Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройствhttps://media.dom-i-remont.info/2020/05/sobrannoe-akusticheskoe-rele-na-treh-tranzistorah-768x432.jpgТатьяна

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

30.05.2020
7 мин.
Общие вопросы

Поскольку стоимость электроэнергии растет из года в год, способы ее экономии — тема, которая интересует многих. Одним из оптимальных вариантов считается автоматизация управления освещением. И в этом случае хозяева рассматривают акустические датчики, предназначенные для осветительных приборов. Устройства, реагирующие на звук, еще несколько десятилетий назад считались выдумкой фантастов. Сейчас технические новинки оценили по достоинству, поэтому мини-приборы можно увидеть везде: как в жилых домах и квартирах, так и в подъездах многоквартирных зданий. Чтобы понять причины популярности устройства, надо подробно рассмотреть акустический датчик: его принцип работы, а также разновидности прибора. А потом вынести вердикт: быть или не быть ему в доме.

Знакомство с акустическим датчиком

Единственная задача датчика звука — быстрое включение/выключение света. Его удобство состоит в том, что, например, в темноте владельцам жилья не придется лихорадочно искать выключатель. Устройство способно различать голоса и шум шагов, покашливание, поэтому при появлении человека освещение включается «само». Когда жилец покидает зону действия звукового датчика, осветительный прибор, немного помедлив, выключается. Помощь умной техники забывчивым (ленивым) хозяевам в итоге выливается в значительную экономию.

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Акустический датчик — прибор, который оснащен специальной конструкцией, оснащенной лампочкой. Есть модификации, представляющие собой патрон, но более распространены первые — небольшие прямоугольные, круглые, овальные коробки. Корпус их сделан из пластика. Когда в помещение входит человек, производящий шум, спустя одну-две секунды устройство включает свет. Когда источник звука комнату покидает, освещение через 10-15 секунд выключается.

Реагирование происходит благодаря эталону, который записан в устройство. Самые простые модели реагируют на любой тип шума. Приборы средней ценовой категории включают осветительные приборы, «услышав» хлопок. Самые дорогие образцы могут быть запрограммированы на целый список различных команд.

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Устройство и принцип работы датчика

В состав любого акустического датчика входит микрофон, реле, усилитель и электронный блок, анализирующий поступивший сигнал.

Устройства, реагирующие на любой звук

Принцип действия простейшего звукового устройства — постоянный поиск звуковых волн, любых. Когда она найдена, акустический датчик начинает анализ ее параметров — амплитуды и скорости.

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Потом прибор сравнивает данные с эталонными значениями, затем отправляет команду реле, оно замыкает электрическую цепь, а также запускает таймер. Когда отсчет заканчивается, свет включается, а датчик на этот короткий промежуток перестает анализировать шумы. По истечению времени освещение выключается, а работа по поиску посторонних звуков возобновляется.

Однако есть и другой вид приборов. При улавливании шума прибор включает свет и отсчитывает время, но выключает его через заданный промежуток, а не тогда, когда человек попадает в квартиру (покидает контролируемую комнату). Некоторые производители встраивают в приборы функцию задержки отключения и/или включения. Последняя удобна, так как она способна практически полностью устранить возможность ложного срабатывания. У некоторых моделей таких дополнений нет.

Так как у датчиков довольно высокая чувствительность, для того чтобы минимизировать ложные срабатывания, приборы необходимо настраивать. Эту операцию делают либо колесиком, либо кнопкой. Граница предельного шума обычно составляет 50 дБ, данное значение соответствует хлопку в ладоши. Другим регулятором настраивают промежуток времени, когда должен гореть свет.

Приборы, реагирующие только на хлопки

В этом случае датчики включаются в работу только при определенных громких звуках, но на обычный шум — на человеческую речь, музыку, работающие инструменты — они никак не реагируют. В этих устройствах используют самый простой, но громкий вариант — хлопки в ладоши.

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Конструктивно реле таких приборов не отличается от этого элемента в обычных шумовых приборах, однако порог его срабатывания установлен выше, а команд может быть несколько. В конструкции применяются голосовые фильтры, чтобы сенсор мог воспринимать только хлопки. Кроме того, их количество в некоторых моделях датчиков можно запрограммировать.

Для понимания принципа работы можно привести пример: при одном хлопке в ладоши свет зажигается, при двух — выключается. Но это не все: такие акустические датчики позволяют в одной комнате контролировать работу сразу нескольких осветительных проборов. Например, «трио» устройств, установленных в одном помещении, сможет включать/выключать:

  • главную люстру: например, тремя хлопками;
  • настольную лампу — четырьмя;
  • подсветку — пятью.

Если сравнивать это оборудование с обычными шумовыми приборами, то оно невыгодно отличается ценой. Причина понятна: это «продвинутость» моделей, которые игнорируют звуки, но могут расслышать и повиноваться хлопкам. Однако в семьях с маленькими детьми такие устройства не лучший вариант: громкие резкие звуки в тишине могут напугать ребенка.

