03.03 声控感应开关的原理是什么?

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声控开关,本质是能通过声音来控制电通断的一种声音传感器,也就是能把声能转换成电能信号输出的东西,里边核心的东西是一个拾音器,通过它来进行省电转换,要理解整个原理,先从拾音器和麦克风(话筒)来说起,请关注:容济点火器

麦克风是话筒,那是音译出来的名词而已,话筒的作用是把声音收集到一起了,然后转换成电能,它利用了一些电阻,电容,压电材料,铝带,线圈或者半导体等东西来完成声能向电能电信号的转换,把声音变成了一些电子波形(声音本质也是一种机械波)。

比如这是一种电容测量方式的话筒,利用基板和振膜来组成一个电容的两个极,基板是固定不动的,当有声音传递过来,声波会让振膜振动,这样电容的两个极之间会产生了一定的距离变化,电容变化,会引起回路上的电流变化,这样通过一个取样电阻,就能变送出微弱的电信号。

因为声音经过空气(或者其他介质)传递过程,会衰减,而且会受到一些其他声音干扰,会失真,所以需要一个所谓的音频放大过滤设备来把声音话筒收集过来的声音处理一下,让它接近恢复到声源(比如人说出的声音)的声音状态。因此拾音器包含了话筒和音频放大过滤设备,它可以理解成一款声音收集转换的放大器。

拾音器里边,会设计有不同的选频网络,这样能挑选或者收集不同的声音频率,能有效过滤一些噪音,让声音信号更加接近原声或者实现根据需要来保留的一些声音。

上边说到的声音信号,转换成电信号后,是一个连续的模拟量,而声控开关,只需要输出一个开关量,也就是只要接受到的声音大于一定的临界值,就可以让电路导通,小于临界值,就可以让电路断开,所以可以利用运放等来做一个比较器,让声音大于某个值,输出一个开关量给灯的电路做联锁就可以了,如果想隔离,可以外加光耦或者继电器之类的器件来实现。简单的声控开关,里边就利用一个小弹片来感应到声音,弹片直接控制继电器,继电器输出触点信号就能满足连锁互锁电路要求了。

所谓负载一点的,可以调整灵敏度度的,里边包含了BM传声器,信号放大,整流电路,电子开关和延迟电路等,可以通过三极管和一些阻容电路来实现这些功能。

实际应用的控制楼梯灯的声控开关,除了考虑声音信号外,还要考虑到只能让它工作在晚上,白天如果工作会造成浪费,所以另外加上了感光传感器来连锁,上图中的S2是手动开关,可以通过人手来操控灯的开关。S1是一个光敏电阻组成的感光控制电路,同样也要输出一个开关信号,利用这个开关信号来和声音开关信号串联,这样白天时候,光亮了,光敏电阻变大,是不会导通的,这样灯不亮。晚上时候,光敏阻值变小,只要有声音信号过来,会让声音开关闭合一段时间,灯保持亮一阵子。等到延迟时间到了,这个声音开关会被切开,灯灭。



 


容济点火器


声控开关的原理是什么?

声控开关在特定的环境光线下利用声响效果激发拾音器进行声电转换开控制用电器的得电或失电。在我们生活中的很多地方都装有声控开关,例如公共场所的厕所、走廊、楼梯、路灯等都用到了声控开关。声控开关的好处有效消除长明灯,起到节约用电作用。这声控开关也并不是特别理想,以前家里走廊安装声控开关,确实做到人来灯亮人走灯灭的效果,但是大晚上的狗叫它也亮,所以这也是声控开关的致命弱点,容易受周边环境的噪声干扰引起误动,后面直接拆了装了个手动开关省心多了。


声控开关的原理如下


市电220V交流电电压经过整流后经过220kΩ的电阻降压,电容滤波,其中图中的5V稳压管稳压给4069供工作电压。声控开关在白天的时候,图中的2CU由于受到光照呈现低电态,因此13脚为低电平,不受声音控制,第8脚也为低电平。可控硅没有触发电压,照明灯具没有亮。到晚上,2CU没有受到光照呈现高阻态。但是13脚依然为低电平,可是只要有脚步声、说话声、其它声音等,那么图中的压电陶瓷片会拾取微弱声音经过1、2脚向反向器做线性放大,此时它的第4脚会输出反向的矩形波由电容耦合到13脚,使10脚输出高电平,再经过图中的IN4148二极管给1uF电容充电,此时第6脚为低电平,第8脚为高电平。因此可控硅有触发电压导通,灯具点亮。点亮后图中的4069靠100uF电容的电荷维持供电,声音消失后,第10脚变为原来的低电平,此时4184反偏,1uF电容通过22MΩ电阻放电,持续15s左右后,第5、8脚为0,可控硅没有导通电压,因此截止关断,照明灯熄灭。

