Элементы звукового датчика движения — пироэлектрический приемник и фасеточная линза Френеля

В случае автономного использования для постановки датчика на охрану и снятия с нее используется дистанционный пульт управления в виде брелка.

Главными элементами ИК сенсора являются пироэлектрический приемник и фасеточная линза Френеля. Эта линза сконструирована таким образом, что она концентрирует инфракрасное излучение с определенного участка пространства на пироприемник.

Каждый сегмент линзы собирает излучение с определенного участка. Датчики движения имеют два или четыре пироприемника.

Излучение с соседних участков поступает на разные сенсоры. На их выходе находится сравнивающая схема, которая при рассогласовании (поступлении разных уровней сигналов с соседних областей контроля) выдает управляющее воздействие на сирену или панель управления охранной сигнализации.

Для повышения помехоустойчивости стали применять микропроцессоры для анализа информации поступающей с ИК сенсоров.

Схема работы звукового датчика движения

Они обеспечивают цифровую обработку сигнала с использованием сложных алгоритмов, что по заявлениям производителей позволяет надежно определять нарушение контролируемой зоны.

Конструкция звукового датчика

Звуковой датчик движения расположен в пластмассовом корпусе размером примерно с сигаретную пачку.

Сквозь сегментированную линзу Френеля осуществляется сбор инфракрасного излучения, которое поступает на полупроводниковый пироэлектрический элемент.

Его чувствительность составляет десятые доли градуса. Линзы Френеля представляют собой набор маленьких призматических линз отштампованных на одной пластине.

Ординарный ИК датчик реагирует на присутствие человека на расстоянии 10-15 м. Они бывают потолочные с круговым контролем, настенные с зоной покрытия 110-120 градусов.

В зависимости от строения линзы датчики исполняют роль шторы или лучевого барьера.

Для защиты от злоумышленников в датчике предусмотрена схема антимаскинга, она сообщает о заклеивании приемной линзы клейкой лентой, когда система еще не поставлена под охрану. При вскрытии корпуса управляющий блок немедленно отправляет сигнал о нарушении.

Внутри корпуса располагается также и пьезоэлектрическая сирена, которая включается при подаче сигнала «тревога».

Некоторые модели выполняются по беспроводной схеме. В таком варианте они имеют автономное питание в виде аккумулятора или литиевых батарей.

Пульт управления в виде брелка для звукового датчика движения

Датчик движения со звуковым сигналом может иметь модуль GPS, что позволяет использовать его как автономную миниатюрную сигнализацию.

Пульты управления выполняются в виде брелоков, которые передачу управляющих команд производят по радиоканалу, радиус действия до 50м.

Особенности монтажа и использования

Звуковые датчики движения предпочтительнее применять потолочного типа. Они обеспечивают круговое обнаружение нарушителя, и имеют определенный запас времени на подачу звукового сигнала, пока не будут уничтожены.

При монтаже необходимо предусмотреть, чтобы сектора контроля не перекрывались посторонними предметами и на линзу не попадали источники инфракрасного излучения типа ламп накаливания или солнца.

Правильное расположение звуковых датчиков в помещении

При выборе датчика движения необходимо выбирать прибор, у которого самый мощный источник звукового сигнала. Это связано с тем, что в силу малых габаритов датчика в нем может поместиться только пьезоэлектрическая сирена, а у них сила звукового давления резко падает с увеличением расстояния от источника звука.

При использовании звукового датчика в автономном режиме предлагается применять устройства с модулем GPS. В этом случае прибор может использоваться, как звуковая сигнализация с датчиком движения.

Кроме предупредительно-отпугивающей он выполняет еще и информационную функцию, отправляя по мобильной связи сообщение хозяину о нарушении охраняемой зоны.

Заключение

Звуковые датчики обычно применяются на дачах, где предупреждают соседей и охрану дачного кооператива о несанкционированном проникновении на чужую территорию.

