Выключатель акустический: Акустические выключатели. Устройство и работа. Применение

Содержание

Акустические выключатели. Устройство и работа. Применение

Акустические выключатели представляют устройства, которые способны дистанционно замыкать электрическую цепь от резкого или громкого звука, к примеру, хлопка в ладоши. При помощи них можно включать свет, телевизор, музыкальный центр или любое иное электрическое устройство. Это очень удобно, ведь не нужно совершать лишних движений кроме хлопка ладонями или громкого голоса. Тем не менее, наибольшее распространение получили именно световые выключатели, которые дистанционно включают и выключают свет. Благодаря таким изделиям нет необходимости в темноте искать электрическую фурнитуру, чтобы в помещении стало светло.

Виды

Акустические выключатели
 могут иметь разновидности:
  • Устройства, которые реагируют на хлопки и их количество. Они могут срабатывать только на один или два хлопка в зависимости от того, как они запрограммированы.
  • Реагирующие на голос или определенную команду. Это могут быть стандартные фразы в виде слов: «свет зажгись», «включить» и так далее. Но могут быть и нестандартные варианты, когда владелец жилища устанавливает собственные варианты, которые нельзя предугадать. К примеру, кодовое слово в виде заклинания «авада кедавра» или иного волшебного упоминания. Это очень удобно, прагматично и даже весело. Однако подобные выключатели стоят существенно дороже обычных.
  • Комбинированные устройства, которые реагируют на несколько параметров. Это могут быть комбинации со звуковыми, световыми, а также датчиками перемещениями. К примеру, подобные выключатели часто устанавливаются в подъездах многоэтажных домов. Они запрограммированы так, что при дневном свете они просто не включаются. В ночное же время они включаются от звука.
  • Акустические приборы для слаботочных систем. Например, хлопком можно подключать видеокамеру либо передавать требуемую команду охране объекта.
Устройство

Самый простой выключатель включает в себя следующие основные элементы:
  • Электронный микрофон. Этот элемент улавливает звук определенного уровня.
  • Конденсатор, он устанавливается в цепь микрофона. Подбором емкости конденсатора регулируется чувствительность микрофона. Выключатель можно настроить на громкий голос или хлопок требуемого диапазона.
  • Усилитель на транзисторах. Данные элементы позволяют в несколько раз усилить звук, который поступает на микрофон. В результате выключатель может функционировать даже при незначительном хлопке. Мощный транзистор усиливает и генерирует электрические колебания.
  • Катушка реле, которая подсоединяется к коллектору транзистора и замкнута на сеть освещения. В результате транзистор управляет реле, которое замыкает или размыкает контакты.
Принцип действия
Акустические выключатели
 работают по следующему принципу:
  • Человек хлопает в ладоши или произносит фразу.
  • Звук улавливается микрофоном, который находится в устройстве выключателя.
  • Микрофон преображает звук в электрический сигнал в виде напряжения определенной частоты.
  • Напряжение усиливается схемой, после чего направляется на мощный транзистор, затем попадает на катушку реле.
  • По катушке идет ток, вследствие чего втягивается магнитный сердечник. В результате силовые контакты реле в электрической цепи замыкаются. Электрический ток поступает на осветительный прибор и появляется свет.

Некоторые акустические выключатели настроены так, что они работают постоянно. То есть человек хлопнул в ладоши, включив свет. Он выполнил свои дела и решил лечь спать. Все это время свет горел, в постели человек хлопает еще раз и свет выключается.

Но в ситуациях, когда необходимо экономить электричество, акустические приборы работают по иному принципу. Он выключает подачу электроэнергии через определенный промежуток времени. Временной отрезок определяется емкостью конденсатора, в котором постепенно теряется уровень напряжения. Это ведет к пропаданию тока в источнике света. При подборе параметров конденсатора можно установить требуемое время, через которое свет будет отключаться.

Применение

Акустические выключатели применяются повсеместно. Их часто монтируют в подъездах жилых домов, лифтах и на лестничных площадках. Благодаря таким устройствам удается экономить значительное количество электроэнергии. Выключатели позволяют модернизовать ранее применявшиеся светильники, они добавляют им экономическую составляющую. Подобные выключатели с успехом используются и в бытовых условиях, различных отраслях промышленности, охранных структурах и так далее.

В условиях нашей страны приборы управления освещением часто монтируются на достаточно высоком расстоянии от пола. Для взрослых это удобно, однако маленькие члены семьи испытывают значительные неудобства. Благодаря акустическим приборам маленькие дети могут простым хлопком включать свет в помещении.

Будут удобны подобные приборы и для инвалидов, к примеру, больных с переломом позвоночника, прикованных к постели, или колясочников. К тому же акустические устройства могут использоваться в качестве сигнальной системы, чтобы позвать на помощь. Так, небольшое усовершенствование прибора позволяет ему подавать и звуковой сигнал. Сегодня же акустические приборы становятся элементами систем управления под наименованием «умный дом».

Как выбрать

  • При выборе следует выяснить, с какой целью покупаются акустические выключатели, и где они будут применяться. Для домашнего использования нужны одни виды устройств, для подъезда, гаража или промышленного объекта совершенно другие. К примеру, в разных местах разный уровень внешнего шумового фона. Это значит, что для дома нужен прибор, настроенный на одну величину звука, а для шумного промышленного объекта – устройство с другой величиной. В противном случае акустический прибор будет постоянно срабатывать или не работать вовсе.
  • Существуют акустические выключатели, которые реагируют лишь на хлопки руками. Они выполнены так, что у них нет ложных срабатываний на различные посторонние звуки. Включить свет при установке подобного выключателя можно будет только хлопками в ладоши. К тому же в комнате можно установить до четырех указанных устройств, которые будут реагировать на различное количество хлопков. К примеру, телевизор будет отвечать лишь на два хлопка, вентилятор – на три и так далее. Единственное, хлопки будет нужно выполнять подряд.
  • Перед приобретением прибора стоит посмотреть, сколько на люстре стоит лампочек, как выполнено подключение. Если одна, либо несколько с параллельным подключением, то можно купить выключатель с одной клавишей. При наличии большого числа лампочек и нескольких каналов потребуется прибор с большим числом клавиш.
Нестандартное применение
  • С учетом последних достижений можно голосом или хлопком запустить робота-помощника, который будет выполнять Ваши указания.
  • В квартире по хлопку можно даже открывать и закрывать шторы на окне. Подобное решение позволит зачаровать гостей и окунуть их в мир волшебства. Для этого дополнительно потребуется приобрести жалюзи с приводом.
Похожие темы:

Акустический выключатель своими руками


Акустический выключатель очень полезная и нужная вещь в хозяйстве, тем более если вы хотите автоматизировать некоторые приборы или освещения в своём доме и добавить креативности в своё жилище! С помощью акустического включателя, можно выключать и включать освещение или использовать его для других приборов, например для электрического чайника или вентилятора.

Данная схема полностью рабочая, налаженная и стабильно работает. В интернете есть много схем подобных устройств, но при их сборке возникает масса проблем с работоспособностью и часть поднимаются длинные обсуждения в конце которых, проблема часто не решается. Ниже представлена сама схема.

Схема питается напряжением от 5 до 9 вольт, так что подобрать источник питания не представит труда. Можно использовать к примеру крону или другие батареи и аккумуляторы. Если вам нужно стационарное питание, то в сети есть множество схем блоков питания, подойдёт даже бестрансформаторный.

Печатная плата сделана под DIP компоненты, но не смотря на это, имеет достаточно компактные размеры и подобрать для неё корпус не составит труда. Скачать печатную плату можно по ссылке:

akusticheskiy_vyklyuchatel.zip [6.94 Kb] (скачиваний: 861)

Список деталей для сборки


Изготовление печатной платы

Объяснять подробно как изготовить печатную плату я не буду, так как это займет много времени. Файл печатной платы открывается с помощью программы sprint-layout 6.0:

sprint-layout-6.zip [1.51 Mb] (скачиваний: 736)

В схеме используется диод VD1, он нужен для защиты транзистора VT3 от ЭДС катушки реле. Если вы будете подключать в качестве нагрузки реле, то диод нужно поставить, если будет использоваться лёгкая нагрузка, то вместо него можно поставить перемычку.


После изготовления платы, во избежании окисления, пролудите порожки оловом. Откройте программу sprint-layout 6.0 и припаяйте все детали на ней, согласно расположению. Если всё сделано правильно, детали и номиналы не перепутаны, то устройство должно заработать сразу без каких либо проблем.