声控开关的接线有两种,常见的是两线接线柱的声控开关,其实跟传统开关接线一样。

三线柱接线开关,区别二线接线柱的是零线,零线一路去开关一路去灯泡,火线照样在声控开关哪里是一进一出。


Talk工控小白


先看描述:一直很好奇这个楼梯口控制开关灯的里面是什么,想买个装家里,又不知道自己会不会装,多少钱一个?感觉好厉害,除了能控制灯,它还有其他用途吗?

先回答最后一点:声控灯除了控制灯,还有其它用途吗?答案是没有——事实上,所有电灯开关都不应该有其它用途。因为它们的内部控制结构太简单了,工艺也不好,设计也不好。所以只能适应灯这一类的小电流电路——至于有的人把墙壁机械开关用来控制插座的电源(比如单开五孔插座里面的开关),实际上是有一定风险的。

好了,回到正题,现在剩下三个问题(原理、价格、接线),我依次来解答。

声控感应开关的原理是什么

这个问题非常非常难解释,里面涉及到各种电路、频率、整流、材料等等。究竟有多难解释呢——我一个大学同学的大学论文,写的就是声控开关(当然是改良版)。所以我一直在想一种能用三两句话让一个普通人听明白的说法,下面我试一下。

声控灯主要由三个部分构成:光控部分、声控部分和控制器部分。

光控部分是一定要有的,所有声控开关,实际上都是“声光控”——单纯的光控开关是有的,但是没有单纯的声控开关(也可能是我孤陋寡闻了)。

可以把光控部分理解成一个光敏电阻——越亮,电阻的阻值就越大,所以灯就无法点亮;反之电阻越小,电路就可以导通。

声控部分,可以把它理解成一个话筒——把声音转化成电信号,并在线路中进行传输。只不过KTV里的话筒是把电信号传输到音箱上,让音响还原成声音。而这里的话筒是利用电信号传输给控制器部分,让控制器闭合。

控制器可以理解成一个延迟开关——接收到闭合信号后会立刻闭合,并在一定时间后自动断开。

大概就是这个流程了,当然实际的声控开关很复杂,我没有提到的元器件有:可控硅、电感器、电容器、三极管等;没有提到的功能有:谐振、整流、稳压、降压、耦合等。光看名字就知道,我解释不清楚,你也听不懂。

家用声控开关介绍

家庭使用的话,不建议用声控开关,开灯的时候太费劲,容易影响到家人休息。可以考虑一下人体感应开关——现在的一些高端楼盘,也都在使用这种开关。

人体感应开关的外观与声控开关类似,只不过声控开关是在有声音时接通;而人体感应开关是在附近(好像是3米)有人经过时接通——同样都是延迟熄灭。

价格方面的差距很大——便宜的甚至在10元以内,贵的在150元左右。不过就和其它的开关插座一样,不建议买太便宜的,很容易坏。家庭毕竟不是物业,没有电工天天盯着修开关,一般声控开关选择50~100元的即可。

PS:人体感应开关、声控开关、光控开关,这三种开关的价格差不多、功能差不多、接线方法也差不多。

声控开关接线

声控开关有两种,一种是两接线柱的,另一种是三接线柱的。

两接线柱的声控开关,接线方法和布线方法与普通的机械开关相同,可以直接把墙上的机械开关拆下来,换成这种开关——一个接线柱接火线,另一个接线柱接灯线▼


三接线柱的开关需要同时把零线接到开关上——零线分两支,一支接到灯上,一支接到开关上▼

二接线柱与三接线柱的区别在于负载功率不同——后者是前者的3~4倍。具体数值以开关参数为准——上图的开关上也标注了额定功率,可以翻上去看看。白炽灯和LED灯、荧光灯的功率不同,白炽灯的功率要高一些——“额定功率”参数后面写了两个数值,较大的那个是白炽灯功率,较小的是LED灯和荧光灯的功率。


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