Как звуковой информатор с датчиком движения, они используются в небольших магазинах, аптеках и других предприятиях сервисного обслуживания.

Возможность записи речевого сообщения позволяет приветствовать посетителей. В таком варианте исполнения вместо сирены устанавливается динамик мощностью около 1 Вт.

Видео: Сигнализация sensor alarm с датчиком движения и сиреной

Датчик шума (Troyka-модуль) [Амперка / Вики]

Датчик шума используется для слежения за уровнем шума или обнаружения громких сигналов: хлопков, стуков или свиста.

Элементы платы

Микрофон и электронная обвязка модуля

Микрофон преобразует звуковые колебания в колебания электрического тока. Если этот сигнал напрямую подключить к аналоговым входам микроконтроллера, такого как Arduino, результат скорее всего будет неудовлетворительным. Сигнал с микрофона предварительно необходимо усилить, избавиться от отрицательной полуволны и сгладить сигнал. Все эти действия выполняет электронная обвязка модуля.

Почему мы не можем просто взять любой микрофон? Этому есть несколько причин.

Во-первых, сигнал от микрофона очень слаб. Настолько, что, если мы подключим его к аналоговому входу Arduino, то analogRead всегда будет возвращать 0. Перед тем как использовать, сигнал с микрофона необходимо усилить.

Во-вторых, даже усиленный звуковой сигнал — это всегда колебания. Поэтому показания микрофона очень зависят от того, в какой момент времени произошло измерение напряжения микроконтроллером. Даже при самом громком хлопке

Как видим, даже измерение максимальных значений амплитуды не даст четкую информацию об уровне громкости. Чтобы получить эту информацию, нужно делать измерения максимально часто и подвергать эти данные математической обработке. Численной характеристикой громкости является площадь под графиком звуковой волны. Именно её и «считает» электронная обвязка микрофона.

Потенциометр регулировки чувствительности

Потенциометр регулирует коэффициент усиления усилителя сигнала с микрофона. Он бывает полезен, если необходимо изменить условия срабатывания вашего устройства без изменения его прошивки. Чем выше чувствительность модуля, тем выше доля помех в полезном сигнале датчика. Мы рекомендуем начинать работу с модулем при среднем положении потенциометра. В таком случае чувствительность модуля будет легко изменить в любую сторону.

Контакты подключения трёхпроводного шлейфа

Модуль подключается к управляющей электронике двумя трёхпроводными шлейфами.

Назначение контактов трёхпроводного шлейфа:

• Питание (V) — красный провод. На него должно подаваться напряжение от 3 до 5 В.

• Земля (G) — чёрный провод. Должен быть соединён с землёй микроконтроллера.

• Сигнал датчика шума (E) — жёлтый провод. Через него происходит считывание сигнала датчика уровня шума микроконтроллером.

Вторым шлейфом с пина S снимается сигнал аналогового микрофона.

Видеообзор

Пример использования

Отобразим показания датчика шума и микрофона на экране компьютера. В качестве управляющего микроконтроллера возьмём Arduino.

soundLoudnessSensor.ino

#define SOUND_PIN  A5
#define NOISE_PIN  A4
 
void setup() 
{
  // открываем монитор Serial-порта
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  // считываем показания микрофона
  int soundValue = analogRead(SOUND_PIN);
  // считываем показания уровня шума
  int noiseValue = analogRead(NOISE_PIN);
  Serial.print(soundValue);
  Serial.print("\t\t");
  Serial.println(noiseValue);
}

Принципиальная и монтажная схемы

Ресурсы

Sensov Alarm, Sensov Alarm, Antivor sirena, Major Avtonom , своими руками, использование в качестве информаторов

Обычно система сигнализации подключается к центральному пульту охраны. По срабатыванию детекторов движения сигнал передается в диспетчерскую. А оттуда к ближайшему патрулю или опорной точке полиции.

Но такой уровень безопасности стоит весьма недешево, затраты будут не только на покупку профессионального оборудования и его установку, но и ежемесячная оплата услуг охраны.