Вот так выглядит собранный акустический выключатель.


И ещё одно фото с подключённый батареей и светодиодом на нагрузке.

Хотелось бы сказать об одной проблеме которая может возникнуть. В схеме стоит резистор R8 на 1.5 кОм, если вы будете использовать в качестве нагрузки светодиод то его можно оставить, если планируете устанавливать реле, то замените резистор на 2 Ом.
Больше проблем возникнуть не должно ))

В итоге получился не дорогой но очень эффективный и полезный прибор, который обязательно найдет своё применение в хозяйстве! ))


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оптико-акустический выключатель, BYLECTRICA (макс./мин мощность 230/1 В•А)

Функции, выполняемые акустическими выключателями Bylectrica:
1. Автоматическое включение светильников при наличии акустических шумов, возникающих при естественном пребывании людей в помещении, при условии наличия уровня освещенности в помещении — приблизительно не более (20±4) лк.
2. Автоматическое отключение светильников через определенный интервал времени. Дополнительно для выключателя А1 -230-038:
3. Регулировка чувствительности выключателя к уровню освещенности в помещении.
4. Регулировка интервала выдержки времени.
Выключатель работает по следующему алгоритму
Датчик освещенности регистрирует недостаточную освещенность в помещении и переводит устройство в «режим акустического контроля». В «режиме акустического контроля» устройство улавливает резкие изменения звукового фона, такие, как: открытие входных дверей или дверей лифта, голос, звуки шагов и т.д.
При регистрации шума, устройство включает свет:

Оптико-акустические выключатели предназначенны для эксплуатации:
— в помещениях, коридорах и вестибюлях административных зданий;
— на промышленных производствах;
— в магазинах и торговых центрах;
— на объектах социальной инфраструктуры.
Также представлен акустический выключатель с датчиком уровня освещенности и регулировкой выдержки времени. Он срабатывает автоматически и включает/выключает свет без участия обслуживающего персонала.

Преимущества выключателей

Компактные установочные габариты – 53х53 мм.
Экономичность, соответствие самым строгим стандартам энергосбережения. Минимальная мощность устройств – от 1 Вт.
Надежность, высокая степень защиты (IP20).
Климатическое исполнение – УХЛ4. Звуковой выключатель может эксплуатироваться в холодном и умеренном климате.
Быстрый и простой монтаж, длительные межповерочные интервалы.

НоминальноеНапряжение 230 В
Максимальная мощность 230 В•А
Минимальная мощность 1 В•А
Интервал времени работы (1,5 – 5) мин ± 20%
Минимальный уровень освещенности 20 лк ± 20%
Вид климатического исполнения УХЛ4
Степень защиты IP20
Сечение присоединяемых к контактным зажимам проводников от 0,75 до 2,50 мм²
Установочные размеры (53±0,3х53±0,3) мм
Вес упаковки 4.7 кг
Габаритные размеры 60х60х30.5 мм
Количество в упаковке 84 шт.

Электронный научный архив ТПУ: Акустический выключатель освещения


Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive. tpu.ru/handle/11683/67306

Title: Акустический выключатель освещения
Authors: Хасанов, Максим Рифатович
metadata.dc.contributor.advisor: Сорокин, Павел Владимирович
Keywords: акустический выключатель; многофункциональный выключатель; выключатель освещения; умный дом; акустический выключатель света; acoustic switch; multifunction switch; light switch; smart house; acoustic light switch
Issue Date: 2021
Citation: Хасанов М. Р. Акустический выключатель освещения : бакалаврская работа / М. Р. Хасанов ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности (ИШНКБ), Отделение электронной инженерии (ОЭИ) ; науч. рук. П. В. Сорокин. — Томск, 2021.
Abstract: Объектом проектирования является разработка акустического выключателя освещения.
Цель работы — разработка акустического выключателя освещения (светодиодной ленты), проведение моделирования схемы и написание программы управления освещением. Разрабатываемого устройство «Акустические выключатели света» (звуковой выключатель света) используются для управления освещением с помощью звукового сигнала (громкого звука или хлопка). Данное устройство можно использовать не только для включения/выключения освещения, но и для любой бытовой техники, аппаратуры, и различных приборов. Устройство сможет дополнить систему умного дома, производить профилактику COVID-19 из-за использования бесконтактного управления устройствами, освещением в общественных местах, учебных корпусах и др.
The design object is the development of an acoustic lighting switch. The purpose of the work is to develop an acoustic lighting switch (LED tape), simulate the circuit and write a lighting control program. The «Acoustic Light Switches» device being developed (sound light switch) is used to control lighting using an audio signal (loud sound or cotton). This device can be used not only for switching on/off lighting, but also for any household appliances, equipment, and various devices. The device will be able to supplement the smart home system, prevent COVID-19 due to the use of contactless control of devices, lighting in public places, educational buildings, etc.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/67306
Appears in Collections:Выпускные квалификационные работы (ВКР)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

как подключить своими руками выключатель света, реагирующий на хлопок на транзисторах в корпусе или без? Монтаж звукового прибора на светильник

Современные акустические выключатели дистанционно управляют светом и электроприборами в доме. Они размыкают электрическую цепь от резкого и громкого звука, выполняют голосовые команды пользователей.

Акустические выключатели включают свет, оперативно управляют работой электроприборов на расстоянии с помощью звуковых команд.

Электроустановочные изделия используются самостоятельно или в качестве элемента системы «умный» дом.

Выключение света по хлопку: польза и преимущества

Высокотехнологичный аппарат замыкает и размыкает электрическую цепь при подаче звукового сигнала, например, хлопка в ладоши. Он способен дистанционно управлять не только светом в доме, но и другими электробытовыми приборами: вентилятором, увлажнителем, музыкальным центром, аппаратурой, подсветкой аквариума.

Это полезное устройство заменяет или дублирует традиционный выключатель/пульт ДУ, экономя время пользователей на совершение действий. Оборудовать акустическими выключателями можно все электропотребители, находящиеся в зоне акустической чувствительности аппарата.

В корпусе на транзисторах

Выключатель в корпусе на транзисторах размещается в пластиковой коробке со степенью защиты от пыли и влаги ≥ IP30.

Благодаря применению печатных плат с SMD-элементной базой,пьезоэлектрического датчика и твердотельного реле, размеры современного акустического выключателя в корпусе на транзисторах не превышают габаритов спичечного коробка.

Транзисторные устройства успешно локализуются в слаботочные сети (сигнализации, видеонаблюдения и т.п.).

Без корпуса

Применение изделия без корпуса оправдано в случае, если пользователь собирается встраивать изделие в корпус какого-то электроприбора. Например, предполагает закрепить печатную плату с компонентами и акустическим датчиком под кожухом кондиционера или в подставке вентилятора. Открытая сборка компактнее  и заметно дешевле, чем девайс в корпусе.

Выключатели и светильники «вилка-розетка»

Выключатель типа «вилка-розетка» представляет съемное электроустановочное изделие в пластмассовом корпусе с входной вилкой для включения в сеть. Изделие оснащается 1-3 выходными розетками для подключения торшеров, бра, сложной бытовой техники, аппаратуры, гаджетов и других энергопотребителей. Изделие является переходником на пути следования электрического тока от сети 220 В к нагрузке, оснащенным платой управлением звуком.

Обыкновенная пристыковка выключателя типа «вилка-розетка» позволяет подсоединить модуль с акустическим датчиком без электромонтажных и установочных работ.

Очень просто вставить в стационарные розетки комнаты 1–4 выключателя и настроить на разных потребителей (или группы потребителей для устройств с выходами типа «двойник» или «тройник»). Например, 1-й выключатель будет подключать↔ отключать сетевую розетку от 3 хлопков, 2-й сработает от 4, 3-й среагирует на 5 хлопков, 4-й будет управлять 6-ю хлопками в ладоши.

Встроенный в «вилку-розетку» акустический коммутатор срабатывает от хлопков в ладоши благодаря селективной фильтрации, выделяющей характерные звуки на фоне шумов.

Применение : актуальность

Хлопковый выключатель незаменим в загроможденных (с плохим естественным освещением) помещениях, в которых проблематично подобраться или отыскать электрофурнитуру на стене.

