На практике данный функциональный принцип продемонстрировал свою высокую надежность и гарантирует продолжительный срок службы устройства. Таким образом, вы сможете наслаждаться этим техническим устройством на протяжении значительного времени.
Взаимодействие Arduino с датчиком звука и управление устройствами с помощью хлопков
Датчик звука, предназначенный для автоматического включения освещения, представляет собой микросхему, в состав которой входят приемник звука, усилитель, электрическое реле и блок управления. Принцип работы данного устройства можно описать следующим образом:
- В пространстве, где установлен звуковой детектор, раздаются звуки, такие как шаги, голос или хлопок.
- Аудиоприемник улавливает акустическую волну.
- Полученный сигнал проходит через анализатор.
- На этом этапе отправляется команда на замыкание электрореле.
- Электрический ток начинает поступать к лампочке, и свет зажигается.
- Одновременно с этим активируется таймер, который отвечает за размыкание цепи (в зависимости от настроек пользователя — от нескольких секунд до десятков минут).
- Пока свет включен, звуковой датчик фактически отключен и не влияет на функционирование системы освещения.
Современные детекторы звука характеризуются высокой чувствительностью. Чтобы избежать ложных срабатываний в конкретной зоне применения, такие датчики должны быть соответствующим образом откалиброваны.
Для этого на корпусе устройства предусмотрены две кнопки. Первая служит для установки порога воспринимаемого звука. Вторая настраивает время работы лампочки после ее включения. Обычно пороговое значение в 50 дБ, что эквивалентно звуку рукопожатия, оказывается вполне достаточным для помещений.
Поговорим о датчике
Относительно недавно появился датчик, способный использовать акустический сигнал для включения освещения в помещении. Это специализированное устройство имеет особую конструкцию, куда устанавливается лампа. В некоторых случаях оно бывает выполнено в виде розетки, однако чаще всего представляет собой пластиковую коробку.
Этот датчик реагирует на акустический сигнал, вызывая включение света. В качестве звукового сигнала можно использовать, например, постукивание рукой.
Читайте также: Как установить электромагнитный замок для межкомнатных или входных дверей.
Примечания: Данный тип активации невероятно удобен в ситуациях, когда ваши руки заняты. Поскольку некоторые датчики могут быть запрограммированы на распознавание определенного акустического сигнала для включения света, это может снизить вероятность ложных срабатываний.
Также, использование таких устройств позволяет сократить затраты на электроэнергию, так как многие из нас ленятся дотянуться до выключателя и оставляют свет включенным, когда он не нужен. Ознакомьтесь также с преимуществами таких систем при передвижении по дому в ночное время — они делают этот процесс более комфортным и безопасным, поскольку можно включить угловой свет, чтобы избежать резкого света и защитить глаза. Несвоевременное включение освещения также является распространенной причиной травм.
Разновидности
Датчики звуковой активации освещения доступны для средней аудитории в следующих модификациях:
- Классические. Стандартные модели, к которым относятся два регулятора — для уровня звука и времени работы. Они реагируют на любой шорох в зависимости от установленного порога чувствительности.
- Гибридные.
- Оптико-акустические. Эти устройства соединяют два вида детекторов — звуковой и световой. Кроме стандартного режима работы — реагирования на звук, такие устройства начинают функционировать в зависимости от уровня дневного света, активируясь лишь при наступлении сумерек или в условиях недостатка естественного света.
- С дополнительным сенсором движения. Эти модели позволяют лампочке загораться не только при обнаружении звуковых волн, но и при попадании в поле зрения движущегося объекта, будь то транспортное средство, человек или животное.
- Усовершенствованные. Это «умные» модели, способные реагировать на конкретные голосовые команды, определенные фразы или слова. Такие устройства полностью исключают ложные срабатывания, даже при наличии сильного фонового шума.
Каждая из этих модификаций обладает своими уникальными характеристиками, техническими параметрами и нюансами эксплуатации. Это следует принимать в расчет при выборе устройства для конкретных потребностей.
Фотореле
Эти устройства были одними из первых, внедренных на практике, и они продолжают успешно использоваться. В основном фотореле применяются для наружного освещения. Световой барьер настроен на автоматизацию включения и выключения в зависимости от уровня естественного дневного света. При наступлении сумерек реле освещения посылает сигнал для активации искусственного освещения и включает уличные фонари. Аналогично, они отключаются в утренние часы при восходе солнца. Эта схема очень практична и позволяет использовать уличное освещение только в темное время суток.
Фотореле также широко используется для освещения фасадов зданий, витрин, наружной рекламы и внутренних помещений.
Датчики движения
Частота работы этих устройств основана на принципе обнаружения любого движения в зоне их действия. Интервал реакции может быть настроен от 2 секунд до получаса. Датчики движения в основном устанавливаются в транзитных зонах, таких как:
- холлы и вестибюли;
- коридоры и лестничные пролеты;
- парковки для автомобилей.
Тем не менее, их также можно использовать на открытых пространствах, например, во дворах. Сенсорные датчики хороши тем, что не регистрируют движение птиц или мелких животных, а фиксируют лишь активные движения. Таким образом, светильник не включится, если в их зону попадет кошка или голубь.
