Hier betrachten wir Schall- und Berührungssensoren, die am häufigsten als Teil von Alarmsystemen verwendet werden.

Berührungssensormodul KY-036

Das Modul ist im Wesentlichen eine Touch-Taste. Wie der Autor versteht, basiert das Funktionsprinzip des Geräts auf der Tatsache, dass eine Person durch Berühren des Kontakts des Sensors zu einer Antenne wird, um Störungen auf der Frequenz zu empfangen Haushaltsnetzwerk Wechselstrom. Diese Signale werden an den Komparator LM393YD gesendet

Die Modulabmessungen betragen 42 x 15 x 13 mm, Gewicht 2,8 g, die Modulplatine verfügt über ein Montageloch mit einem Durchmesser von 3 mm. Die Stromversorgung wird durch LED L1 angezeigt.

Bei Auslösung des Sensors leuchtet (blinkt) die LED L2. Der Stromverbrauch beträgt im Standby-Modus 3,9 mA und bei Auslösung 4,9 mA.

Es ist nicht ganz klar, welche Empfindlichkeitsschwelle des Sensors durch einen variablen Widerstand reguliert werden soll. Diese Module mit dem Komparator LM393YD sind Standard und verschiedene Sensoren sind daran angelötet, wodurch Module für verschiedene Zwecke erhalten werden. Stromanschlüsse „G“ – gemeinsames Kabel, „+“ – +5V-Stromversorgung. Am digitalen Eingang „D0“ liegt ein niedriger Logikpegel an; beim Auslösen des Sensors erscheinen am Ausgang Impulse mit einer Frequenz von 50 Hz. Am Pin „A0“ liegt ein gegenüber „D0“ invertiertes Signal an. Im Allgemeinen funktioniert das Modul diskret wie ein Knopf, was mit dem Programm LED_with_button überprüft werden kann.

Durch den Berührungssensor können Sie jede beliebige Metalloberfläche als Bedientaste nutzen; der Verzicht auf bewegliche Teile dürfte sich positiv auf die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit auswirken.

Schallsensormodul KY-037

Das Modul muss durch Töne ausgelöst werden, deren Lautstärke einen festgelegten Grenzwert überschreitet. Das empfindliche Element des Moduls ist ein Mikrofon, das mit einem Komparator auf dem LM393YD-Chip zusammenarbeitet.

Die Modulabmessungen betragen 42 x 15 x 13 mm, Gewicht 3,4 g, ähnlich wie im vorherigen Fall verfügt die Modulplatine über ein Befestigungsloch mit einem Durchmesser von 3 mm. Die Leistungsanzeige erfolgt durch LED L1. Stromanschlüsse „G“ – gemeinsames Kabel, „+“ – +5V-Stromversorgung.

Der Stromverbrauch beträgt 4,1 mA im Standby-Modus und 5 mA bei Auslösung.

An Pin „A0“ ändert sich die Spannung entsprechend der Lautstärke der vom Mikrofon empfangenen Signale; mit zunehmender Lautstärke nehmen die Messwerte ab, dies kann mit dem Programm AnalogInput2 überprüft werden.

Bei Überschreiten der vorgegebenen Schwelle liegt am digitalen Eingang „D0“ ein niedriger Logikpegel an niedriges Niveau wechselt auf hoch. Die Ansprechschwelle kann mit einem variablen Widerstand eingestellt werden. In diesem Fall leuchtet die LED L2. Bei einem scharfen lauten Ton kommt es beim Zurückschalten zu einer Verzögerung von 1-2 s.

Insgesamt ein nützlicher Sensor für die Organisation eines Smart Homes oder einer Alarmanlage.

Schallsensormodul KY-038

Auf den ersten Blick scheint das Modul dem Vorgänger zu ähneln. Das sensible Element des Moduls ist das Mikrofon; es ist zu beachten, dass es im Netzwerk nicht viele Informationen zu diesem Modul gibt.

Die Modulabmessungen betragen 40 x 15 x 13 mm, Gewicht 2,8 g, ähnlich wie im vorherigen Fall verfügt die Modulplatine über ein Befestigungsloch mit einem Durchmesser von 3 mm. Die Stromversorgung wird durch LED L1 angezeigt. Stromanschlüsse „G“ – gemeinsames Kabel, „+“ – +5V-Stromversorgung.

Bei Betätigung des Reedschalters leuchtet die LED L2. Der Stromverbrauch beträgt im Standby-Modus 4,2 mA und bei Auslösung bis zu 6 mA.

Am Pin „A0“ erhöhen sich die Messwerte, wenn die Lautstärke steigt (es wurde das Programm AnalogInput2 verwendet).