Особенно востребованы звуковые устройства при организации освещения/оснащения системами управления электрооборудования различных хранилищ, cкладов и подсобных помещений.

Акустические выключатели в жилых помещениях

Звуковыми устройствами оснащают подвалы зданий, тамбуры и кладовки частных домов/квартир. Дистанционный аппарат полезен в детской комнате: чтобы выключить свет детям больше не надо подставлять стул, обращаться за помощью к родителям. Незаменим хлопковый выключатель для людей с ограниченными возможностями: отпадет необходимость прибегать к услугам родственников.

Освещение межэтажного пространства

В подъезде (на лестничной площадке) дома оправдана установка акустического модуля с отключением света через настраиваемый период времени. Опция реализована интегрированием в схему дополнительного узла: цепочки с временной задержкой на микросхеме (таймера).

Устройство откликается на звуковой сигнал, производимый жильцами и посетителями дома: скрипаоткрывающейся двери, хлопка в ладоши, разговора и шагов. После срабатывания освещение межэтажного пространства включается, например, на 5 минут. Этого времени вполне достаточно, чтобы открыть или позвонить в дверь. В случае цейтнота дополнительный хлопок обновит выдержку времени.

Как действует акустический выключатель

Микрофон или акустический датчик преобразует звуковые колебания в электрический сигнал. После усилителя звуковой частоты ЗЧ сигнал детектируется, постоянное напряжение подается на базу транзисторного ключа, в нагрузку которого включена обмотка реле. После превышения порогового уровня на базе ключ срабатывает, и реле замыкает контакты питания 220 В электроприемника. При повторной звуковой команде схема автоматически отключается и прекращается протекание тока в светильнике или электроприборе.

Технические характеристики

Типовые технические характеристики акустического устройства с эксплуатацией в жилом объекте:

  • вес нетто (без упаковки) 30 – 60 г;
  • габаритные размеры 40*40*15 –86 *86 *26 мм;
  • напряжение бытовой сети 220 В;
  • максимальный ток нагрузки 5A;
  • мощность нагрузки200–1100Вт;
  • регулировка звуковой чувствительности 20 –150 дБ;
  • класс защиты корпуса IP30 – IP34;
  • относительная влажность от 20% до 60%;
  • температура эксплуатации от 0°С до +40°С;
  • срок гарантии изделий 12–24 месяца.

Составляющие детали

Стандартный акустический выключатель состоит из следующих деталей, запаянных на печатной плате:

  • транзисторов и диодов;
  • диодного моста и стабилитрона;
  • микросхем триггера и компаратора;
  • резисторов и конденсаторов;
  • микрофона и реле.

Плата помещается в крепкий пластиковый корпус защелками.

Отличия между хлопковым и звуковым (голосовым) выключателем

Голосовые управляющие устройства сложнее переключателей «хлопкового» типа. В них задействованы специальные активные фильтры на микросхемах, выполняющие функции декодера команд. Они распознают  последовательность гласных звуков определенной частоты и длительности, игнорируя акустические помехи.

Схема подключения и установка своими руками

Схема электрических соединений хлопкового выключателя ничем не отличается от схемы подключения одноклавишного. Только последовательно (или вместо него) в разрыв цепи включается хлопковый выключатель.

Пошаговая инструкция

Сам акустический модуль приклеивается скотчем изнутри к люстре или корпусу электроприбора, соединения проще производить клеммниками типа Wago:

  • обесточить сеть, разорвать цепь питания, идущую к клавишному выключателю, снять изоляцию и зачистить с концов жилы;
  • пара проводов белого цвета от акустического модуля соединяются с фазой и нейтралью, идущих от щитка или распредкоробки;
  • два оставшихся черных провода аналогично соединяется с выводами светильника или бытового прибора.

Остается перевести клавишу обычного выключателя в положение «включено», система готова к работе.

Как работают диммерные акустические выключатели

Управление акустическим диммерным выключателем осуществляется хлопками или  голосовой командой.После срабатывания диммера  передний фронт синусоиды сигнала отсекается/восстанавливается. Это приводит к изменению напряжения в нагрузке.Соответственно, происходит изменение яркости свечения ламп в светильнике.

Популярные производители

Пользуется популярностью продукция предприятий “Разработка ПРО” и “МастерКит” (Россия). Производит с высоким качеством изделия в сегменте электроакустических устройств компания «Ноотехника» (Беларусь).

Советы

При выборе дистанционного выключателя с акустическим датчиком следует обращать внимание на конструктивные особенности устройства. Наличие встроенного блока питания избавит от дальнейших затрат по приобретению низковольтного источника постоянного тока или батареек.

Следует учитывать, что выключатели с диммером используются только с тем типом нагрузки, на которую они рассчитаны. Например, устройства на симисторах не «стыкуются» с энергосберегающими и светодиодными лампами.

Если в устройстве предусмотрено плавное возрастание напряжения, то с люминесцентными лампами такой акустический выключатель работать не будет.

Существующие акустические выключатели по возможностям функционала можно разделить на три основные группы:

  1. Самые простые шумовые только замыкают-размыкают сеть, реагируют на громкие звуки выше порогового значения и не обладают защитой от ложных срабатываний.
  2. Наиболее сложные хлопковые коммутируют цепь, управляют диммером и таймером, избирательно выделяют звуки определенной частоты и длительности, отфильтровывая акустические помехи.
  3. Самые «навороченные» голосовые выполняют все возможные действия, производят спектральный анализ звуков, распознавая с помощью встроенного интеллектуального блока команды и распоряжения, подаваемые голосом.

Стоимость акустических моделей на сегодняшний день вполне приемлема для большинства владельцев домов и  квартир.

Полезное видео

Акустический выключатель для светодиодной лампы (К561ЛЕ5, КП707В2)

Принципиальная схема акустического реле, которое реагирует если подуть воздухом на микрофон, подойдет для включения электронной свечи. Сейчас в магазинах продается множество различных светодиодных ламп, самых разных форм и конструкций. Вот, одна попалась мне в виде огня свечи.

Но, как бы она не была похожа на свечку, включать и выключать её нужно выключателем. А если сделать такое бесполезное, но интересное устройство, чтобы эту лампу можно было включать спичкой или зажигалкой, а выключать дуновением… вот гости удивятся.

Схема акустического реле

Схема «свечкового выключателя» показана на рисунке. В основе лежит RS-триггер на элементах D1.1 и D1.2. Чтобы лампу Н1 включить необходимо данный триггер установить в единичное положение.

Ну, а чтобы выключить, само собой, установить в нулевое состояние.

С выводом 6 D1.2 связан термозависимый делитель напряжения, состоящий из подстроечного резистора R5 и полупроводникового терморезистора R4 с отрицательным ТКС.

Делитель настраивают резистором R5 так, чтобы в холодном состоянии (при комнатной температуре) напряжение на выводе 6 D1.2 было таким, чтобы ниже порога логической единице, то есть, чтобы элемент D1.2 реагировал на него как на логический ноль.

Если нагревать R4, например, поднеся горящую спичку, паяльник, зажигалку, сигарету, сопротивление R4 станет уменьшаться и напряжение на выводе 6 D1.2 станет расти. Как только оно перевалит за порог логической единицы триггер переключится и транзистор VТ2 включит лампу Н1. После зажигания Н1 источник тепла нужно убрать от терморезистора, и он начнет остывать, а напряжение на выводе 6 D1.2 вернется к логическому нулю.

Рис. 1. Принципиальная схема акустического выключателя для светодиодной свечи.

Чтобы выключить лампу Н1 нужно на вывод 1 D1.1 подать единицу или импульс. Здесь датчиком «задувания» является электретный микрофон М1. Если на него подуть, на его выходе появляется переменное напряжение, которое усиливается каскадом на VТ1 и поступает на вывод 1 D1.1.

Режим работы каскада устанавливается подстроечным резистором R2 так чтобы напряжение на его коллекторе было в области логического нуля (2-ЗV), но при обдувании микрофона переменное напряжение на коллекторе переходило в зону логической единицы.

И так, при обдувании микрофона триггер D1.1-D1.2 переключается в нулевое состояние, и лампа Н1 гаснет. Вот и все «колдовство». Теперь подробнее о схеме. Питается схема от электросети через выпрямитель на диодах VD4-VD7 и параметрический стабилизатор R6-VD3. Лампа питается постоянным пульсирующим током. Здесь используется светодиодная лампа, схема которой состоит из светодиодов и источника питания, на входе которого есть мостовой выпрямитель.