Есть более приемлемый и едва ли менее надежный способ обезопасить свое имущество от посягательств.

Содержание:

Звуковая сигнализация с датчиком движения может быть приобретена в магазине как готовый комплект, а может быть собрана и установлена самостоятельно, и, возможно, будет от этого более эффективной.

Основные требования к устройствам такого типа следующие:

• Детекция вторжения в контролируемую зону с помощью ИК-датчика движения;
• Звуковое оповещение о вторжении.
• Звуковой сигнал должен быть активным в течении определенного времени, затем отключиться;
• После срабатывания система переходит в активный режим;
• При повторном движении в контролируемой зоне происходит повторное срабатывание.

Sensov Alarm

Бюджетный вариант бытовой сигнализации. Устройство вмещает в одном корпусе, блок управления, ИК детектор движения с радиусом действия 15 м и углом обзора 1100 и мощный динамик в 105 Дб.

Дистанционное управление осуществляется с помощью брелоков нажатием на единственную кнопку. Индикация на корпусе подтверждает переход в активный режим.

Основное и единственное преимущество устройства его полная автономность. Работает основной блок от четырех батареек тип АА 15V, и во внешних источниках энергии не нуждается.

Срок работы, который гарантируют производители, год на одном комплекте батареек.

На этом преимущества модели закончились, дальше пошли недостатки. Корпус устройства выполнен из пластика, несколько сильных ударов «выключат» сирену гарантировано. Сигнал с дистанционного пульта не модулирован и не защищен.

Honeywell Security Group — вот уже несколько лет подряд бессменный лидер среди производителей систем видеонаблюдения и разработчиков интегрированных систем безопасности и доступа.

Минимально необходимая вычислительная мощность ПК для систем видеонаблюдения зависит, в первую очередь, от того будет ли этот компьютер использоваться только сбора и сохранения видеоданных или параллельно будет выполнять дополнительные процессы. Подробнее о компьютерах для видеонаблюдения читайте здесь.

Теоретически устройство можно выключить, используя пульт управления аналогичной модели. Но если достигнуть предварительной договоренности о совместных действиях с соседями по площадке, то использование Sensov Alarm может быть вполне оправдано.

Antivor sirena

Более продвинутая система. Монтаж производится на потолке, что делает доступ к устройству для принудительного отключения более сложным.

Круговой обзор на 360⁰. питание можно подавать двумя способами: от батарейки «крона» 9В или подключение  блока питания с характеристиками 9В 500мА (в комплект не входит) через штекер 3,5мм.

Сила звукового сигнала 105 Дб, но есть порт для подключения дополнительной внешней сирены на 120 Дб.

После детекции движения в охранном режиме устройство выдерживает паузу в 20 сек., давая время для деактивации, после чего на пол минуты включается сирена, с периодичность в 30 сек.

На пульте управления кроме кнопок активации и выключения есть кнопка SOS немедленно включающая звуковой сигнал.

Major Avtonom

Следующий этап развития датчиков движения со звуковым сигналом. Фактически это начальная версия автономной, универсальной сигнализации для дачи, дома или квартиры.

Центральное устройство представляет собой проблесковый маячок и ревун, кроме этого в корпусе присутствует модуль управления и связи, который воспринимает сигналы от внешних устройств.

Центральный блок работает от сетевого адаптера, но благодаря наличию встроенного аккумулятора некоторое время может продолжать функционирование и в обесточенном помещении.

В комплект системы сигнализации входят.

MR-IF01 – беспроводный датчик движения, дальность связи 100м в пределах прямой видимости и 50м в помещении. Имеет сдвоенный пироприемник, оснащен широкоформатной линзой Френеля, максимально увеличивающей зону контроля, функцию температурной компенсации. Чувствительность изменяется через регулировочные резисторы.

Беспроводной датчик задымления – с оптикоэлектронной системой детекции. имеет автономную интегрированную систему звукового оповещения.