Am Pin „D0“ liegt ein Low-Logikpegel an; bei Auslösung des Sensors wechselt dieser auf High. Die Ansprechschwelle wird über einen Trimmwiderstand eingestellt (mit dem Programm LED_with_button).

Dieser Sensor unterscheidet sich eigentlich praktisch nicht vom vorherigen, aber ihre Austauschbarkeit ist nicht immer möglich, weil Wenn sich der Lautstärkepegel ändert, führt die Art der Pegeländerung dazu, dass sich die Spannung am Analogausgang unterscheidet.

Schlussfolgerungen

Damit ist die Überprüfung eines großen Satzes verschiedener Sensoren für die Arduino-Hardwareplattform abgeschlossen. Im Allgemeinen hinterließ dieses Set beim Autor einen gemischten Eindruck. Das Set beinhaltet sowohl recht komplexe als auch komplette Sensoren einfache Designs. Und wenn sich auf der Platine Strombegrenzungswiderstände, LED-Anzeigen usw. befinden, Der Autor ist bereit, die Nützlichkeit solcher Module zuzugeben, da ein kleiner Teil der Module ein einzelnes Funkelement auf der Platine ist. Warum solche Module benötigt werden, bleibt unklar (offenbar dient die Montage auf Standardplatinen der Vereinheitlichung). Insgesamt ist das Kit eine gute Möglichkeit, sich mit den meisten gängigen Sensoren vertraut zu machen, die in Arduino-Projekten verwendet werden.

Nützliche Links

1. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-kasaniya
2. http://www.zi-zi.ru/module/module-ky036
3. http://robocraft.ru/blog/arduino/57.html
4. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-zvuka
5. http://www.zi-zi.ru/module/module-ky037
6. http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-zvuka_
7. http://smart-boards.ml/module-audiovideo-4.php

Mit der Entwicklung der Zivilisation ist Elektrizität zu einem festen Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden. Heutzutage ist es möglich, eine Vielzahl von Innovationen zu nutzen und technische Innovationen direkt bei Ihnen zu Hause.

Die Beleuchtung im Haus war schon immer eines der wichtigsten Dinge wichtige Aspekte angenehmer Aufenthalt darin. Aber wie oft haben Sie schon erlebt, dass Sie das Licht einschalten müssen, den Schalter aber im Dunkeln nicht sofort finden können? Moderne Technologien, die mittlerweile in unseren Häusern allgegenwärtig sind, sollen solche unangenehmen Momente beseitigen. Jetzt können Sie damit das Licht im Raum einschalten Sensor reagiert auf Geräusche.

Schallsensor

Ein Gerät wie ein Schallsensor erfreut sich in letzter Zeit großer Beliebtheit, da es uns bis zu einem gewissen Grad ermöglicht, unser Leben komfortabler und praktischer zu gestalten.

Reden wir über den Sensor

Sensor zum Einschalten des Lichts im Raum Tonsignal erschien vor relativ kurzer Zeit im Handel. Es handelt sich um ein spezielles Gerät, das aus einer speziellen Struktur besteht, in die eine Glühbirne eingesetzt wird. Manchmal hat es die Form einer Kartusche, am häufigsten findet man es jedoch in Form einer Plastikbox.

Es reagiert auf Tonsignale, wodurch das Licht eingeschaltet wird. Ein Händeklatschen kann als akustisches Signal dienen.

Beachten Sie! Diese Einschaltmethode ist sehr praktisch, allerdings nur, wenn Sie die Hände frei haben. Daher können einige Sensoren auf ein bestimmtes Tonsignal programmiert werden, das das Licht einschaltet.

Durch die Installation solcher Geräte können Sie die Energiekosten senken, da viele von uns zu faul sind, nach dem Schalter zu greifen, und das Licht einfach nicht ausschalten, wenn es nicht besonders benötigt wird. Darüber hinaus wird die Bewegung im Haus am Abend komfortabler und sicherer, da beim Betreten eines Raumes das Licht per Ton eingeschaltet werden kann, wodurch Blindbewegungen vermieden werden. Es ist das nicht rechtzeitig eingeschaltete Licht, das sehr oft zu Verletzungen führt.

Arten von Geräten

Heutzutage gibt es folgende Arten von Sensoren zum Einschalten des Lichts in einem Raum über ein Audiosignal:

• Standardton;
• ein Soundgerät, das auch auf Bewegung reagiert;

Bewegungssensor

• Sensor mit Fotozellen. Es überwacht die allgemeine Beleuchtungsstärke im Raum und kontrolliert bei Bedarf selbstständig, ob das Licht ein- oder ausgeschaltet ist.