Практически, два выпрямителя друг за другом, но на результат это никак не влияет, — схема лампы питается тем же самым постоянным напряжением, что и при непосредственном включении в сеть.

Выходным ключом служит полевой транзистор VТ2. Это отечественный аналог транзистора IRF840. Можно так же вместо него поставить и BUZ90. Недостаток таких транзисторов в большой емкости затвора,что создает импульс тока при изменении логического уровня на затворе, а в результате перегрузка логической микросхемы, сбои в работе триггера. Диоды VD1 и VD2 совместно с резистором R7 устраняют этот недостаток.

Детали

Электретный микрофон неизвестной марки, подойдет любой. Резистором R1 (рис.1) можно регулировать его чувствительность. Терморезистор КМТ-4 номинальным сопротивлением 100 кОм.

Можно использовать любой полупроводниковый терморезистор с отрицательным ТКС (при нагреве сопротивление снижается), номинальным сопротивлением не ниже 10 кОм. Максимальное сопротивление R5 должно быть такое же, или близко номинальному сопротивлению терморезистора. Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5 или зарубежную 4001.

Конструктивно светильник — игрушка собран в корпусе от ночника «Грибок», с которого снят абажур. Схема расположена в подставке. Терморезистор выведен поближе к лампе. Также и микрофон.

Однако, нужно терморезистор расположить так, чтобы на не нагревался от лампы. Впрочем, светодиодная лампа почти не греется. А вот, лампу накаливания использовать не желательно.

Если терморезистор нагреется от лампы схема «зависнет».

Налаживание

Подстройкой R2 устанавливают напряжение на коллекторе VТ1 около 2V. Подстройкой R5 устанавливают порог включения лампы. Затем, после того как терморезистор остынет, нужно подуть на микрофон, как при задувании свечи. Если лампа не погаснет нужно немного увеличить постоянное напряжение на коллекторе VТ1 подстройкой R2.

Лыжин Р. РК-08-16.

Акустический выключатель | AUDIO-CXEM.RU

О пользе акустического выключателя можно говорить долго. Он может найти широкое применение в хозяйстве или, например, в вашей мастерской, управляя освещением с помощью звука. Схема, представленная в этой статье, мне очень нравится своей чувствительностью и отлаженной работой.

Акустический выключатель питается напряжением постоянного тока в диапазоне 7?30В. Мощность коммутируемой нагрузки будет зависеть от номинального тока контактной группы реле. При использовании реле с маркировкой, указанной на схеме, мощность коммутируемой выключателем нагрузки может составить до 2000Вт. Потребляемый ток самого устройства невысокий, менее 65мА.

Схема акустического выключателя

Компоненты схемы

Все номиналы компонентов изображены на схеме. Мощность используемых резисторов 0,25Вт. Стабилизатор U1 напряжением 5В в корпусе типа TO-220. Его маркировка может быть разной LM7805, L7805, КР142ЕН5А и так далее. Напряжение электролитического конденсатора C2 должно быть не менее 35В, остальные конденсаторы могут быть напряжением 16В. Для данного акустического выключателя микрофон необходимо применить электретного типа. Реле имеет обмотку рассчитанную на напряжение 5В.

Если на микрофоне отсутствует маркировка плюса, то его можно определить с помощью мультиметра, в режиме проверки сопротивления. Минусовой контакт соединен с корпусом микрофона.

Если имеется стабилизированный источник +5В, тогда стабилизатор U1 и конденсатор C2 можно не устанавливать. Для этого на печатной плате акустического выключателя, приложенной к статье, есть контакт «+5В», на него подается стабилизированное питающее напряжение +5В.

Схема включает в себя усилитель низкой частоты на основе транзистора VT1, таймер U2 на микросхеме NE555, который формирует импульс для управления триггером U3 на базе сдвоенного D-триггера CD4013. Триггер может хранить определенное состояние на выходе (высокий или низкий уровень) неопределенно долгое время. Обмоткой реле управляет транзистор VT2.

Сразу после подачи питания на акустический выключатель, на прямом выходе (вывод 1) CD4013 присутствует высокий уровень (так заложено схемой) и транзистор VT2 открыт, по обмотке реле протекает ток, нормально замкнутые контакты разомкнуты.

Сигнал с микрофона поступает на усилитель VT1, далее через конденсатор C6 поступает на вход таймера U2 (2 вывод), причем сигнал будет уже смещен на +2,5 Вольта делителем напряжения R5R6.

Как только амплитуда сигнала достигнет значения, при котором напряжение на входе таймера станет ниже 1/3 напряжения питания, то на выходе таймера будет сформирован один прямоугольный импульс, который поступит на вход синхронизации C D-триггера и состояние прямого выхода поменяется с единицы на ноль, так как на информационном входе D присутствует низкий уровень, который поступает с инверсного выхода (вывод 2). После чего транзистор VT2 закроется, и коллекторный ток перестанет протекать, реле отключится, перебросив контакты.

Пояснение. Высокий уровень на входе синхронизации C микросхемы U3 дает разрешение на перевод триггера в то состояние, которое ожидается на информационном входе D или на инверсном выходе (они соединены между собой). Если на них низкий уровень (ноль), то при подаче прямоугольного импульса на синхронизацию C, на прямом выходе появится ноль, а на инверсном соответственно единица. Но пока на синхронизации установлен низкий уровень, триггер не поменяет свое состояние даже при смене уровня на информационном входе D.

При повторном импульсе таймера прямой выход триггера переведется снова в единицу, так как на инверсном выходе и соответственно на информационном входе ожидает единица, и транзистор VT2 откроется вновь, пропустив ток по обмотке реле. Так все по кругу и происходит.

Поворотом ротора подстроечного резистора R4 можно настроить необходимую чувствительность акустического выключателя.

Печатная плата акустического выключателя

При коммутации большой нагрузки (более 500Вт) дорожки печатной платы, идущие от контактной группы реле необходимо выполнять как можно шире и обязательно залудить припоем. Это необходимо сделать для того, чтобы увеличить площадь поперечного сечения проводников и как следствие уменьшить нагрев печатной платы акустического выключателя.

Печатная плата акустического выключателя СКАЧАТЬ

Акустический выключатель Gladiator | Hawk Measurement Systems

Акустический выключатель «Гладиатор» | Системы измерения Hawk

Ваш браузер устарел.

В настоящее время вы используете Internet Explorer 7/8/9, который не поддерживается нашим сайтом. Для максимального удобства используйте один из последних браузеров.

  • Хром
  • Firefox
  • Internet Explorer Edge
  • Safari
Закрыть

Акустический выключатель гладиатора

Акустический выключатель гладиатора может использоваться для блокировки обнаружение, обнаружение барьера, обнаружение машины / защита и измерение точечного уровня, и обнаружение объектов или материал между двумя точками.

Отрасли промышленности

  • Обнаружение заблокированного желоба во влажной или сухой среде
  • Обнаружение засорения желоба мокрым экраном
  • Замена переключателя Nucleonic / наклона
  • Аварийный сигнал высокого уровня / Аварийный сигнал низкого уровня
  • Обнаружение грузовика / машины (бункеры ROM, разгрузочные карманы первичной дробилки)

Принцип работы

Акустический переключатель Gladiator использует технологию акустических волн в новой форме отправителя / приемника для обнаружения заблокированных желобов и предотвращения столкновений для тяжелой техники.Усилитель Gladiator питает два преобразователя AW, которые используют специальное программное обеспечение, разработанное HAWK, где оба устройства генерируют импульсы и принимают акустическое эхо друг друга. Когда путь между преобразователями заблокирован, блоки немедленно обнаруживают изменение наличия / отсутствия обратного сигнала и запускают реле связи для индикации или управления. Преобразователи работают как вместе, так и независимо, обнаруживая импульсные помехи, что вдвое повышает безопасность приложения. Преобразователи акустических волн HAWK являются самоочищающимися.Акустический переключатель разработан для непрерывной работы в пыльных и влажных средах, где другие технологии не работают. Сила каждого импульса (волны давления) сдувает воду, влагу и наросты с поверхности диафрагмы.