Геркон – беспроводный, автономный магнитоконтактный, дальность срабатывания до 100 м.

Датчик разбития стекла – срабатывает только на специфический звук. Проводит не только анализ звукового спектра, но и анализ давления инфразвуковым излучением. Все данные обрабатываются встроенным микропроцессором.

Для обеспечения работы требуется подключение к электросети через адаптер. Передача сигнала тревоги до 100 м.

Датчик движения со звуковым сигналом своими руками

Если имеющиеся готовые решения не подходят по цене, техническим характеристикам или другим соображениям, то можно сделать аналогичную систему своими руками (возможно будет интересно — GSM сигнализация своими руками), замаскировав ее в помещении.

Для этого понадобится миниатюрный детектор движения. Можно взять бескорпусную модель ДД-01, отечественного производства, компании НТК Электроника.

Несмотря на свою миниатюрность, устройство обладает всеми необходимыми характеристиками:

• Угол обзора 140⁰
• Дальность детекции движения регулируется в диапазоне от 3 до 7 м.
• Длительность передачи сигнала оповещения от 5 до 200 сек.
• Рабочее напряжение постоянного тока от 3 до 20 V.

Учитывая, что устройство способно работать при температурах от -20⁰С возможна установка вне помещения.

Ревун имеет такие же параметры потребления тока, что позволяет присоединить оба устройства к аккумуляторной батарее с соответствующими характеристиками.

Благодаря элементарной схеме можно легко собрать устройство звуковой и световой сигнализации, которое будет подавать сигнал, определенный период времени, после чего переходить в дежурный режим.

При постоянной детекции движения срабатывание происходит многократно.

Главная проблема такой системы в ее активации. При подключении питания на систему она будет немедленно срабатывать, не слишком приятная перспектива. У заводских систем есть дистанционные пульты управления.

В принципе ничего не мешает установить в качестве выключателя дистанционное реле, благо их стоимость не превышает 7-10 дол.

Нетипичная функция СУКД — доступ к компьютеру и контроль рабочего времени — реализуется самыми примитивными аппаратными методами. Достаточно приобрести Proximity-считыватель с подключением через USB или коннектор RS-232.

Cистема видеонаблюдения квартиры носит, скорее, вспомогательный характер и должна быть глубоко интегрирована в общую СУКД дома как один из ее элементов. Подробнее о системе видеонаблюдения для квартиры читайте в этой статье.

Для примера можно взять модель ZB-1R  — это дистанционный одноканальный выключатель, который имеет три режима: фиксации, удержания или коммутации. Дальность действия составляет 100м. в пределах прямой видимости.

Возможен другой более дешевый вариант, вывести выключатель питания сирены вне дома и замаскировать его. Например, можно вывести в электрический щиток на площадке.

Использование системы в качестве информаторов

Датчики движения в сочетании со звуковым сопровождением могут использоваться не только для охраны имущества.

VS-390 – звуковой информатор с датчиком движения. Предназначен в основном для стационарного использования, подключается к электросети через адаптер 12v, выносной детектор движения срабатывает за 1,5 – 2 м от объекта и запускает голосовое сопровождение.

Общая длительность звукового файла 8.5 мин. Имеется регулировка звука максимальной мощностью 1 Вт.  Благодаря выносной антенне устройство можно установить в муляж товара. Информация о товаре будет выдаваться каждый раз, когда к товару подойдет покупатель.

Возможен вариант установки в офисе или кафе для информирования служащих и приветствия посетителей.

Настройка и запись звуковой информации происходит через специальный USB программатор с возможностью тиражирования настроек. Эта функция будет полезна рекламным агентам во время презентаций и промо акций нового товара.

МАСТЕРКИТ, MT1020 – более удобный вариант звукового информатора. Устройство автономно и работает от батарейки «крона» 9В. Дальность действия детектора движения 3м. Угол обнаружения составляет 30⁰. Имеет несколько режимов функционирования.