Beachten Sie! Installation dieses Geräts Es ist sehr beliebt an Orten, an denen es häufig zu Notstromausfällen kommt und an denen es regelmäßig zu Stromkabelbrüchen kommen kann.

Sensor mit Fotozellen

Wie Sie sehen, gibt es mehrere Arten von Geräten, mit denen Sie das Licht in einem Raum einschalten können, ohne einen Standardschalter zu verwenden. In diesem Fall ist das Einschaltsignal für jedes Produkt unterschiedlich: Ton, Bewegung oder Lichtstärke.

Jedes dieser Geräte hat sein eigenes technische Eigenschaften, Vorteile und Nachteile. Stellen Sie vor der Auswahl eines Geräts sicher, dass es sich um den Gerätetyp handelt, den Sie benötigen. Denken Sie daran, dass dieses Vergnügen nicht billig ist. Daher muss Ihre Wahl ausgewogen sein.

Zweck des Geräts

Typischerweise werden Sensoren, die das Licht einschalten sollen, in verschiedenen Räumen verwendet:

• in Räumen, die selten besucht werden;
• Sie sind in Lagerhallen oder anderen Räumlichkeiten gefragt, in denen es nicht immer möglich ist, das Licht mit den Händen einzuschalten;
• in Privathäusern;
• oft in Übergangsräumen installiert. Solche technischen Innovationen finden sich heute beispielsweise in den Fluren von Bürogebäuden und Regierungseinrichtungen;
• Es ist sinnvoll, sie in Garagen, Sommerhäusern sowie in Räumen zu installieren, in denen die Installation eines Standardschalters nicht möglich ist. In der Regel handelt es sich hierbei um sterile Räume oder Räume mit erhöhten Hygieneanforderungen.

Installierter Sensor

Darüber hinaus kann es je nach Gerätetyp in verschiedenen Situationen eingesetzt werden, in denen seine Funktionen gefragt sind. Dank der Installation einiger Produkttypen bleibt das Licht beispielsweise nach dem Ausschalten des Stroms noch einige Zeit eingeschaltet, was sehr praktisch ist und es einer Person ermöglicht, den Raum problemlos zu verlassen.

Durch den Einsatz solcher Produkte im Haushalt können Sie Energie rationeller nutzen, sparen und nicht verschwenden. Durch den Anschluss eines Sensors können Sie die Betriebsressourcen der von Ihnen verwendeten Lichtquellen deutlich erhöhen.

Natürlich ist es nicht immer notwendig, einen Tonrekorder zum Ein- und Ausschalten des Lichts in einem Privat- oder Mehrfamilienhaus zu installieren. Aber wenn Sie Ihr Zuhause technologisch fortschrittlicher machen oder einfach nur Ihre Freunde überraschen möchten, dann der beste Weg was man kaufen soll Sensor Für Sweta, Nein.

Arbeitsprinzip

Der zum Einschalten des Lichts erforderliche Schallsensor gehört zur Gruppe Akustische Mechanismen. Das Funktionsprinzip basiert auf der Erkennung einer akustischen Welle durch das Gerät. Eine solche Welle breitet sich im gesamten Gerät aus und dringt in das Innere ein. Gleichzeitig registriert er etwaige Abweichungen von Standardparameter, die durch die Ausbreitung einer Schallwelle entstehen. Als Referenzpunkte dienen die Wellengeschwindigkeit und deren Amplitude. Die Wellengeschwindigkeit wiederum wird über die Frequenz- und Phasenanzeige erfasst.

Jedes Gerät, das dazu bestimmt ist, die Beleuchtung in einem Raum mithilfe eines akustischen Signals einzuschalten, muss in einer Unterbrechung der Stromleitung des Beleuchtungsgeräts installiert werden.

Sensorinstallationsdiagramm

Der Betrieb des Geräts selbst folgt dem folgenden Algorithmus:

• Das Gerät befindet sich im „ akustische Kontrolle" In diesem Modus ist der Sensor in der Lage, das Tonsignal zu unterdrücken;
• Wenn ein lautes akustisches Signal vorhanden ist, nimmt das Gerät dieses aufgrund einer starken Änderung des Tonhintergrunds auf.

Beachten Sie! Der Sensor kann ein Türknallen, Schritte einer Person, eine Türöffnung, eine Stimme usw. als Tonsignal interpretieren.

• Wenn eine Schallwelle erkannt wird, schaltet das Gerät das Licht für 50 Sekunden ein. Während dieser Zeit reagiert es nicht auf Veränderungen der Geräuschkulisse im Raum.