Акустические датчики с голосовым управлением

Более сложное устройство умеет различать голосовые команды. Однако стоимость организации такого управления высока, а реализация — задача достаточно трудная. Один из способов — использование «умных» осветительных приборов, имеющих встроенные модули Wi-Fi, и голосового помощника. Пример — Amazon Alexa (Echo, Echo Dot, Echo Plus).

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

После приобретения элементов хозяевам будущей системы предстоит:

  • установить на смартфон приложение для работы с Amazon Alexa;
  • перевести устройство в режим настройки, задать необходимые команды.

Прежде чем обдумывать такой «умный» вариант, надо познакомиться с его недостатками. Это:

  • цена голосового ассистента и ламп (выключателей);
  • невозможность командовать на родном языке, так как Alexa предпочитает английский.

Такой вариант рассматривать не целесообразно, если не запланировано обустройство системы «умный дом». Однако покупка отдельного голосового датчика будет вполне разумным решением, но понимать он будет тоже только «нерусскую» речь.

Охранно-звуковые оповещатели

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Данные устройства стоят особняком: они предназначены не для экономии электроэнергии, а для защиты окон от несанкционированного проникновения. Однако называют их точно так же — звуковыми датчиками. Эти приборы устанавливают для защиты окон любого типа, они срабатывают при разрушении стекол. Потенциальные места установки — оконные откосы, потолок, стены. Принцип работы их не отличается, если речь идет о реакции на звук, но дальнейшие действия охранных оповещателей совершенно другие.

Когда звук, произведенный злоумышленниками, совпадает с имеющимся эталоном звуковых колебаний (с шумом бьющегося стекла), устройство отправляет сигнал на пульт контроля (ПКП). Способ сообщения может быть беспроводным или беспроводным. Поскольку разное стекло издает отличающиеся звуки, большее число современных моделей имеет тонкую настройку, которая дает возможность минимизировать число ложных срабатываний.

Разновидности умных устройств-экономов

Поскольку первые звуковые датчики появились еще в начале 90-х годов, прошедшего времени было достаточно, чтобы исправить все недостатки несовершенных устройств. Так на свет появилось несколько разновидностей удобных, эффективных, максимально точных приборов. В наше время можно приобрести один из 3 типов «помощников-«экономистов».

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

  1. Стандартный шумовой датчик. Это обычное оборудование, которое будет реагировать либо на любые звуки, либо на определенный набор команд. Такие модели чаще используют в общественных зданиях, в ваннах, туалетах. Благодаря функции задержки отключения они выключают свет только спустя минуту после наступления тишины. Задержка включения дает возможность избежать срабатывания на удар грома, на сигнализацию.
  2. Оптико-акустические устройства. Эти довольно популярные модели отличаются от своих простых коллег. Да, они точно так же ориентируются на звук, но еще реагируют на изменение освещенности, которое не позволяет включать свет в дневное время суток. Конструктивно такие приборы серьезно отличаются от предыдущих датчиков. В них присутствует фотоэлемент, анализирующий степень освещенности в помещении.
  3. Акустические датчики движения. Такие устройства используются в охранных системах зданий. Они способны реагировать не только на звук, но и на движущийся объект. Их главный недостаток — «освещение пути» грызунов, домашних животных, которые случайно оказались в радиусе действия датчиков движения. Справедливости ради надо отметить, что далеко не все оборудование так чувствительно к присутствию разномастной «мелкой живности».

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Идеал для подъездов, квартир и жилых помещений домов один — это оптико-акустические устройства. По этой причине именно их рассматривают, если владельцев не устраивают счета за коммунальные услуги. Акустические датчики движения трудно назвать универсалами: они являются большим «подспорьем» для освещения придомовой территории загородных владений.

Стандартные шумовые устройства оптимальны там, где всегда «кромешная темень», куда люди заходят только изредка. Это лестничные площадки, тамбуры, коридоры, подсобные помещения. В этих случаях важна их хорошая звукоизоляция.

Где используют акустические датчики?

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Такое оборудование применяют в разных помещениях, но для одной задачи — для сокращения расходов на электроэнергию. Звуковыми датчиками оборудуют:

  • те помещения, в которых люди появляются нечасто: в гостевых спальнях, кладовых, коридорах и т. д.;
  • склады, где с включением света могут возникнуть затруднения (из-за большой площади, занятых рук);
  • дачные участки, чердаки, гаражи, подвалы, сараи, помещения, где нет возможности установить простой выключатель;
  • офисы, общественные здания, промышленные предприятия, больницы.

Акустический датчик нередко покупают в детскую, если ребенок боится темноты. Необходим он для людей с ограниченными возможностями. Такие звуковые приборы являются обязательным элементом системы «умный дом».

Акустический датчик: плюсы и минусы

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Умные приборы сильно отличаются от остальной, «простоватой» техники. Однако у них тоже есть не только достоинства, но и недостатки. В список преимуществ можно внести:

  • значительное сокращение расходов на оплату электроэнергии;
  • большой радиус действия, который позволяет сделать жизнь максимально комфортной;
  • приемлемая цена, которая дает возможность оснастить жилье таким оборудованием без большого «финансового ущерба».