«Охрана» — определив движение, устройство издает резкий звук тревожного предупреждения.

«Информирование» — сигнал предупреждения  мелодичный и не такой громкий. Может использоваться вместо колокольчиков на двери магазинов для информирования о приходе посетителя на открытых летних террасах ресторанов и кафе.

«Голосовая записка» — воспроизводит предварительно надиктованную фразу продолжительностью 10 секунд.

Настройка этой модели информатора не требует дополнительных устройств. После нажатия кнопки включения устройство на 30 секунд переходит в состояние ожидания выбора режима. О чем свидетельствует красный индикатор.

Выбор режима производится кнопкой «MODE». Запись и тестовое воспроизведение голосового сообщения, соответственно кнопками «REC» и «PLAY».

Датчики касания и звуковые | 2 Схемы

Это заключительная, шестая часть обзора про различные цифровые датчики для Ардуино платформ. Ранее были выложены обзоры на механические, оптические, магнитные и температурные. Здесь будут рассмотрены датчики звука и касания, чаще всего использующиеся в составе сигнализаций.

Модуль датчика касания KY-036

Модуль, по сути, представляет собой сенсорную кнопку. Как понимает автор, принцип действия устройства основан на том, что, прикасаясь к контакту датчика человек, становится антенной для приема наводок на частоте бытовой сети переменного тока [1-2]. Эти сигналы поступают на компаратор LM393YD

Габариты модуля 42 х 15 х 13 мм, масса 2,8 г., в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Индикация питания осуществляется светодиодом L1.

При срабатывании датчика загорается (мигает) светодиод L2. Потребляемый ток 3,9 мА в ждущем режиме и 4,9 мА при срабатывании.

Не совсем ясно, какой порог чувствительности датчика должен регулироваться переменным резистором. Данные модули с компаратором LM393YD являются стандартными и к ним припаивают различные датчики, получая, таким образом, модули различного назначения. Выводы питания «G» — общий провод, «+» – питание +5В. На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, при срабатывании датчика на выходе появляется импульсы с частотой 50 Гц. На контакте «A0» присутствует инвертированный относительно «D0» сигнал [2]. В целом модуль срабатывает дискретно, как кнопка, в чем можно убедиться с помощью программы LED_with_button [3].

Датчик касания позволяет использовать в качестве кнопки управления любую металлическую поверхность, отсутствие движущихся частей должно положительно сказаться на долговечности и надежности.

Модуль датчика звука KY-037

Модуль должен срабатывать от звуков, громкость которых превышает заданный предел. Чувствительным элементом модуля является микрофон, работающий вместе с компаратором на микросхеме LM393YD [4-5].

Габариты модуля 42 х 15 х 13 мм, масса 3,4 г., аналогично предыдущему случаю в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Индикация питания осуществляется светодиодом L1. Выводы питания «G» — общий провод, «+»– питание +5В.

Потребляемый ток 4,1 мА в ждущем режиме и 5 мА при срабатывании.

На выводе «A0» напряжение изменяется в соответствии уровнем громкости сигналов, принимаемых микрофоном, с повышением громкости показания уменьшаются, в этом можно убедиться с помощью программы AnalogInput2.

На цифровом входе «D0» присутствует низкий логический уровень, при превышении заданного порога низкий уровень меняется на высокий. Порог срабатывания можно регулировать переменным резистором. При этом загорается светодиод L2. При резком громком звуке наблюдается задержка в 1-2 с при обратном переключении.

В целом полезный датчик для организации системы умного дома или сигнализации.

Модуль датчика звука KY-038

С первого взгляда модуль кажется аналогичным предыдущему. Чувствительным элементом модуля является микрофон, следует отметить, что по данному модулю в сети не так уж много информации [6-7].

Габариты модуля 40 х 15 х 13 мм, масса 2,8 г., аналогично предыдущему случаю в плате модуля имеется крепежное отверстие диаметром 3 мм. Индикация питания осуществляется светодиодом L1. Выводы питания «G» — общий провод, «+»– питание +5В.