Nach diesem Algorithmus arbeitet das Gerät bis zur nächsten Änderung der Tonuntermalung im Raum. Wenn die akustischen Wellen nicht registriert werden, wird das Licht automatisch ausgeschaltet.

Wenn Geräusche erkannt werden, wird der Betrieb des Geräts um weitere 50 Sekunden verlängert. Dieser Algorithmus wird während des gesamten Betriebs des Geräts wiederholt.

Es ist auch zu beachten, dass der Schallsensor bei seinem Betrieb piezoelektrische Materialien verwendet. Unter Piezoelektrizität versteht man in der Physik eine bestimmte Art elektrischer Ladung, die durch mechanische Beanspruchung entsteht. Piezoelektrische Materialien erzeugen, wenn sie einem elektrischen Feld ausgesetzt werden, eine bestimmte Ladung mechanische Beanspruchung. So fördern piezoelektrische Schallsensoren die Entstehung mechanischer Wellen mithilfe eines elektrischen Feldes. Basierend auf diesen Phänomenen erfolgt die Funktionsweise akustischer Sensoren.

Akustischer Sensor

Das Mikrofon dient als Empfänger des Tonsignals. Es dient als Wandler akustischer Schwingungen in die vorhandene elektrische Wechselspannung.

Diese Mikrofone gibt es in den folgenden Ausführungen:

• niederohmig – ist ein Induktor, der mit beweglichen Magneten ausgestattet ist. Sie wirken als variable Widerstände;
• hochohmig – entspricht einem variablen Kondensator.

Darüber hinaus können Mikrofone sein:

• Elektret mit zwei Anschlüssen;
• Elektret mit drei Anschlüssen.

Allerdings haben solche Mikrofone eine etwas schlechte Signalübertragung. Um ihre Leistung zu verbessern, ist ein spezieller Verstärker erforderlich, der die akustische Welle vorverstärkt.

Obwohl Elektretmikrofone Piezowandlern ähneln, unterscheiden sie sich von diesen durch eine lineare Übertragung sowie eine deutlich breitere Frequenz. Dadurch kann das Gerät das empfangene Signal verarbeiten, ohne es zu verzerren.

Wie die Praxis zeigt, ist dieses Funktionsprinzip sehr zuverlässig, was einen langfristigen Betrieb des Gerätes gewährleistet. Daher werden Sie lange Freude an diesem technischen Gerät haben.

Mit einem auf den Empfang des Audiosignals fokussierten Sensor optimieren Sie den Schaltvorgang Sweta bei Ihnen zu Hause oder in einem separaten Raum. Durch die Installation des Geräts können Sie mehr sparen und werden nicht mehr mit der gleichen Angst auf Ihre Stromrechnungen blicken.

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Diagramm eines akustischen Sensors in Amateurfunkdesigns

Im ersten betrachteten Stromkreis handelt es sich um den Sensor akustischer Typ Auf Basis eines piezoelektrischen Schallgebers aufgebaut, reagiert er auf verschiedene Vibrationen der Oberfläche, auf die er aufliegt. Die Basis anderer Designs ist ein Standardmikrofon.

Dieser Sensor ist wirksam, wenn die von ihm überwachte Oberfläche einen guten Leiter aufweist akustische Wellen(Metall, Keramik, Glas usw.). Der akustische Wandler in dieser Amateurfunkausführung ist ein typischer piezoelektrischer Schallgeber eines chinesischen Multimeters vom Typ M830. Es ist rund Plastikbehälter, in dem die Messingplatte platziert ist. Auf seiner dem Körper gegenüberliegenden Oberfläche befindet sich ein piezoelektrisches Element, dessen Außenseite versilbert ist. Aus der versilberten Oberfläche und aus der Messingplatte kommen Drähte heraus. Der Sensor muss so auf der kontrollierten Oberfläche installiert werden, dass sein Kunststoffkörper guten Kontakt mit der kontrollierten Oberfläche hat. Wenn Sie einen akustischen Wandler auf Glas installieren, können Sie zur Erhöhung der Empfindlichkeit den Sender aus dem Gehäuse nehmen und ihn so anbringen, dass seine glatte Messingoberfläche gegen das Glas gedrückt wird.

Bei Kontakt mit der Oberfläche, mit der der Wandler B1 in Kontakt steht, werden darin elektrische Schwingungen erzeugt, die sich verstärken Vorverstärker und werden von einem Komparator am Operationsverstärker A1 in logische Impulse umgewandelt. Die Empfindlichkeit des Gerätes wird durch den Abstimmwiderstand R3 eingestellt. Wenn die im Wandler erzeugte Spannung die Empfindlichkeitsschwelle des Operationsverstärkers überschreitet. An seinem Ausgang entstehen logische Impulse, die chaotischer Natur sind.