В большинстве приборов, предназначенных для домов и квартир, выключение света происходит спустя 20-30 секунд, а не сразу после ухода человека из комнаты. Поэтому шанс вдруг оказаться в темноте полностью исключается.

Недостатков у акустических датчиков немного. Первый — невозможность установки в тех помещениях, где жильцы бывают очень часто. Второй минус относится к недорогим моделям акустических приборов, слабое их место — частые ложные срабатывания. Главный недостаток «хлопковых» устройств — невозможность подать сигнал, когда заняты руки. Ассортимент голосовых датчиков сильно ограничен, нередко такие модели изготавливают самостоятельно.

Как выбрать идеальный звуковой датчик?

Поскольку датчики давно и прочно вошли в жизнь людей, уже есть несколько рекомендаций, позволяющих выбрать прибор, который устроит хозяев по всем параметрам в каждой конкретной ситуации.

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

  1. Устройство, приобретаемое для улицы, должно иметь надежную защиту от влаги. Минимальный класс ее — IP55, оптимальный — IP65. Если акустический датчик будет располагаться под навесом, то есть возможность ограничиться более низким классом защиты — IP44. Для устройств, которые будут работать в помещениях, где нет запыленности или повышенной влажности, можно не требовать высокую степень защиты.
  2. Мощность осветительных приборов. Эффективная работа оборудования возможна только в том случае, если параметры приборов будут соответствовать друг другу. При покупке звукового датчика необходимо знать мощность осветительного прибора. Эта характеристика акустического прибора должна быть немного выше. Запас по мощности оградит хозяев от неприятных ситуаций.
  3. Радиус действия. Он может составлять от 6 до 50 метров. Для помещений небольшой площади лучше выбирать устройства, имеющие минимальный радиус действия. В противном случае прибор будет реагировать даже на самые тихие звуки.
  4. Дополнительное оснащение — наличие фотореле. Это огромное преимущество, так как данный элемент позволяет добиться большей экономии.
  5. Другие характеристики. Обязательно обращают внимание на чувствительность микрофона, ток потребления прибора, частотный диапазон.

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Производитель оборудования — последний фактор, на который всегда следует обращать внимание. Имя, надежность, популярность компании, ее продукции — шанс получить устройство, у которого не будет проблем ни с работой, ни со сроком службы.

Другие виды датчиков для осветительных приборов

На акустических и оптико-акустических устройствах список полезных приспособлений не заканчивается. Есть и другие варианты для рассмотрения. Такие приборы называют датчиками движения.

Инфракрасные датчики

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

Эти устройства реагируют на тепловое излучение. Когда в радиусе действия появляется человек, свет включается, когда он уходит, подается команда на выключение. Инфракрасные датчики делятся на пассивные и активные приборы. Первые только сканируют тепловой фон, вторые генерируют излучение, анализируя сигнал, отражаемый предметами.

У инфракрасных приборов есть серьезные недостатки. Они являются узконаправленным оборудованием, которое должно охватывать всю зону. В некоторых случаях оптимальное место для этих датчиков найти попросту невозможно. Второй минус — большое количество ложных срабатываний на тепло, поступающее в дом с улицы, или идущее от радиаторов. По этим причинам инфракрасные датчики больше подходят в качестве уличного оборудования. Например, логична его установка около входной двери дома, у входа в подъезд.

Ультразвуковые, микроволновые устройства

Принцип работы этих устройств одинаков. В обоих случаях используется эффект Доплера: любой объект отражает волны.

Акустический датчик: принцип работы и разновидности умных устройств

  1. Ультразвуковые приборы. Они «занимаются» излучением ультравысокочастотных волн, которые не воспринимаются людьми. Если в зоне отражения появляется человек, частота волны изменяется, а датчик срабатывает. Минусов у такого оборудования два: невысокая дальность действия, дискомфорт, который испытывают более чувствительные домашние животные.
  2. Микроволновые датчики имеют аналогичный принцип действия, однако в этом случае «работают» радиоволны. Это самый нежелательный вариант. В списке минусов «микроволновок» сверхвысокочастотное излучение, небезопасное для всего живого, большой процент ошибочных срабатываний, а также самая высокая цена, если сравнивать ее со стоимостью других видов датчиков-«экономистов».

Акустический датчик не является прибором первой необходимости, однако тем хозяевам, которые мечтают сделать свой дом максимально удобным, «послушным», технологичным и экономичным, такое устройство придется по душе. После установки устройства для экономии электроэнергии вполне логично ожидать и другого преимущества — увеличения ресурса лампочек и осветительных приборов.

С ценами на акустические датчики можно познакомиться здесь:

В завершение темы — интересное видео, относящееся к ней:

Была ли статья полезна?
Мы хотим стать лучше. Спасибо за мнение!
Теги:
акустический датчик принцип работы
датчики
Комментарии
Комментариев пока нет
Добавить комментарий
Ваше имя
Ваш комментарий