Сертификаты

ATEX Grp II Cat 3 GD T85 ° C, IP67 Tокр. От -40 ° C до 70 ° C

  • Нет контакта с продуктом
  • Самоочищающиеся преобразователи
  • Доступна титановая версия для тяжелых условий эксплуатации
  • Разработан для пыльных и влажных сред
  • Настройка ЖК-дисплея / диагностика удаленного усилителя
  • Простой
  • 1-минутная настройка

Диапазон измерения: 10 см (4 дюйма) — 300 м (984 фута)

Связь: GosHawk, Modbus, Modbus через Ethernet TCP / IP, 4-20 мА

Максимальное рабочее давление: 10 бар (145 фунтов на кв. Дюйм)

Монтаж: 1 «BSP, 1» NTP

× Выберите конфигурацию вашего продукта Сбросить Усилитель Gladiator — совместим со всеми продуктами Gladiator с дистанционным управлением, датчик ModbusAcoustic Wave Remote (2 требуется на систему) Стандартный поликарбонатный корпус для электроники 12-30 В постоянного тока 36-60 В постоянного тока 12-30 В постоянного тока и переключатель 90-260 В переменного тока.2 реле (один переключатель уровня, один отказоустойчивый / очиститель / обслуживающий) Ethernet TCP / IP с 2 реле и улучшенным протоколом Modbus ATEX Grp II Cat 3 GD T85 ° C IP67 Tamb от -40 ° C до 75 ° CНет Не требуется ATEX Grp II Cat 3 GD T85 ° C IP67 Tокр. От -40 ° C до 75 ° CCSA Класс оборудования 2, степень загрязнения 220 кГц для живой демонстрации / меньшие лотки / сухой продукт 15 кГц для лотков (> 400 мм) с требованиями к самоочистке в тяжелых условиях Тефлон 80 ° C (176 ° F) (приложения с ОТСУТСТВИЕ потенциального износа датчика) Титан 80 ° C (176 ° F) Возможный износ поверхности датчика Только 15 кГц Полипропилен Недоступно (стандартное фланцевое крепление FA4A-4) Недоступно (стандартное фланцевое крепление FA4A-4) IP68 Герметичный блок с кабелем 15 м (стандартный) 30 м кабель 6 м кабельGAWSLV-3-X Рукав Акустический переключатель Rev C Акустический переключатель — требуется GSA с опцией связи ‘M’ Сохранить и закрыть Технология акустического переключателя

— повышенные возможности для HMI

Пол Кнупке — Epec Engineered Technologies

По мере того, как устройства во всех отраслях становятся более портативными и требуют функциональности в различных суровых условиях, интеграция технологии акустических переключателей в любую конструкцию человеко-машинного интерфейса (HMI) повышает удобство использования и увеличивает надежность продукта.

Акустические переключатели преодолевают ограничения традиционных переключателей, поскольку они основаны на поглощении акустической ультразвуковой энергии пальцем оператора-человека как средства определения намерения задействовать переключатель. Одна важная особенность заключается в том, что палец не перемещает никакую часть переключателя, чтобы заставить переключатель работать. Следовательно, у переключателя нет движущихся частей, а это означает, что переключатель является твердотельным переключателем с ручным управлением.

Технология очень похожа на современные технологии сенсорных экранов по принципу действия, однако при интеграции с ЖК-дисплеями, графикой или даже традиционными сенсорными экранами она делает весь HMI гораздо более надежным.





Особые преимущества технологии акустической коммутации

  • Чрезвычайно прочная конструкция:
    Акустические переключатели изготавливаются из цельной металлической пластины толщиной 1/8 дюйма или более.
  • Антивандальная защита: Пользователь не видит уязвимых частей.Цельнометаллическую пластину нельзя проткнуть отверткой или помять молотком.
  • Невосприимчивость к внешним воздействиям на открытом воздухе:
    Коммутатор надежно работает в условиях ледяного дождя, тропической жары, пыльных бурь и в диапазоне температур от -40 ° C до + 80 ° C.
  • Подводный режим:
    Управляется путем поглощения энергии пальцем. Не работает под давлением и нечувствителен к воде, то есть к давлению воды, и не активирует акустические переключатели.
  • Водонепроницаемость:
    Естественная водонепроницаемость до края твердой металлической пластины, где можно использовать обычные уплотнения для герметизации корпуса. Это идеально подходит для корпусов Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) и корпусов IP65.
  • Взрывозащищенный:
    Отсутствие замыкающих или размыкающих электрических контактных поверхностей, которые могут вызвать дугу.
  • Самодиагностика и обнаружение сбоев:
    Постоянно обнаруживая нетронутые колебания при понижении сигнала вызова, обеспечивается обнаружение сбоев и уведомление до нажатия акустического переключателя.
  • Устойчивость к агрессивным чистящим средствам и растворителям:
    Твердая металлическая поверхность оператора безопасна для очистки под давлением и растворителей, которые обычно разъедают пластмассовые поверхности переключателей.
  • Самозащищающийся:
    Конструкция из цельной металлической пластины служит защитой от естественных электромагнитных помех (EMI), радиочастотных помех (RFI) и электростатических разрядов (ESD).

Интегрированные технологии

Акустические переключатели

могут быть интегрированы с другими технологиями для создания рентабельного и явно эффективного взаимодействия с пользователем. Ниже приведены некоторые типичные примеры различных технологий, которые можно комбинировать с акустической коммутацией для создания эффективных человеко-машинных интерфейсов.


  • Резиновые клавиатуры / мембранные переключатели:
    Для многих приложений требуется долговечность акустического переключателя, но пользователю по-прежнему требуется тактильное ощущение для работы с устройством. Благодаря встроенной резиновой клавиатуре мембранного переключателя пользователь чувствует, что переключатель приводится в действие, даже если нет необходимости запускать переключатель.Этот метод часто используется в аэрокосмической сфере.

  • ЖК-дисплеи:
    Используя дисплеи в HMI, мы можем создать пользовательский интерфейс с исключительной функциональностью, поскольку внешний край дисплея окружен прочной акустической коммутационной матрицей. Затем мы можем запрограммировать программное обеспечение и прошивку для создания пользовательского опыта при нажатии кнопок до тех пор, пока на дисплее не появится запрос на ввод данных пользователем.

  • Подсветка:
    С помощью светодиодов или лампы накаливания можно подсвечивать кнопки переключателя по-разному.Все устройство может иметь подсветку, или мы можем запрограммировать программное обеспечение, чтобы направлять пользователя через выборочное освещение с использованием световодных панелей.

  • Сенсорные экраны:
    Хотя эта технология очень похожа на сенсорные экраны, она имеет значительные преимущества, включая водонепроницаемость.

Сколько стоит этот эффект?

Самый большой вопрос, который мы получаем об этой технологии, — это ее стоимость из-за всех преимуществ, которые она предоставляет.Имея опыт разработки этой технологии, мы в состоянии снизить общую разницу в стоимости по сравнению с традиционной технологией коммутаторов в большинстве случаев на уровне всего 10-15%. Однако существует значительная разница в стоимости срока службы продукта, и клиенты часто сталкиваются с увеличением срока службы HMI на 100% даже в часто используемых приложениях.


Технический обзор акустических переключателей

Всегда полезно попытаться немного понять, как работает эта технология.Акустический переключатель имеет резонирующий элемент, также называемый резонаторной полостью. Это резонирует на определенной частоте, когда энергия применяется на короткий момент. Физика показала, что приложенная энергия может быть направлена ​​и изолирована в определенной области, даже если резонаторная полость является частью большего куска материала. Это позволяет разместить несколько резонирующих элементов в более крупном едином куске материала, чтобы сформировать физический массив переключателей. Практичные акустические переключатели изготавливаются из прочных листов алюминия или нержавеющей стали.Между внешней поверхностью (точкой касания оператора) и задней поверхностью создается резонансная полость. Энергия передается в резонаторную полость с помощью ультразвукового преобразователя, установленного на задней поверхности металлического листа. Ультразвуковой преобразователь имеет две цели. Сначала он должен генерировать всплеск акустической энергии, который передается в резонатор. Затем он должен определить величину колебаний во время спада энергии с течением времени.

Одним из ключевых элементов акустического переключателя является направление и изоляция энергии в определенной области.На рис. 1 показана задняя поверхность отрезка металлического листа с прикрепленным ультразвуковым преобразователем. Преобразователь окружает неглубокая круглая выемка. Внутренний диаметр этого углубления — это элемент, который перенаправляет энергию с поверхности металлической пластины на противоположную сторону металлической пластины. Акустические переключатели могут быть установлены очень близко друг к другу на одной металлической пластине с высоким уровнем изоляции сигналов, чтобы переключатели не мешали друг другу.