Das logische Gerät basiert auf der Mikrobaugruppe K561LA9. Die Schaltungsimplementierung ist eine typische One-Shot-RS-Triggerschaltung mit Eingangsblockierung. Wenn Spannung von der Stromquelle angelegt wird, schaltet der Auslöser in den Einzelzustand und bleibt immun gegen Eingangsimpulse, solange der Kondensator C2 über den Widerstand R6 aufgeladen wird. Sobald diese Kapazität vollständig aufgeladen ist, wird der Auslöser entriegelt.

Mit dem Eintreffen des ersten Impulses vom Akustiksensor schaltet der Auslöser in den Nullzustand. Der Transistorschalter VT1-VT2 entsperrt und verbindet die Relaislast oder Sirene vom System Einbrecheralarm. (Die Last ist parallel zur Diode VD2 geschaltet). Dadurch wird die Kapazität C3 über den Widerstand R13 aufgeladen. Während dieser Ladevorgang stattfindet, wird der Auslöser im Nullzustand gehalten. Dann wird es auf Single zurückgesetzt und die Last wird ausgeschaltet.

Um zu verhindern, dass der Stromkreis aufgrund seiner eigenen akustischen Vibrationen, die von der Sirene erzeugt werden, rotiert, gibt es eine C4-R11-Kette, die den Eingang des logischen Geräts blockiert und ihn erst nach einer kurzen Zeitspanne nach dem Trennen der Last öffnet. Durch Drücken des Kippschalters S1 können Sie den Logikkreis sperren. Der Aufbau kehrt 10 Sekunden nach dem Loslassen des Kippschalters S1 in den Betriebsmodus zurück. Die Versorgungsspannung U p sollte im Bereich von 5-15 Volt liegen.

Die Vorverstärkung des Signals erfolgt auf der linken Seite der Schaltung. VT1 Typ KT361 oder sein moderneres Analogon, zu dessen Basis das Signal vom Mikrofon M1 über die Kapazität C2 folgt, die zusammen mit dem Widerstand R4 einen einstufigen Mikrofonverstärker bildet. Der Transistor VT2 Typ KT315 ist ein typischer Emitterfolger und übernimmt die Funktion einer dynamischen Last der ersten Stufe. Der von ihm verbrauchte Strom sollte 0,4-0,5 mA nicht überschreiten.

Die weitere Verstärkung des Signals erfolgt durch eine DA1-Mikroschaltung vom Typ KR1407UD2 mit geringem Stromverbrauch. Die Verschaltung erfolgt nach einer Differenzverstärkerschaltung. Daher werden in den Anschlussdrähten induzierte Gleichtaktstörungen perfekt unterdrückt. Der Gleichtaktunterdrückungsfaktor für Eingangsspannungen beträgt 100 dB. Das von den Lastwiderständen R6 und R7 entnommene Signal gelangt über die Kondensatoren C3 und C4 zu den invertierenden und nichtinvertierenden Eingängen des Operationsverstärkers DA1. Der Signalverstärkungsfaktor kann durch Ändern der Werte der Widerstände R8 und R9 angepasst werden. Die Widerstände R10, R11 und die Kapazität C5 erzeugen einen künstlichen Mittelpunkt, an dem die Spannung der halben Spannung der Stromversorgung entspricht. Mit dem Widerstand R13 stellen wir den erforderlichen Stromverbrauch der Mikroschaltung ein.

Die folgende Abbildung zeigt die Schaltung eines einfachen, hochempfindlichen Schallsensors, der eine Last über ein Relais steuert. Bei der Entwicklung wird ein Elektretmikrofon verwendet, bei Verwendung von ECM ist ein Widerstand R1 mit einem Widerstand von 2,2 kOhm bis 10 kOhm erforderlich. Die ersten beiden Bipolartransistor Da es sich um einen Verstärker vor dem Mikrofon handelt, beseitigen R4 und C7 in dieser Schaltung die Instabilität des Verstärkers.

Nach dem Verstärker am BC182B wird das akustische Signal über 1N4148-Dioden und den Kondensator C5 an einen Gleichrichter gesendet, der daraus entsteht konstanter Druck Nach dem Gleichrichter steuert es den Betrieb des BC212B-Transistors, der wiederum das Relais steuert.

Option 2

Die Schaltung ist einfach und erfordert keine Anpassung; die Nachteile sind: Das Relais reagiert insbesondere auf laute Geräusche niedrige Frequenzen. Darüber hinaus wurde bei Temperaturen unter Null ein instabiler Betrieb der Struktur beobachtet.