При срабатывании геркона загорается светодиод L2. Потребляемый ток 4,2 мА в ждущем режиме и до 6 мА при срабатывании.

На выводе «A0» при повышении уровня громкости происходит увеличение показаний (использована программа AnalogInput2).

На контакте «D0» присутствует низкий логический уровень, при срабатывании датчика он меняется на высокий. Порог срабатывания настраивается подстроечным резистором (использована программа LED_with_button).

Этот датчик действительно практически не отличается от предыдущего, но взаимозаменяемость их возможна не всегда, т.к. при изменении уровня громкости характер изменения уровня напряжение на аналоговом выходе различается.

Выводы

На этом автор заканчивает обзор большого набора из различных датчиков для аппаратной платформы Arduino. В целом данный набор произвел на автора смешанное впечатление. В набор входят как достаточно сложные датчики, так и совсем простые конструкции. И если в случае наличия на плате модуля токоограничительных резисторов, светодиодных индикаторов и т.п. автор готов признать полезность подобных модулей, то небольшая часть модулей представляет собой одиночный радиоэлемент на плате. Зачем нужны такие модули, остается непонятным (видимо крепление на стандартных платах служит целям унификации). В целом набор является неплохим способом познакомиться с большинством широко распространенных датчиков, применяемых в Arduino проектах.

Полезные ссылки

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

Все файлы и даташиты в архиве (скачать). Автор обзора: Denev.

Датчики звукового давления от официального производителя SPL-lab

Более 10 лет назад компания SPL-LAB разработала и запустила в продажу первое в России устройство для измерения звукового давления. С тех пор разработка и совершенствование измерительного оборудования продолжается. С каждым годом спрос на подобные приборы только увеличивается. Применение твердотельного сенсора в устройствах дает возможность достичь высокой точности и стабильности в работе. Как само оборудование так и программное обеспечение к нему просты в использовании.

Назначение — прибор для замера звукового давления используется для:

• выявления отклонений от нормы показателей шума, в том числе промышленного оборудования на низких частотах;
• проведения замеров давления звука на низких частотах;
• настройки акустических систем низкой частоты в домашних кинотеатрах, автомобилях, концертных залах и звуковых студиях
• подготовки и проведения соревнований по автозвуку;
• спектрального анализа звукового сигнала низкой частоты и получения его амплитудно-частотной характеристики.

Представленная на рынке серия Bass Meter используется для замеров частоты до 120 Гц и амплитудой от 100 до 190 дБ. Одни устройства (Mini Bass Meter) работают автономно, другие же (Wireless Bass Meter Second Edition, USB Bass Meter) могут быть подсоединены к компьютеру, смартфону или планшету. Встроенный прецизионный АЦП позволяет производить высокоточные измерения.

Измеритель звукового давления Next-Lab SPL Sensor может быть подключен к блоками Next LCD, Next USB, LCD Bass Meter SE и USB Bass Meter SE через специальный порт Lab-Bus.

Любой созданный Spl-Lab прибор, измеряющий звуковое давление имеет широкую сферу применения и рассчитан на использование как любителями в автоспорте так и профессионалами.

Почему «СПЛ-ЛАБ»?

Покупая продукцию в нашей компании, вы получаете годовое гарантийное обслуживание, включающее бесплатный ремонт. Весь товар застрахован. Сумма покупки будет возмещена в полном объеме, если купленное устройство будет повреждено либо утеряно по пути к вам. Мы гарантируем высокое качество оборудования, доступные цены и быструю доставку. Работаем как с частными лицами, так и с юридическими.

Большая дилерская сеть по всей России, Европе, Азии и Соединенных штатах Америки позволит вам без затруднения купить необходимый прибор для измерения звукового давления. Заказывайте, пользуйтесь и получайте выгоду от нашей продукции!