Рисунок 1: Датчик и депрессия захвата энергии

Преобразователь имеет две металлизированные поверхности. Одна поверхность прикреплена к металлической пластине, а другая поверхность является противоположной открытой параллельной плоскостью. Электрическое соединение выполняется с открытой плоскостью с помощью соединения с малой массой, такого как пружина. Интерфейсная электроника устанавливается сразу за ультразвуковыми преобразователями для обеспечения целостности сигнала преобразователя. Это соединение должно поглощать небольшую часть акустической энергии для лучшей акустической работы переключателя.

Ультразвуковой преобразователь обеспечивает всплеск энергии для запуска ультразвуковых колебаний в резонансной полости.Затем он работает как подслушивающее устройство для определения продолжительности сигнала прерывания. Акустический переключатель не знает, когда человек-оператор коснется переключателя. Акустический выключатель должен быть запитан, когда колебательный сигнал опускается на непрерывной и частой основе (всего 200 микросекунд. На рисунке 2 показан один из этих циклов включения и отключения сигнала). На ультразвуковой преобразователь подается импульс ультразвуковой энергия около 1,5 МГц, чтобы начать колебание.На графике есть небольшая задержка, показанная в виде промежутка в сигнале, когда преобразователь электронным образом переключается между приводным устройством и чувствительным устройством.После перехода преобразователь определяет пиковую амплитуду кольцевых колебаний в виде спадающей логарифмической кривой. Устанавливается произвольный пороговый уровень, отмеченный красной линией. Электронная схема считает, сколько раз амплитуда колебаний пересекает пороговый уровень, пока колебания не затухают и не перестанут пересекать пороговый уровень. Подсчет количества раз, когда колебания пересекают пороговый уровень, является показателем «нормального» времени затухания нетронутого переключателя.


Рисунок 2: Нетронутые сигналы датчика акустического переключателя

На рис. 3 показан тот же акустический выключатель при прикосновении пальцем человека к противоположной поверхности металлической пластины. Палец поглощает некоторую часть акустической энергии, так что количество понижающих колебаний, пересекающих пороговый уровень, меньше, чем у нетронутого акустического переключателя. Как только палец будет удален, кривая без кольца вернется к рисунку 2.Сравнение количества колебаний выше порогового уровня обеспечивает индикацию касания передней поверхности акустического переключателя.


Рисунок 3: Сигналы преобразователя с акустическим переключателем

Электроника акустического переключателя может имитировать любой стандартный интерфейсный протокол. Электроника может обнаруживать любое ухудшение характеристик по сравнению с нормальным, что может указывать на будущий потенциальный отказ, до того, как сбой будет обнаружен оператором как нефункционирующий переключатель.Эта диагностическая функция явно уникальна для акустических переключателей и используется в критических приложениях.

На твердую металлическую пластину передней поверхности (сторона пользователя) можно нанести гравировку за пределами отпечатка круглого углубления вокруг ультразвукового преобразователя на задней стороне. Лазерная маркировка будет производиться поверх или вокруг отпечатка круглой выемки вокруг преобразователя или пластикового или металлического покрытия рядом с круглой выемкой или вокруг нее. Поглощение энергии пальцем пользователя может быть затруднено другими материалами в области резонансной полости, такими как типичные пластиковые или металлические графические накладки.Компромиссом для некоторых декоративных ограничений являются значительно улучшенные экологические характеристики, прочность и надежность. Это также включает в себя возможности самодиагностики и сообщения об ошибках, которых нет в других технологиях коммутаторов.


Сводка

Если вам нужна технология акустических переключателей, мы будем работать с вами, независимо от отрасли, для создания индивидуальных переключателей, клавиатур и / или интегрированных узлов человеко-машинного интерфейса. Каждая конструкция разрабатывается специально для приложения, в котором другие доступные технологии переключателей не работают должным образом, или для приложений в суровых или опасных условиях.


Ищете прочный и надежный HMI?

Работая над бесчисленными военными, аэрокосмическими и медицинскими приложениями, наша команда инженеров может помочь вам разработать и изготовить различные типы человеко-машинных интерфейсов как для новых, так и для существующих программ.

Сделать запрос Запросить поддержку дизайна ×

Ebook Скачать

Вопросы проектирования человеко-машинного интерфейса (HMI)

Производственные советы для вашего проекта HMI

Загрузите вашу копию

Гранулированные акустические переключатели и логические элементы

Акустические переключатели

Экспериментальная частотная характеристика цепи с точки зрения спектральной плотности мощности (PSD) передаваемой силы показана на рис. 2а. Пики на кривых отклика соответствуют резонансам цепи. Измеренная частота среза составляет ~ 7,4 кГц, что согласуется с теоретическим предсказанием. Это обрезание обозначено вертикальной штриховой линией. Когда мы возбуждаем цепь одиночным гармоническим возбуждением с амплитудой a o = 0,03 мкм и частотой f o = 7660 Гц, мы наблюдаем, что эта выходная частота не распространяется, как показано красными кривыми на рис. Рис. 2б. Это соответствует выключенному состоянию.

Рисунок 2: Экспериментальные данные.

( a ) Кривая показывает нормированную частотную характеристику передачи цепи. Пунктирная серая линия соответствует теоретической частоте отсечки. ( b ) Конфигурация выключена: акустическая волна на f o (7660 Гц) не может распространяться. ( c ) По конфигурации: когда добавляется акустическая волна большой амплитуды с a c = 0,45 мкм и f c = 720 Гц, передаваемый сигнал значительно модулируется и волна на f o разрешено размножаться.

Затем мы возбуждаем цепочку дополнительным сигналом с частотой f c = 720 Гц и амплитудой a c = 0,45 мкм, того же порядка величины, что и начальная деформация (1,0 мкм; рис. 2в). Когда включен управляющий сигнал f c , передаваемый сигнал содержит гармоники f c , например, 2˙ f c и 3˙ f c при 1440 и 2160 Гц. Кроме того, передаваемый сигнал содержит частоты f o f c (6940 Гц), f o (7660 Гц) и f o + f c (8380 Гц).По сравнению с выключенным состоянием на рис. 2b, интенсивность f o , обнаруженная на конце кристалла, увеличивается на 40 дБ. Таким образом, используя сильную управляющую акустическую волну, мы включаем акустическую передачу на f o , ранее запрещенную шириной запрещенной зоны. Экспериментальные результаты согласуются с численным моделированием (см. Дополнительный рисунок 1 и дополнительное примечание 1).

PSD флуктуации скорости сфер n в цепочке нормирована на PSD первого шарика на частоте f o (показано на рис.3а). В выключенном состоянии PSD экспоненциально затухает от первого шарика до последнего, что характерно для затухающей волны. Однако из-за вибрации механических опор в экспериментальной установке акустические волны не изолированы полностью. Этот эффект представляет собой утечку в нашем устройстве и становится очевидным, если посмотреть на экспериментально определенную PSD (красные кружки на рис. 3a), которые отклоняются от смоделированных значений (красная линия) начиная с 12-го шарика и далее. Напротив, во включенном состоянии компонент f o прекращает распад приблизительно после того, как пятый шарик достигает устойчивого уровня, что согласуется с соответствующими численными расчетами системы.

Рисунок 3: PSD борта и передачи энергии.

( a ) PSD скоростей сфер, нормированных на скорость первого шарика на частоте f o в выключенном и включенном случаях. Черная пунктирная линия представляет минимальный уровень шума измерения. Сплошные кривые соответствуют численным, а точки / квадраты — экспериментальным результатам. ( b ) PSD составляющей 7660 Гц передаваемого сигнала, достигающей границы цепочек.Передаваемая амплитуда увеличивается с относительной динамической деформацией. Черная пунктирная линия обозначает минимальный уровень шума измерения. На вставке: соотношение между PSD управления и выходом на частоте f c = 720 Гц. ( c ) Выходная PSD как функция входной PSD на частоте f o = 7660 Гц при трех различных амплитудах возбуждения a c . ( d ) Изменение передачи акустической волны на частоте f o в зависимости от частоты управления f c .

