemme aloittamaan työskentelyn moduulilla potentiometrin ollessa keskiasennossa. Tässä tapauksessa moduulin herkkyyttä on helppo muuttaa mihin tahansa suuntaan.
Koskettimet kolmijohtimissilmukan kytkemiseen
Moduuli on kytketty ohjauselektroniikkaan kahdella kolmijohtimissilmukalla.
Ktarkoitus:
Virta (V) - punainen johto. Se tulee syöttää 3-5 V jännitteellä.
Maadoitus (G) - musta johto. Se on liitettävä mikro-ohjaimen maahan.
Meluanturin signaali (E) - keltainen johto. Sen kautta mikro-ohjain lukee melutasoanturin signaalin.
Toinen silmukka nastasta S poimii analogisen mikrofonin signaalin.
Video arvostelu
Käyttöesimerkki
Näytämme meluanturin ja mikrofonin lukemat tietokoneen näytöllä. Otetaan Arduino ohjausmikro-ohjaimeksi.