Датчики присутствия
В отличие от детекторов движения, эти устройства имеют более точную регулировку и фиксируют каждое движение. Даже если человек находится за столом и читает книгу, устройство не реагирует и сохраняет свет включенным. Системы управления освещением с использованием датчиков присутствия успешно применяются в:
- гостиницах и отелях;
- офисах и рабочих кабинетах;
- конференц-залах;
- учебных аудиториях в школах и вузах;
- душевых и санузлах.
Как и датчики движения, устройства для определения присутствия доступны в разных вариантах, включая настенные и потолочные модели, а также для скрытого и поверхностного монтажа.
Принцип работы
Акустические датчики присутствия в жилых, промышленных и функциональных помещениях работают на основе звуковых волн. Минимальный набор компонентов позволяет быстро определить источник звуковых волн, зафиксировать звук, передать эту информацию на анализатор и сравнить ее с установленными параметрами. Звуковой датчик может функционировать непрерывно, однако в тишине он фактически не обнаруживает объекты интереса, так как сравнивает звуковые волны только с эталонными данными, где скорость, амплитуда колебаний или громкость совпадают с эталоном.
Таймер, ответственный за включение света, активируется только после того, как будет подтверждено, что данные соответствуют заряженному контрольному образцу.
Полученный сигнал передает команду на реле, которое замыкает цепь, и индикатор горит в течение установленного времени — в этот момент звуковой детектор и анализатор не активны. Когда возникает ситуация, что звуки иссякают, включается выключатель, и начинается процесс поиска и анализа звуков в темноте. Чтобы устройство не срабатывало от фонового шума (что может произойти из-за его высокой чувствительности), при подключении оно настраивается на определенный уровень децибел, например, на звук хлопка, который составляет примерно 50 дБ.
Разновидности акустических датчиков
При более детальном рассмотрении все акустические датчики можно условно разделить на три основные группы. Тем не менее, изучая ассортимент специализированных магазинов с такими устройствами, можно легко запутаться и подумать, что разновидностей гораздо больше:
- Стандартные датчики. Они предназначены для использования в квартирах небольшой площади или в помещениях маленького размера. Эти приборы реагируют исключительно на звуки. Самый простой из них будет включаться от любого звука или шума, но такие модели постепенно выходят из применения из-за высокой вероятности ложных срабатываний, вызывающих беспокойство. Хлопковый датчик срабатывает от эталонного звука, закодированного в приборе — в этом случае исключаются ошибки в определении объектов и ненужное включение света. Свет, активируемый хлопком, может быть заменен на любой другой характерный шум нужной интенсивности.
- Оптико-акустические датчики. Это усовершенствованная система, в которой используются как звуковые сигналы, так и уровень освещения. Данные приборы оборудованы фотоэлементом, который не позволяет включать свет в дневное время, это позволяет экономить электроэнергию. Принцип работы диммерного акустического выключателя также анализирует шум и уровень освещенности окружающей среды, но вместо полного выключения света он только уменьшает его яркость, если шум перестает восприниматься, что указывает на отсутствие необходимости в ярком свете.
- Датчики, комбинирующие акустическую и сенсорную активность. Этот вид устройства реагирует как на звук, так и на движения живых существ. Использование таких датчиков на дачных участках, в коммерческих помещениях и производствах может привести к частым включениям светильников, если в их зону действия попадают животные, такие как кошки, собаки и другие мелкие тварями, а также ночные птицы.
Факт: Область применения стандартных и других видов датчиков весьма обширна. Несмотря на то, что неподготовленный пользователь может считать, что основная цель этих устройств — экономия энергии, специалисты по снабжению могут перечислить десятки секторов и областей, где используются акустические устройства.
Сфера применения
Полезность акустических устройств была признана как в быту, так и в промышленности. Одним из главных аргументов в пользу использования акустических датчиков является продление срока службы источников света, которые, в отличие от типов ламп накаливания, не всегда являются доступными по цене. Установка такого устройства остается более экономичной по сравнению со сменой перегоревших лампочек, оплатой счетов за электричество и другими расходами, связанными с ненужным потреблением энергии.
Звуковые датчики могут применяться в различных условиях:
- в удаленных помещениях (таких как комнаты, кладовые, склады, закрытые веранды), куда часто не заходят, особенно в зимние месяцы;
- в функциональных помещениях лечебных заведений и производств, где использование выключателя может быть затруднительным из-за загрязненных рук или соображений безопасности;
- в переходах (коридорах, подворотнях, общественных зданиях — офисах, бизнес-центрах, государственных учреждениях);
- в гаражах, операционных и в других местах, где установка стандартного выключателя является невозможной.
Активация света с помощью хлопка в жилых помещениях, таких как туалеты, ванные и кухни, не пользуется большой популярностью. Чаще всего это наблюдается в прихожих, где свет выключается после того, как человек разделся и ушел. Например, когда человек находится в туалете, он может быть относительно неподвижен, и в этот момент устройство автоматически отключит свет, не улавливая звуков движения.