Мы количественно оцениваем эффективность передачи в терминах PSD компонента f o на конечной границе. Мы определяем передаваемый сигнал как максимальную динамическую деформацию на границе (то есть между последним валиком и датчиком силы) относительно статической деформации ( δ м / δ 0 ) (рис. 3б). ). Эксперименты показывают, что отношение включения / выключения превышает 40 дБ, когда относительная динамическая деформация превышает 0,3. Если δ м / δ 0 меньше 0.1, амплитуда передаваемой составляющей f o из-за эффекта переключения становится меньше, чем акустическая утечка, и этот эффект переключения больше недостижим. Другими словами, эффект переключения увеличивается с относительной динамической деформацией, тем самым устанавливая нелинейный характер переключения. Зависимость между выходной PSD на частоте f o и управляющей PSD на частоте f c показана на вставке к рис.3b. Выходная PSD постепенно увеличивается с управляющей PSD, и экспериментальные результаты следуют этой тенденции численного моделирования, когда управляющая PSD больше -60 дБ. Наклон выходной мощности по отношению к управляющей PSD больше 1 (близок к 2, что означает, что выходная мощность пропорциональна квадрату управляющей мощности). Это доказывает чувствительную управляемость акустических волн при изменении управляющих сигналов в нашем устройстве.

Чтобы продемонстрировать управляемость системы, мы построим график зависимости между входной и выходной PSD на частоте f o при трех различных амплитудах возбуждения a c (рис.3в). Сплошные линии соответствуют числовому соотношению вход-выход, и мы находим, что наклон этих параллельных линий равен 1, что означает, что выход находится в линейной зависимости от входа. Результаты экспериментов также представлены на этом же рисунке и хорошо согласуются с результатами моделирования. Важно отметить, что линии можно смещать вверх, вводя более сильную контрольную волну, что означает, что соотношение вход-выход может быть активно настроено. Это феноменологически похоже на электрический транзистор, в котором напряжение база-коллектор может управлять соотношением между током коллектора и напряжением коллектор-эмиттер.

Когда a c увеличивается с 0,30 до 0,45 мкм, смещение строки не такое большое, как наблюдаемое, когда a c увеличивается с 0,15 до 0,30 мкм. Даже в случае большой контрольной амплитуды a c , устройство все равно испытывает значительные потери (~ 40 дБ) в мощности сигнала. Потери не могут быть значительно уменьшены путем дальнейшего увеличения амплитуды возбуждения a c , поскольку могут появиться зазоры (то есть δ n , n +1 + u n u n +1 <0) между бусинами из-за сильного возбуждения.Когда образуются промежутки, гармонические акустические волны искажаются, и линейная структура полосы нарушается, что приводит к поломке нашего устройства.

Исходя из основных принципов работы акустического переключателя, представленных на рис.1, должна существовать пороговая частота ( f T = f o f отсечка ) для данного f или . Когда f c выше f T , ожидается эффект переключения.Чтобы показать этот порог, мы исследуем зависимость пропускания при f o , рассматривая три разные частоты: f o (7800, 8000 и 8200 Гц) при одинаковой амплитуде a . o (0,06 мкм). Поскольку f c находится в пределах полосы пропускания, передача на частоте f o значительно изменяется с f c из-за резонансных мод 21 бусины.Мы нормализуем этот эффект, используя различную амплитуду возбуждения a c , соответствующую разной частоте f c , сохраняя при этом динамическую деформацию между последним валиком и границей на постоянном значении ( δ м = 0,31 мкм ). Численные результаты (сплошные кривые) и экспериментальные результаты (дискретные точки) передачи переключателя относительно f c показаны на рис. 3d. Серые вертикальные линии (400, 600 и 800 Гц) обозначают пороговые частоты f T для трех исследуемых выходных частот f o .Качественные тенденции экспериментов фиксируются численным моделированием.

На рис. 3d характеристика передачи смещается в сторону более высоких частот, когда f o увеличивается с 7 800 до 8 200 Гц в соответствии с нашими прогнозами. Вместо вертикального « обрыва » при f T (серые линии на рис. 3d) кривые передачи имеют относительно широкие наклоны около f T и значительно колеблются выше f T из-за резонансы цепи.Кроме того, из-за вклада высших гармоник передача может быть значительной, даже если f c ниже f T (например, взаимодействие f o 2˙f c и 2˙f c могут генерировать акустическую волну f o , как показано на рис. 1b). Это можно улучшить, увеличив количество частиц в цепочке или подавив влияние дополнительных гармоник за счет уменьшения динамической силы, приложенной к цепочке (см. Дополнительный рис.2 и дополнительное примечание 2 для численного моделирования).

Характер f T для переключателя качественно аналогичен электрическому транзистору, в котором существует пороговое напряжение V th : когда напряжение затвора истока V g выше, чем В, , -й, , проводящий канал начинает соединять исток и сток транзистора, позволяя протекать большому току. Однако, в отличие от электрического транзистора, который остается открытым, когда В g намного выше, чем В th , если управляющая частота f c увеличивается до f отсечки , оба управляющие и выходные акустические волны в точках f c и f o отключаются, и эффект переключения исчезает, и в этот момент функция переключения недоступна. Таким образом, теоретически акустический гранулированный переключатель работает только в том случае, если f c находится в диапазоне частот f T до f отсечка (то есть с точки зрения f o , он должен находиться в диапазоне частот f отсечки до f c + f отсечки ), и этот верхний предел частоты управляющей волны f c действует как пробой ‘ частота.Важно отметить, что, хотя этот тип механического механизма управления волной напоминает функциональность акустического транзистора, передаваемая выходная волна в нашей установке намного слабее, чем управляющая волна, а не наоборот, около 18 . Это означает, что гранулированный переключатель, представленный в этом исследовании, не способен усиливать сигналы, как электрический транзистор.

Акустические логические элементы

На основе нашего акустического переключателя мы затем продемонстрируем реализацию логических элементов ИЛИ () и И () с использованием сигналов двойного управления. Мы используем три функциональных генератора и одновременно генерируем синусоидальные возбуждения с тремя частотами. Выбраны два сильных управляющих возбуждения на f c1 = 720 Гц и f c2 = 880 Гц и одно слабое возбуждение на f o = 7660 Гц. Для пьезоактуатора амплитуды компонентов на этих трех частотах равны a c1 = a c2 = 0,40 мкм и a o = 0.03 мкм соответственно. Результаты экспериментов с логическими элементами И и ИЛИ представлены на рис. 4. Состояния сильного возбуждения (включено и выключено) соответствуют логическим входам (логические состояния 1 и 0). Из-за нелинейного взаимодействия между 720 и 880 Гц эти две частоты будут объединяться, чтобы произвести дополнительный сигнал на 1600 Гц (720 + 880 Гц), который создает логический выход И. Поскольку акустическая волна 7660 Гц находится вне полосы пропускания, когда A = 0 и B = 0 , акустическая волна 7660 Гц не может распространяться. Однако, если предусмотрен вход 720 или 880 Гц, включается сигнал 7660 Гц, создавая логическое ИЛИ . Помимо фундаментальных двухбитовых логических вычислений, можно реализовать многобитовые логические операции с единственной структурой, используя несколько частот управления или вводя фазовую информацию 13,28 . Например, добавляя противофазные сигналы на f c1 и f c2 , операция НЕ может быть включена из-за деструктивных помех, и, таким образом, также могут быть реализованы функции NOR и NAND.Если ввести третью управляющую частоту на f c3 ниже f T , операции A∩B∩C и (A∪B) ∩C могут быть реализованы на частотах f c1 + f c2 + f c3 и f o + f c3 соответственно. Тем не менее, в качестве ограничения настоящего подхода мы признаем, что он не обладает характеристикой каскадности, присущей классическим логическим устройствам 3 .

Рисунок 4: Акустические логические элементы.

Акустические логические элементы OR и AND реализуются с использованием двух различных частот управления. Кривые PSD сдвинуты по вертикали на 100 дБ для облегчения визуализации.

Прочный акустический выключатель света во многих модульных конструкциях

О продуктах и ​​поставщиках:
 Управляйте разнообразными электронными приборами с высоким качеством.  акустический выключатель света  от Alibaba.com. Эти. Акустический выключатель света   может управлять освещением, вентиляторами, кондиционерами, обогревателями и т. Д.Они бывают как небольших размеров, подходящих для дома, так и больших размеров, подходящих для более коммерческого использования. Акустический выключатель света   не только функциональный, но и становится неотъемлемой и заметной частью декора любого помещения. Таким образом, хорошо продуманные предметы становятся необходимостью.  

. Акустический выключатель на Alibaba.com от надежных брендов, и их долговечность гарантирована. Эти. Акустический выключатель света может поддерживать приборы разной мощности и мощности, а некоторые из них имеют встроенные стабилизаторы колебаний.. Акустический выключатель света бывает разных цветов и форм. Они могут добавить забавный и причудливый штрих элегантности любому помещению, в котором они установлены. Они также поставляются в виде наборов или плат, которые могут подключать несколько устройств.

Предлагаемые акустические выключатели

имеют все соответствующие сертификаты, включая сертификацию OEM, и поэтому являются безопасным и надежным выбором. Многие. Акустический выключатель света содержит контроллеры в дополнение к функции включения и выключения, которая может управлять яркостью или скоростью, в зависимости от подключенных элементов.. Акустический выключатель света изготовлен из многих материалов, таких как пластик, металл и хромирование. Эти продукты устойчивы к царапинам, ударам и пыли, чтобы обеспечить пользователям максимально удобную работу.

Зайдите на Alibaba.com и просмотрите информацию о заманчивых товарах. акустический выключатель света . Они идеально подходят для. акустический выключатель света поставщиков, которым требуется широкий ассортимент продукции по привлекательным ценам. Приобретайте эти качественные продукты и удовлетворяйте свои потребности по ценам, вполне укладывающимся в ваш бюджет.

Эластичные пружины включают и выключают звук | Research

Американские исследователи разработали настраиваемый пружинный материал, который можно растягивать и сжимать для включения и выключения передачи звука. Акустический метаматериал — структуры, которые могут контролировать распространение звука — может быть полезен для зданий и транспорта, где желательно временное блокирование звука, или для настраиваемого звукового изображения.

Акустические метаматериалы создавались и раньше, но они в основном работают в фиксированных частотных диапазонах и часто не могут быть настроены после изготовления. Те, которые можно настроить, основаны на структурной нестабильности, которая связана с большой и иногда необратимой деформацией.

Теперь команда из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института (MIT) показала, как упругие спирали могут предложить новый класс переключаемых акустических метаматериалов. «Скорее всего, это первый акустический метаматериал, который может включать и выключать звук в слышимом диапазоне частот с помощью чистого механического сжатия», — говорит Николас Фанг, соавтор исследования в Массачусетском технологическом институте.

Идея материала довольно проста. Было известно, что массив трубок со сплошными стенками может блокировать звук, рассеивая и создавая помехи для звуковых волн. Имея это в виду, команда пришла к выводу, что твердые трубки, свернутые в спирали — очень похожие на серию сжатых пружин — позволят трубкам растягиваться, а затем сжиматься, чтобы включать и выключать звук.

Чтобы проверить свою идею, команда сделала ряд из 36 упругих спиралей, зажатых между двумя листами покрытого пеной акрила, как пресс. Открывая и закрывая этот пресс, пружины могут быть ослаблены или сжаты. Затем звуки воспроизводились через громкоговорители, чтобы проверить его свойства гашения шума.

В полностью открытом состоянии слышимый людям звук в диапазоне частот 2,75–7,40 кГц проходит через материал без каких-либо изменений. Но при полном сжатии команда измерила падение на 30 дБ в том же частотном диапазоне. «Это весьма примечательно, учитывая, что мы протестировали лишь небольшой набор спиралей», — говорит Фанг.

«Другие исследования продемонстрировали динамический контроль, в том числе некоторые из моей группы, но большая часть из них работает только для узкого частотного диапазона, например, для одного тона», — объясняет Стивен Каммер, который разрабатывает акустические метаматериалы в Duke Univeristy, США.«В принципе, этот подход является широкополосным, и он гораздо более полезен для множества приложений».

Однако Каммер считает, что текущий материал может быть слишком медленным и трудным для управления в реальных условиях в настоящее время. Фанг предполагает, что материал слишком толстый, как реалистичный звукоизоляционный материал. «Мы рассмотрим возможность использования пенопластов вместо сплошных спиралей для дальнейшего уменьшения объемной доли при сохранении хорошего затухания на единицу массы», — говорит он.

Активные акустические переключатели с использованием двумерных гранулированных кристаллов

Мы используем численное моделирование для исследования активных транзисторных переключателей, сделанных из двумерных (2D) гранулированных кристаллов, содержащих два типа зерен с одинаковым размером, но разной массой.Мы настраиваем массовый контраст и расположение зерен, чтобы максимально увеличить ширину запрещенной зоны в устройстве. Входной сигнал подается на одно зерно на одной стороне устройства, а выходной сигнал измеряется от другого зерна на другой стороне устройства. Изменение размера одного или нескольких зерен настраивает давление, которое контролирует колебательный отклик устройства. Переключение между включенным и выключенным состояниями достигается с помощью двух механизмов: (1) переключение под давлением, при котором сеть межчастичных контактов одинакова во включенном и выключенном состояниях, и (2) переключение посредством размыкания контактов.{4}, а время переключения (умноженное на частоту возбуждения) сравнимо с тем, которое было получено недавно для звуковых кристаллов, и меньше, чем у фотонных транзисторных переключателей. Поскольку самосборка зерен разной массы в двумерные гранулированные кристаллы является сложной задачей, мы описываем моделирование круглых зерен с небольшими круглыми выступами, расположенными симметрично по периметру, смешанными с круглыми зернами без выступов. Используя методы зонтичной выборки, мы показываем, что зерна с шестью выступами наиболее эффективно образуют гексагональные кристаллы с наибольшей шириной запрещенной зоны.Используя результаты моделирования, мы оцениваем время, необходимое для проведения вибрационных экспериментов для создания гранулированных кристаллов из стальных шариков миллиметрового размера с максимальными запрещенными зонами.

Система экспрессии Тейлора 2

В ES2 используются три уникально расположенных, индивидуально откалиброванных датчика захвата, расположенных за седлом. Индивидуальные давления всасывания устанавливаются на заводе и, вероятно, потребуется отрегулировать только при снятии или замене седла.Давление на каждый датчик контролируется поворотом регулировочных винтов (видны за седлом; см. Фото ниже). Небольшие видимые круги за мостом содержат крошечные регулируемые рычаги. Маленькие регулировочные винты наверху перемещают рычаги вперед и назад, увеличивая и уменьшая давление датчиков подборщика на нижнюю заднюю часть седла, как при нажатии на педаль тормоза в автомобиле.

Примечание. Седло нельзя снимать или заменять без предварительного ослабления регулировочных винтов, расположенных в верхней части кожухов звукоснимателей.В противном случае можно повредить пикап.

Чтобы снять седло: Сначала необходимо ослабить датчики захвата (отодвинуть от седла), ослабив винты регулировки давления, расположенные наверху кожухов за седлом. Для регулировки потребуется шестигранный ключ 0,050 (шестигранный ключ).

При повороте шестигранного ключа против часовой стрелки на 1 — ½ оборота рычаги датчика отодвигаются от седла, так что его можно легко вынуть из паза. После того, как седло вставлено обратно в прорезь, датчики захвата можно сбросить с помощью седла, повернув их по часовой стрелке на 1 — ½ оборота.

Точная настройка
Очень легкое давление на датчики — это все, что необходимо для правильной работы системы. Изменение натяжения датчиков немного изменит тембр звука и громкость звукоснимателя. Примерно один полный оборот натяжного винта — это максимальное изменение давления.
Мы рекомендуем вносить любые корректировки в звук в соответствии со следующей процедурой:

1) Подключите гитару и увеличьте громкость.

2) Нащипывая наборы из двух струн за раз, поверните регулировочный винт, связанный с этими струнами (E / A — D / G — B / E), на один оборот против часовой стрелки, пока звук этих струн не уменьшится. Это ослабит давление на датчик.

3) Чтобы задействовать звукосниматель для этих струн, снова поверните винт по часовой стрелке на ¼ оборота за один раз, дергая струны до тех пор, пока звук струн не вернется. Это увеличит давление на датчики. Повторите процесс для других пар струн (D / G — B / E).

Дополнительное примечание: Система звукоснимателя удерживается в гитаре за счет давления датчиков на седло. Если звукосниматель случайно вытолкнется во время замены седла, его можно легко вставить обратно в бридж, протолкнув его через три отверстия для звукоснимателя.Чтобы быть точным, верхняя часть корпуса датчика должна быть заподлицо с верхом моста.

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *