Акустическое реле: Акустическое реле

Акустическое реле схема. Как сделать хлопковый выключатель своими руками

Акустический выключатель проще простого | Мастер-класс своими руками

Пару недель назад была собрана светодиодная панель для комнатного освещения и было решено собрать к нему акустический выключатель и сегодня я хочу рассмотреть пожалуй самую простую схему акустического выключателя.

Схема была найдена на одном из буржуйских сайтов и незначительным образом переделана. Устройство позволяет хлопком включать и выключать цепи питания. Я намерен его использовать для включения света. Устройство достаточно чувствительное благодаря двукратному усилителю на маломощных транзисторах. На хлопок реагирует на расстоянии в 5 метров от микрофона. Все детали были заменены на отечественные.

В микрофонном усилителе использованы отечественные транзисторы серии кт 315 с любой буквой или индексом. В окончательном каскаде применен мощный транзисторный ключ на биполярном транзисторе серии кт 818, все остальные детали как в оригинальной схеме. Из цепи можно исключить реле и на его место подключить нагрузку, но это лишь в тех случаях, когда нужно управлять нагрузками с питанием до 12 вольт, если нужно управлять нагрузками с питанием от сети, тут уже без реле не обойтись. В момент хлопка микрофон принимает волну, и как сигнал подается на усилитель мощности, которые поочередно усиливают полученный от микрофона сигнал. Усиленный сигнал поступает на базу ключа, его величина достаточна для срабатывания транзистора, и в этот момент открывается переход транзистора и проводит ток, который питает подключенную нагрузку или реле.

При сборке соблюдайте все номиналы деталей, даже незначительный уклон может привести к ненормальной работе выключателя. Устройство реагирует не только на хлопки, но и на низкочастотные шумы (мощные басы и т,п).

Диапазон питающих напряжений от 4 – х до 16 вольт, питайте только от стабилизированных источников постоянного напряжение и не в коем случае не используйте импульсные источники питания, с ними устройство не заработает!

Для пробной версии устройство было выполнено навесным монтажом, потом будет перенесена на плату, главное, что все работает без отказов.

sdelaysam-svoimirukami.ru

ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

На рисунке изображена схема изготовленного мной акустического реле. Данная схема ранее нигде не печаталась. Особенностью конструкции является использование угольного микрофона. Такие микрофоны используются в телефонных аппаратах, в которых отсутствуют усилители не передаче и приеме (ТА-68, ТАН-70, ТАИ-43 и другие). Амплитуда электрических колебаний микрофона достаточна для связи на десятки километров без использования усилителей. Кроме того, он обладает невероятной чувствительностью. Недостатком является узкая полоса пропускания звукового частотного спектра. Но в нашем случае это является плюсом, так как отсекаются лишние звуки и помехи.

Работа схемы. При хлопке в ладоши или щелчке угольный порошок в микрофоне перемещается и меняет свое сопротивление. При этом в точке соединения ограничительного резистора R1 и микрофона появляется переменная составляющая, которая через разделительный конденсатор С 1 поступает на базу транзистора Т 1. Транзистор Т1 является одновременно усилителем переменного и постоянного напряжения. С помощью резистора R2 транзистор Т1 находится в приоткрытом состоянии. Переменная составляющая поступившая на базу, усиливается транзистором и, с коллектора через конденсатор С2, поступает на выпрямитель-удвоитель, собранный на элементах DD1, DD2, C3. Удвоенное постоянное напряжение накапливается на конденсаторе С3, который разряжается по цепи: минус конденсатора, резистор R1, база-эмиттер Т1, плюс конденсатора. Транзистор при этом лавинообразно открывается, срабатывает реле Р1, его контакты замыкаются на время действия звукового сигнала. При настройке работы схемы, иногда оказывается, что её чувствительность слишком велика, срабатывает от проходящих по улице автомашин или от взмаха руки вблизи микрофона. Всё зависит от типа используемого реле.

Загрубить схему можно включив последовательно конденсатору С1 переменный резистор. Для того, чтобы переключать нагрузку (лампочки) с помощью хлопков, необходимо дополнить схему триггером. Схема такого триггера на поляризованном реле показана на рисунке 2 - ранее так-же нигде не печаталась.

При подаче звукового сигнала (хлопка, щелчка) временно замыкаются контакты реле КР1. Переменное напряжение 220 В через лампочку Л1 диод D1 положительным полупериодом прикладывается к концу второй обмотки реле РП-4 вывод 8, начало обмотки вывод 7, ограничитель тока резистор R1, конденсатор С1, замкнутые контакты реле КР1, вывод 220В. Зарядный ток конденсатора С1 переключает якорь реле в левое по схеме положение, лампочка Л1 загорается, а лампочка Л2 гаснет, диод D1 блокируется контактами реле, а диод D2 разблокирован и готов к работе. При поступлении следующего звукового сигнала, контакты реле Р1 КР1 замыкаются. Напряжение 220 В через лампочку Л2 и диод D2 прикладывается плюсом к началу первой обмотки контакт 5, с выхода обмотки контакт 6 поступает на резистор R1 и перезаряжает конденсатор С1. Поляризованное реле переключает якорь к правому по схеме контакту. Диод D2 блокируется, а диод D1 готов к работе в следующем цикле. Лампочка Л1 гаснет, а лампочка Л2 загорается. Таким образом при поступлении звуковых сигналов происходи поочерёдное переключение нагрузки. Для того, чтобы триггер выполнял функцию включения и выключения только одной лампочки, нужно исключить из схемы одну из лампочек, а вместо неё включить последовательную цепочку из конденсатора 0.33мкф х 300 В и резистора 5–10 кОм, 2 Вт. При настройке работы триггера необходимо отрегулировать якорь поляризованного реле так, чтобы он хорошо переключался и надёжно фиксировался в правом или левом положении.

Правильно определить начало и конец обмоток реле или поменять полярность включения одного из диодов. Конечно данная конструкция акустического реле на угольном микрофоне больше подходит для начинающих, поэтому в следующей статье будет описано акустическое реле на одной микросхеме, а в качестве датчика использован пьезоэлемент.

Обсудить статью ПРОСТОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

Схемы наши, лайки ваши - всё по честному. Оцените:

radioskot.ru

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 (скачиваний: 463)

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 (скачиваний: 394)

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

usamodelkina.ru

Хлопковый выключатель своими руками: схема, видео, фото

Для повышения комфорта и упрощения повседневной рутины люди постоянно совершенствуют приборы и придумывают новые. Сегодня рассмотрим устройство для управления электроприборами дистанционно, с помощью звука. Самодельный хлопковый автомат пригодится, к примеру, для включения света в тамбуре или кладовой, где по каким либо причинам поиск выключателя в темноте затруднен или неудобный. Ниже для читателей https://samelectrik.ru мы подробно расскажем, как сделать хлопковый выключатель своими руками, какие элементы нужно подготовить и по какой схеме осуществить сборку.

Схемы сборки

Все хлопковые или акустические автоматы объединяет наличие в схеме микрофона, который нужен для регистрации звука. Также в конструкции предусмотрен триггер или реле времени, для управления силовым реле.

В данной схеме, работающей от сети 220в, сигнал с электретного микрофона поступает на транзистор VT1 для усиления, далее на узел согласования сопротивления, эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Далее на цифровой микросхеме ТМ2 собран триггер и компаратор сигнала.

Компаратор необходим для защиты выключателя от акустических помех, он отсекает слишком короткие или продолжительные звуки. Сигнал который прошел, меняет состояние триггера (на включено или выключено), а тот в свою очередь через силовой транзистор и тиристор управляет нагрузкой - лампой накаливания.

Похожая по назначению схема сборки самодельного хлопкового выключателя - на интегральном таймере.

Для удобства изучения схемы мы выделили на ней зоны. Усилитель микрофона на транзисторе КТ3102, компаратор на микросхеме 555, триггер ТМ561 и транзистор КТ3102, который управляет силовым реле.

Не менее интересным будет самостоятельная сборка акустического реле на микроконтроллере Ардуино:

Чтобы сделать хлопковый автомат своими руками, необходимо подготовить три платы:

  • Arduino Nano;
  • звуковой модуль;
  • плата силового реле.

Также необходим ПК, USB-шнур, блок питания на 5 Вольт. На ПК нужно установить программу Arduino IDE, для прошивки микроконтроллера.

Скопировав текст скетча (программы) и вставив его в окно Arduino IDE, можно сразу же прошить контролер. Изменяя некоторые параметры регулировки и перезаписывая устройство можно тонко настроить самодельное звуковое реле под себя. Как видим из схемы, на контролер уходит четыре провода: два на питание, желтым цветом отмечен провод, идущий на управление силовым реле с контакта 13. Зеленым отмечен провод управления от микрофона, подключенный к аналоговому входу А0 контроллера.

Микросхема содержит в себе 8 аналоговых входов и 14 цифровых контактов вход/выход. Для нашего проекта мы взяли А0 и D13, так как вместе с ним загорается светодиод на плате Ардуино.

Скетч Ардуино для изготовления звукового реле: Скетч

Изменяя значение if(analogRead мы устанавливаем порог чувствительности, максимальное значение которое можно установить 1024. Внося изменения в строку delay изменяется время исполнения скетча. Тем самым устанавливается время готовности к переключению. В дополнение с этим устанавливается защитный порог от помех и ложных срабатываний. Кроме того чувствительность микрофона можно подкорректировать переменным регулятором на плате.

Для настройки и отработки схем, нами была взята плата для моделирования Ардуино UNO. После получения положительных результатов и отработки программы, была написана статья.

На видео ниже наглядно показывается самодельный хлопковый выключатель, который мы собрали по предоставленной схеме:

Видео инструкции

Несколько простых идей позволяющих самостоятельно изготовить акустический выключатель света, предоставлены на видео:

Теперь вы знаете, как сделать хлопковый выключатель своими руками. Надеемся, предоставленные варианты сборки, простейшие схемы и видео уроки были для вас полезными и интересными!

Также читают:

samelectrik.ru

Всем привет, сегодня мы поговорим об акустическом выключателе, и хотя в интернете есть много для этого схем на микросхемах для начинающих, иногда трудно найти микросхемы. На транзисторах это уже легче и проще, увидел схему - она удивительно простая: двухкаскадный усилитель сигнала с микрофона на КТ315 или взять современные транзисторы указанных на схеме. Например 2sc945 обладающие большим усилением. Также можно заменить силовой bd140 на отечественный КТ818. Сначала применил 2 штуки bc547, но позже, протестировав схему с bd140 выяснилось, что он перегорел, тогда заменил на кт818 и все заработало. Питание аккустического реле от 15 В аккумулятора. Микрофон, взял от гарнитуры Nokia. Транзисторы bc547 и кт818, нагрузка - лампа от гирлянд, резисторы ищем чётко по номиналу. Конденсаторы не проблема. Собрал все на картонке для эксперимента.

Лампочка рассчитана на 6 вольт, так что долго не продержалась и после двух хлопков перегорела. Зато понятно, что работает...

Давайте разглянем схему. На фото показаны детали, какие нам нужно.

Делаем выводы после испытаний - плюсы и минусы.

Плюсы: схема проста и не требует настройки, незадействованные дефицитные детали, простота схемы, большой диапазон питания.

Минусы: реле реагирует на любые громкие звуки, особенно это относится к низким частотам. Низкая чувствительность, нестабильная работа при минусовой температуре нужно два хлопка, а иногда и три.

Как видите вышло больше минусов, чем положительных моментов, с другой стороны конструкция показала себя очень неплохо, со своей простотой. Всем удачи в начинаниях начинающим и хорошей работы электронных устройств!

samodelnie.ru

Самый простой акустический выключатель

Данную схему простого акустического выключателя я находил на многих сайтах и везде она разная. Меня это заинтересовало, и я решил сделать свою. Возможно, начинающим радиолюбителям эта схема будет интересная и станет полезной.

Итак, схема выключателя:

Если брать те детали, которые вы видите на схеме, то все должно работать. Микрофон можно взять из какого-то китайского магнитофона или отечественный, например “сосна”. Если все детали покупать, то стоимость выключателя будет порядка 1-1.5$(дол.).

Теперь немного теории. На двух биполярных транзисторах КТ315 (у меня это КТ315Б) собран микрофонный усилитель. Если нужно повысить чувствительность микрофона, можно использовать транзисторы типа КТ368 или импортные аналоги (SS9018) – эти транзисторы не особо критичны. Мощный биполярный транзистор КТ818 (у меня КТ818Б), который управляет нагрузкой – это силовая часть схемы. Если вы хотите управлять большой нагрузкой, тогда используйте, соответственное реле, напряжением питания от 3.5 до 15 вольт. Импульс от микрофона запускает генератор на составном транзисторе (КТ315 + КТ315) с положительной связью конденсатором – сигнал усиливается и подается на базу транзистора КТ818. Отрицательные импульсы удерживают ключ КТ818 и, соответственно, наше реле. Когда мы повторно хлопаем, генерация обрывается и реле обесточивается.

Питается он от источника постоянного тока, напряжением от 5 до 12 вольт. Детали доступные и не дорогие, их можно приобрести в любом радиомагазине. Лично я использовал детали, которые выпаял из старых плат. Схема действительна проста, и даже если вы мало знакомы с радиоэлектроникой то руководствуясь данной статьёй, вы сможете собрать данный прибор. )

Изначально, я нашел данную схему без какого либо описания и естественно печатной платы не было, поэтому мне пришлось составить её самому, дабы облегчить процесс сборки себе и конечно вам, так что пользуйтесь. Скачать печатную плату

Схема акустического выключателя:

Схема состоит из микрофонного усилителя, который собран на двух транзисторах КТ315 и силовой части, на транзисторе КТ3107 (BC557). Для увеличения чувствительности микрофона, можно использовать более мощные транзисторы, например КТ368 и ему подобные. В силовой части так же достаточна широкий выбор аналогов, подойдут практически любый транзисторы PNP структуры, к примеру КТ814 или КТ818, тут нужно в первую очередь смотреть на мощность используемого источника питания.

Ниже представлены фото необходимых деталей:


Список деталей акустического выключателя:


Итак, для начала необходимо изготовить печатную плату . Обратите внимание, в печатной плате есть отверстия для диода VD1, так как я планирую управлять комнатным освещением и в качестве нагрузки, будет использоваться реле на 12 вольт. Диод нужен для защиты транзистора VT3 от ЭДС катушки реле. Если вы собираетесь подключать к выключателю лёгкую нагрузку, то его можно заменить перемычкой.


После изготовления платы, насверлите отверстия и пролудите её. Откройте печатку в программе sprint-layout 6.0 и смотря на расположения деталей, припаяйте их на свои места.


Наш акустический выключатель готов! Теперь хочу рассказать о небольшом нюансе, в схеме используется резистор R8 на 1.5 кОм, я его заменил и поставил на 2 Ом, так как напряжение на выходе нагрузки сильно падало и реле не срабатывало. Если у вас возникнет такая же проблема, то последуйте этому совету. На этом всё, поделитесь статьёй ниже, если понравилась.


У нас есть канал на Яндекс.Дзен: Самоделки и электроника

Купить акустический выключатель, kit набор для самостоятельной сборки:


Всем привет, сегодня мы поговорим об акустическом выключателе, и хотя в интернете есть много для этого схем на микросхемах для начинающих, иногда трудно найти микросхемы. На транзисторах это уже легче и проще, увидел схему - она удивительно простая: двухкаскадный усилитель сигнала с микрофона на КТ315 или взять современные транзисторы указанных на схеме. Например 2sc945 обладающие большим усилением. Также можно заменить силовой bd140 на отечественный КТ818. Сначала применил 2 штуки bc547, но позже, протестировав схему с bd140 выяснилось, что он перегорел, тогда заменил на кт818 и все заработало. Питание аккустического реле от 15 В аккумулятора. Микрофон, взял от гарнитуры Nokia. Транзисторы bc547 и кт818, нагрузка - лампа от гирлянд, резисторы ищем чётко по номиналу. Конденсаторы не проблема. Собрал все на картонке для эксперимента.

Лампочка рассчитана на 6 вольт, так что долго не продержалась и после двух хлопков перегорела. Зато понятно, что работает...

Давайте разглянем схему. На фото показаны детали, какие нам нужно.

Делаем выводы после испытаний - плюсы и минусы.

Плюсы : схема проста и не требует настройки, незадействованные дефицитные детали, простота схемы, большой диапазон питания.

Минусы : реле реагирует на любые громкие звуки, особенно это относится к низким частотам. Низкая чувствительность, нестабильная работа при минусовой температуре нужно два хлопка, а иногда и три.

Как видите вышло больше минусов, чем положительных моментов, с другой стороны конструкция показала себя очень неплохо, со своей простотой. Всем удачи в начинаниях начинающим и хорошей работы электронных устройств!

Пару недель назад была собрана светодиодная панель для комнатного освещения и было решено собрать к нему акустический выключатель и сегодня я хочу рассмотреть пожалуй самую простую схему акустического выключателя.

Схема была найдена на одном из буржуйских сайтов и незначительным образом переделана. Устройство позволяет хлопком включать и выключать цепи питания. Я намерен его использовать для включения света. Устройство достаточно чувствительное благодаря двукратному усилителю на маломощных транзисторах. На хлопок реагирует на расстоянии в 5 метров от микрофона. Все детали были заменены на отечественные.

В микрофонном усилителе использованы отечественные транзисторы серии кт 315 с любой буквой или индексом. В окончательном каскаде применен мощный транзисторный ключ на биполярном транзисторе серии кт 818, все остальные детали как в оригинальной схеме. Из цепи можно исключить реле и на его место подключить нагрузку, но это лишь в тех случаях, когда нужно управлять нагрузками с питанием до 12 вольт, если нужно управлять нагрузками с питанием от сети, тут уже без реле не обойтись. В момент хлопка микрофон принимает волну, и как сигнал подается на усилитель мощности, которые поочередно усиливают полученный от микрофона сигнал. Усиленный сигнал поступает на базу ключа, его величина достаточна для срабатывания транзистора, и в этот момент открывается переход транзистора и проводит ток, который питает подключенную нагрузку или реле.

При сборке соблюдайте все номиналы деталей, даже незначительный уклон может привести к ненормальной работе выключателя. Устройство реагирует не только на хлопки, но и на низкочастотные шумы (мощные басы и т,п).

Диапазон питающих напряжений от 4 – х до 16 вольт, питайте только от стабилизированных источников постоянного напряжение и не в коем случае не используйте импульсные источники питания, с ними устройство не заработает!

Для пробной версии устройство было выполнено навесным монтажом, потом будет перенесена на плату, главное, что все работает без отказов.

С помощью этого устройства можно автоматизировать включение-выключение освещения или других бытовых приборов: хлопните в ладоши, либо щелкните пальцами, либо издайте любой отрывистый звук – свет включится; на следующий хлопок – свет выключится. Прибор позволяет регулировать чувствительность микрофона, имеет небольшие размеры, обладает высокой надёжностью, прост в изготовлении, не создает помех в электросети.
Нагрузка подключается к разомкнутым контактам реле на печатной плате, которые при хлопке замыкают цепь питания нагрузки.

Технические характеристики NF241
Параметр Значение
Uпит. постоянное, В +12...14
Uпит. ном. постоянное, В +12
Iпотр. при Uпит.ном., мА ...1
Iпотр. при активном реле, мА ...30
Рекомендуемый источник питания,
в комплект не входит
PW1215B , ES18E12-P1J ,
GS15E-3P1J , GS25E12-P1J
Нагрузочная способность выхода 6 А / ~220В
Размер печатной платы, мм 83 х 38
Рекомендуемый корпус,
в комплект не входит
BOX-KA11 Корпус
пластиковый 90х65х30
Температура эксплуатации, °С 0...+55
Относительная влажность эксплуатации, % ...55
Производство Самостоятельная сборка
Гарантийный срок эксплуатации Отсутствует
Вес, г 300
Комплект поставки NF241 Описание NF241

На транзисторах VT1-VT3 выполнен простой усилитель низкой частоты, который усиливает сигнал с микрофона MIC до необходимого уровня. Подстроечным резистором VR1 можно отрегулировать коэффициент усиления. На транзисторах VT4, VT5 выполнен известный триггер Шмитта, широко применяемый в радиотехнических устройствах. Особенностью триггера является то, что он имеет два устойчивых состояния, изменяющихся при каждом приходе сигнала с коллектора транзистора VT3. Таким образом, при каждом хлопке триггер меняет свое состояние, и реле периодически включает-отключает нагрузку. Светодиод LED1 индицирует срабатывание реле.
Конструктивно устройство выполнено на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с размерами 83х38 мм. Для удобства установки устройства в корпус по краям платы предусмотрены монтажные отверстия диаметром 3 мм.

Акустическое реле (схема, монтажная плата)

Акустическое реле (схема, монтажная плата)


Начну с того, какие возможности дает нам акустическое реле, или иначе звуковой выключатель.

С помощью данного устройства, можно выключать приборы на расстоянии с помощью подачи звукового сигнала. Чувствительность настраивается с помощью переменного резистора. Так же вместо выключателя света в комнате, что бы дистанционно выключать или включать свет.

Схема устройства:

Принцип работы:

Усилитель сигнала с электретного микрофона собран на транзисторе VT1 и работает при токе коллектора около 0,2 мА. Питание микрофона осуществляется через резистор R1.

Разделительный конденсатор С1 малой емкости подавляет НЧ составляющую звука. Регулировка чувствительности осуществляется подстроечным резистором, включенным в цепь ООС по току.

Сигнал, усиленный до амплитуды 1 В, через разделительный конденсатор С2 поступает на вход транзисторного ключа, собранного на транзисторе VT2. Отрицательная полуволна сигнала, превышающая по амплитуде 0,6 В, открывает транзистор VT2 и через диод VD2 и токоограничивающий резистор R7 заряжает конденсатор С5. Такой же результат можно получить при нажатии на кнопку SB1 (кнопка без фиксации). Через делитель R10 R11 это напряжение подается на затвор полевого транзистора VT3, открывает его, в результате закрывается биполярный транзистор VT4. Напряжение на конденсаторе С5 за время около 0,5 мс достигает уровня немного меньшего, чем напряжение на конденсаторе С4. Через резистор R9 начинает заряжаться конденсатор С9, включенный в цепь затвора полевого транзистора VT5. Совместно с цепью отрицательной обратной связи C8 R15 обеспечивается плавное открывание полевого транзистора VT5.

В процессе сборки девайса неожиданно для себя столкнулся с проблемой приобретения транзисторов ZVN2120, а так же рекомендованной автором его замены на КТ501А. На свой страх и риск решил VT3 заменить 2N7000. Сомнения возникли в связи с тем, что у указанных автором транзисторов напряжение сток-исток составляет 240 Вольт, а у 2N7000 всего лишь 60.

Высокоомные резисторы R10, R11 номиналом 100 Мом и 51 Мом были найдены в миниатюрном исполнении мощностью 0,125 Вт. Указанные же автором повергли в ужас своими размерами 🙂

В качестве элементов диодного моста звукового выключателя использовал 1N4007 из отслужившей энергосберегающей лампы. Для транзистора VT1 вполне подойдет КТ3102Е, VT4 – КТ3102 с любым буквенным индексом. В результате получилось устройство, реагирующее на хлопок в ладоши либо на другой короткий хлесткий звук на расстоянии примерно 5 метров.

Как утверждает автор и что подтверждено полевыми испытаниями устройства, ключевой транзистор VT5, благодаря его плавному включению и выключению, существенно разогревается именно в эти периоды работы. В ситуации, когда задержки в две-три минуты недостаточно и необходимо снова включить свет,  транзистор сильно нагревается, поэтому  рекомендую установить хотя бы небольшой теплоотвод для перестраховки.    В итоге, могу рекомендовать данную схему к повторению как исключительно стабильно работающую с перечнем положительных свойств, а также как основу для акустического реле, реагирующего на звуки шагов, дребезг ключей, голосовую команду и т. д. Для реализации чего следует лишь собрать другую схему микрофонного усилителя.

Плата в формате LAY-скачать:

Монтажная плата звуковое реле. rar

Да, забыл указать в своей заметке, что кнопку, указанную в схеме, не ставил, так как устройство планирую установить рядом со светильником в подъезде и дотягиваться до кнопки будет проблематично.


Автор статьи - Николай Кондратьев, г. Донецк.

Акустическое реле своими руками

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

Автоматика всё сильнее и сильнее проникает в нашу жизнь с каждым годом. И многим людям сейчас уже недостаточно просто взять и щёлкнуть привычным кнопочным выключателем, чтобы включить или выключить свет. Большую популярность набирают голосовые помощники, которые, слушая голосовые команды, могут выполнить то или иное заранее заданное действие. Недаром говорят, лень - двигатель прогресса, поэтому в этой статье рассмотрим сборку простого акустического выключателя, который при громком хлопке или щелчке может включить или выключить какую угодно электронную нагрузку, чаще всего это осветительные приборы. Конечно, такая схема не сможет распознавать отдельные слова и фразы, ведь она регистрирует любое превышение громкости вокруг микрофона, чем бы оно не было вызвано, но зато её работу действительно можно назвать стабильной и предсказуемой. Схема акустического реле представлена ниже.

Рассмотрим её по порядку, слева на право. В крайней левой части показы три контакта, они служат для подключения питания. Напряжение питания схемы составляет 5В, но также схема содержит стабилизатор 78L05, который позволяется получить 5В для питания схемы из более высокого напряжения. Таким образом, схему можно запитать и от источника на 5В (например, USB-выхода), и от источника с более высоким напряжением, в пределах 7-30В. На плате под каждый из вариантов предусмотрен свой пятачок. Далее на схеме можно увидеть электретный микрофон, обозначенный как MIC1. Здесь можно использовать практически любой электректный микрофон с двумя контактами, обратите внимание, что динамические микрофоны также содержат два контакта, но для этой схемы они не подойдут. Один из выводов микрофона является плюсовым, а второй минусовым, определить их достаточно просто - нужно прозвонить, какой из контактов соединяется с металлической оболочкой микрофона, тот и будет являться минусом. Найти электретный микрофон можно практически в любом сотовом телефоне, диктофоне, либо наушниках, если они могут использовать как гарнитура. Микрофон улавливает звуковые колебания воздуха, преобразует их в электрический сигнал, который через конденсатор С5 поступает на базу транзистора VT1. Транзистор нужен для усиления уровня сигнала, ведь сигнал непосредственно с микрофона очень мал по амплитуде. Здесь можно использовать, например, S9013, BC547, КТ315, КТ3102. В коллекторе транзистора установлен подстроечный резистор R4, он нужен для настройки уровня порога срабатывания. Затем усиленный сигнал поступает на микросхему таймер NE555, она, в свою очередь, формирует на выходе прямоугольный импульс каждый раз, когда уровень сигнала с микрофона превышает пороговый. Наглядно работу этой системы можно увидеть на рисунке ниже.



Напряжение смещения формируется благодаря резисторам R5 R6, они имеют одинаковый номинал, поэтому это напряжение равно половине питающего. Напряжение 1,66В - это треть от питающего, при достижении именно этого напряжения на 2 выводе среагирует таймер. Выходной прямоугольный импульс снимается с 3 вывода NE555 и идёт прямиком на вход триггера U3.1, в качестве него используется микросхема CD4013, описание её выводов показано рядом со схемой. Роль триггера заключается в удержании на выходе (1 вывод) состояния "включено" либо "выключено". Наглядно его работу можно представить так - на вход подали единичный импульс, выход переключился в состояние "включено", подали импульс ещё раз, выход переключился в состояние "выключено", и так далее по кругу. К выходу триггера подключен транзистор VT2, который коммутирует обмотку реле. Здесь нужно использовать транзистор с током как минимум 0,5А, идеально подойдёт S9013. Не стоит забывать про диод VD2, он служит для гашения импульсов самоиндукции обмотки реле, без него транзистору VT2 долго не прожить. Также на схеме показан пример подключения нагрузки - в этом примере в качестве самой нагрузки служит лампочка, а гальванический элемент на ней - сеть 220В. Силовые контакты реле замыкают и размыкают эту цепь, включая и выключая лампочку.



Обратите внимание на посадочное место реле на плате - разновидностей реле существует много, поэтому, если у вашего реле другое расположение выводов, плату перед изготовлением нужно будет подкорректировать. В схеме нужно использовать реле с обмоткой на 5В, максимальная коммутируемая мощность будет зависеть от максимального допустимого тока реле. Плата выполняется методом ЛУТ, процесс не представляет ничего сложного: переносим рисунок, травим, сверлим, залуживаем. Если предполагается использование мощной нагрузки (более 500Вт), то силовые дорожки нужно залудить толстым слоем припоя, либо проложить на них медные жилы, чтобы минимизировать падение напряжения. При установке деталей сперва запаиваются мелкие детали, массивной реле в последнюю очередь. Микрофон можно как установить на плату, так и вывести на проводах, но при этом они обязательно должны быть экранированные и не слишком большой длины. Вид собранной платы показан ниже.



А на этих фотографиях можно увидеть, как происходит переключение. На первом фото контакты реле замкнуты, схема потребляет примерно 60 мА, этот ток обусловлен тем, что обмотка реле находится под напряжением. Затем следует хлопок в ладоши, и мы видим второе фото - на нём контакты реле уже разомкнуты, как показывает мультиметр. Ток потребления в этом режиме составляет менее 10 мА. Удачной сборки!

plata.rar [15.9 Kb] (скачиваний: 59)
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Акустическое реле реагирующее на звук [голос. хлопок. стук] (РАДИО КИТ)

Акустическое реле, реагирующее на звук [голос. хлопок. стук] Спаянная конструкция с инструкцией в упаковке. Может применяться для управления освещением, в электронных игрушках. Устройство питается от сети 220В и позволяет удалённо включать и отключать нагрузку, мощностью до 100Вт (500Вт с теплоотводом). На микросхеме D1 выполнен одновибратор, на D2 счётчик который переключает состояние, микросхема D3 управляет силовым симистором VS1. D3 является специализированной микросхемой КС1025КП2. Данная микросхема имеет полный набор необходимых компонентов: генератор синусоидальных колебаний, детекторы синусоидальных колебаний, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, стабилизатор напряжения, пороговая схема, схема защиты, схема управления симистором. На транзисторе T1 собран микрофонный усилитель, по схеме с общим эмиттером. Резистором R4 задаём ток коллектора транзистора, тем самым регулируем чувствительность микрофона. Короткий импульс хлопка, усиленный микрофонным усилителем, поступает на одновибратор, собранный на микросхеме D1. Который вырабатывает одиночный импульс с заданной амплитудой и длительностью. Триггер D2 включён как счётный триггер, состояние которого изменяется после поступления очередного импульса на счётный вход. На микросхеме D3 и симисторе VS1 собран блок управление нагрузкой. На диодах VD3, VD4, конденсаторе С8 и резисторе R7 собран бестрансформаторный блок питания, который позволяет питать акустическое реле от сети 220В. Устройство собирается на печатной плате размером 85?35 мм. После сборки необходимо проверить правильность установки: компонентов, цоколевки транзистора, микросхем и симистора, полярности электролитических конденсаторов. После включения схемы необходимо подстроечным резистором R4 установить чувствительность микрофона. Характеристики: - Номинальное напряжение питания: 220 В; - Потребляемая мощность: До 10 Вт; - Коммутируемая мощность: До 100 Вт (с теплоотводом до 500 Вт). Комплект поставки: - Собранный модуль; - Инструкция по эксплуатации. Примечание: Данная конструкция особенностей не имеет. ВНИМАНИЕ! Устройство гальванически не развязано от сети! Запрещается прикасаться к элементам включённой схемы!

Звуковые реле схемы. Простое акустическое реле

Предлагаем вашему вниманию несколько интересных и несложных схем акустических реле, которые можно использовать дома, в подъезде или на улице для включения и выключения освещения и бытовой аппаратуры. Попробуйте собрать одно из них чтобы оценить удобство управления светом в комнате по хлопку.

Автомат включения освещения.

Вот первая схема, принцип ее работы таков: в исходном состоянии мы имеем уровень логического 0 на выходе 5 триггера DD1.1 и 9 триггера DD1.2 .Транзистор VT2 закрыт, реле К1 без напряжения.

При подаче звукового сигнала (можно хлопнуть в ладоши), звук микрофоном ВМ1 преобразуется в электрический импульс, который усилится транзистором VT1.

С коллектора транзистора усиленный сигнал приходит на вход 4 - триггера DD1. 1, работающего по схеме одновибратора.

После чего с выхода 5 DD1.1 положительный импульс идет на тактовый вход триггера DD1.2, включенный по схеме Т - триггера, переключает его, транзистор VT2 открывается и выключает реле К1, своими контактами коммутируя нагрузку (на схеме не показаны).

ТриггерDD1.2 изменяет свое состояние после каждого нового звукового сигнала и на его выходе 9 происходит чередование уровней логического 0 и 1. Вследствие этого транзистор VT2 синхронно открывается или закрывается. Если последует второй звуковой сигнала - реле К1 выключится и обесточит нагрузку.

Настройка схемы заключается в необходимости подбора сопротивления резистора R1. Следует учитывать, что микрофон должен быть только угольным.

Чувствительное акустическое реле.

Устройство работает по принципу триггера с двумя устойчивыми состояниями, которые, реагируя на кратковременный звуковой сигнал, улавливаемый микрофоном переводит триггер в другое состояние, включая и выключая нагрузку таким образом.

Звуковой сигнал (хлопок в ладоши) попадает на угольный микрофон (типа МК16-У), после чего фильтруется цепью C1R2, (пропускает только сигнал с частотой звуковых колебаний хлопка в ладоши).

Этот сигнал усиливается транзистором VT1, рекомендуется использовать транзистор с высоким коэффициентом усиления по току. Усиленный сигнал с коллектора VT1 поступает на вход триггера собранного на транзисторах VT2,VT3.

Инверсное состояние на коллекторах VT2 и VT3 друг относительно друга обеспечивается обратной связью, проходящей через резистор R6. Cигнал с высоким уровнем c коллектора VT3 через VD3 и резистор R13 включает ключ на VT4 и реле К1, это реле своими контактами коммутирует нагрузку. Для нагрузки можно применять различные исполнительные устройства, но из-за конструктивных особенностей реле через его контакты, не стоит использовать мощную нагрузку. В случае мощной нагрузки (более 60Вт) следует применять соответствующее реле или заменить ключом на тиристоре оконечнный коммутирующий узел.

Микрофон ВМ1 можно взять из бычного телефонного аппарата. Диоды КД 522 или другие кремниевые или германиевые, Д220, Д9.

В качестве реле можно использовать РЭС 9 (паспорт РСТ.524.204.) напряжение срабатывания 10 В. При снижении напряжение источника питания, возможно использование РЭС 10, РЭС 15.

Данная схема проверена на практике и продемонстрировала хорошую стабильность, также положительным качеством этой схемы является хорошая чувствительность (реагирует с 10-15 м) и помехоустойчивость колебаний в сети. Можно использовать питание от 9 до 16 в, результаты показывают хорошую работоспособность. При изменении напряжения следует подобрать соответствующее реле.

Основой акустического или, что то же самое, звукового реле также служит электронное реле, а датчиком управляющих сигналов - микрофон или какой-либо другой преобразователь звуковых колебаний воздуха в электрические колебания низкой частоты.

Рис. 260. Схема акустического реле.

Схема наиболее простого варианта такого электронного автомата приведена на рис. 260. Рассмотри ее внимательно. Здесь многое, если не все, тебе должно быть знакомо. Микрофон выполняет функцию датчика управляющих сигналов. Транзисторы V1 и V2 образуют двухкаскадный усилитель колебаний ЗЧ, создаваемых микрофоном, а диоды V3 и V4, включенные по схеме удвоения напряжения, - выпрямитель этих колебаний. Каскад на транзисторе V5 с электромагнитным реле в коллекторной цепи и накопительным конденсатором в базовой цепи - это электронное реле. Лампа накаливания , подключаемая к источнику питания контактами К1.1 реле , символизирует исполнительную (управляющую) цепь.

В целом автомат работает так. Пока в помещении, где установлен микрофон, сравнительно тихо, транзистор V5 электронного реле практически закрыт, контакты К1.1 реле разомкнуты последовательно, лампа исполнительной цепи не светится. Это исходный дежурный режим работы автомата. При появлении звукового сигнала, например шума или громкого разговора, колебания звуковой частоты, созданные микрофоном, усиливаются транзисторами V1 и и далее выпрямляются диодами V3, V4. Диоды включены так, что выпрямленное ими напряжение поступает на базу транзистора в отрицательной полярности и одновременно заряжает накопительный конденсатор .

Если звуковой сигнал достаточно сильный и накопительный конденсатор зарядится до напряжения , то коллекторный ток транзистора V5 увеличится настолько, что реле сработает и его контакты К1.1 включают исполнительную цепь - загорится сигнальная лампа . Исполнительная цепь будет включена все время, пока на накопительном конденсаторе и на базе транзисторе V5 будет поддерживаться такое же или несколько большее отрицательное напряжение, Как только шум или разговор перед микрофоном прекратится, накопительный конденсатор почти полностью разрядится через эмиттерный переход транзистора, коллекторный ток уменьшится до исходного состояния, реле отпустит, а его контакты, размыкаясь, обесточат исполнительную цепь.

Подстроечным резистором можно изменять (как регулятором громкости) напряжение сигнала, поступающего от микрофона на вход усилителя ЗЧ, и тем самым регулировать чувствительность акустического реле.

Функцию микрофона может выполнять абонентский громкоговоритель или телефонный капсюль . Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 30. Электромагнитное реле может быть типа , РКН с током срабатывания до . Напряжение источника питания должно быть на 25-30% больше напряжения срабатывания подобранного электромагнитного реле. Сопротивление и мощность рассеяния резистора , зависящие от используемой сигнальной лампы , рассчитай сам.

Приступая к налаживанию и испытанию акустического автомата, движок подстроечного резистора поставь в нижнее (по схеме) положение и подбором резистора установи в коллекторной цепи транзистора ток . Он должен быть меньше тока отпускания электромагнитного реле. Затем параллельно резистору подключи другой резистор сопротивлением 15-20 кОм. При этом коллекторный ток транзистора должен резко увеличиться, а реле сработать. Удали этот резистор - коллекторный ток должен уменьшиться до исходного значения, реле отпустить якорь, а лампа исполнительной цепи погаснуть. Так ты проверишь работоспособность электронного реле автомата.

Коллекторные токи транзисторов V1 и V2 устанавливай подбором резисторов .

Затем движок резистора установи в верхнее (по схеме) положение и негромко произнеси перед микрофоном протяжный звук «а-а-а» автомат сработает и включит исполнительную цепь. Он должен реагировать даже на негромкий разговор перед микрофоном, на хлопок в ладоши.

Проведи такой опыт. Параллельно конденсатору подключи второй электролитический конденсатор емкостью на номинальное напряжение 6-10 В. В коллекторную цепь транзистора V5 включи миллиамперметр и, следя за его стрелкой, хлопни в ладоши. Что получилось? Коллекторный ток возрос, но электромагнитное реле не сработало. Хлопни в ладоши 5-10 раз подряд. С каждым хлопком коллекторный ток увеличивается и, наконец, реле срабатывает и включает исполнительную цепь. Если звуковые сигналы прекратить, то через некоторое время ток в коллекторной цепи транзистора уменьшится до исходного, реле отпустит и выключит исполнительную цепь.

О чем говорит этот опыт? Электромагнитное реле автомата стало срабатывать и отпускать с задержкой времени. Объясняется это тем, что теперь требуется больше времени как для зарядки накопительного конденсатора, так и для его разрядки. Вывод напрашивается сам собой: подбором емкости накопительного конденсатора можно регулировать время включения и выключения исполнительной цепи.

Где и как можно применить такое акустическое реле? Например, использовать его как автомат «Тише». Для этого сигнальную лампу исполнительной цепи надо поместить в ящичек, одна из стенок которого выполнена из матового стекла, и на нем сделана надпись «Тише». Как только уровень шума или громкость разговора в комнате превысит некоторый предел, установленный подстроечным резистором , световое табло тут же на него среагирует. Или, скажем, можно установить автомат вместе с малогабаритным микрофоном на самоходной модели или игрушке, а ее микроэлектродвигатель включить в исполнительную цепь вместо сигнальной лампы накаливания. Несколько хлопков в ладоши или команда голосом - и модель начинает двигаться вперед. А еще как? Подумай!

Следующий пример автоматики...

Схема:

Учитывая все недостатки, схема была доработана, как показано на рисунке и был получен новый вариант акустического реле. Решено было отказаться от управляющего мультивибратора, создающего помехи, приводящие к зацикливанию, заменить мощный симистор менее мощным и более доступным триодным тиристором, повысить чувствительность реле за счет введения дополнительного усилительного каскада, и ввести её регулировку, уменьшить емкость конденсатора С5 и внедрить индикацию ждущего режима на светодиоде.

Устройство:
Алгоритм работы устройства остался прежним - хлопок в ладоши, или другой подобный звук, и освещение включается на две минуты, затем свет автоматически выключается. Схема датчика акустических колебаний на операционном усилителе К140УД6 аналогична прототипу ранее описанному, и пояснений не требует. Далее сигнал через С5 поступает на регулятор чувствительности на R5, и далее, через С6, на дополнительный усилительный каскад на транзисторе VT1. Затем через С7 усиленный сигнал поступает на детектор на VD3 и VD4. В момент хлопка на выходе этого детектора появляется некоторое постоянное напряжение (на С8), которое поступает на базу VT3 и открывает его. При этом конденсатор С3 разряжается через диод VD1 и транзистор VT3. На входах элемента D1.1 устанавливается логический нуль, который держится в течение времени зарядки конденсатора С3 через R3 (примерно 2 минуты). В течение этого времени на выходе D1.1 держится уровень логической единицы, который поступает на базу VT4 и открывает его. Ток, протекающий через этот транзистор, открывает тиристор VS1, который включает лампу освещения. Как только С3 зарядится до единичного уровня на выходе D1.1 установится логический ноль, и транзистор VT4 закроется, отпирающий ток прекратится, и тиристор VS1 также закроется, выключив, таким образом, лампу. Узел индикации ждущего режима выполнен на элементе D1.2 и транзисторе VT2. В то время когда лампа погашена на выходе D1.1 действует логический нуль, он инвертируется элементом D1. 2 и единица с его выхода поступает на базу VT2, который открывается и включает светодиод VD2. Когда лампа включена на выходе D1.1 единица а, следовательно, на выходе D1.2 ноль, транзистор VT2 закрыт и светодиод не горит.

Настройка:
Чувствительность устройства высока, при крайне верхнем положении движка резистора R5 устройство срабатывает от негромкого звука или хлопка в ладоши на расстоянии 6-8 метров. При монтаже свободные входные выводы D1 нужно соединить с общим проводом. Не допускать прохождений сетевых проводов вблизи входных цепей ОУ А1. Микрофон М1 - любой динамический.

Радиоконструктор №4 2000г стр. 38

Звуковое реле и схемы для включения освещения с помощью звонка на мобильный телефон. (10+)

Автоматическое управление освещением - Мобильное упраление. Управление звуком

Иногда полезно иметь возможность включить освещение звонком по мобильному телефону. Например, мне, чтобы дойти до дома ночью, нужно включить прожектор, освещающий дорогу. Выключатель, понятное дело, находится дома.

Я сразу же решил, что открывать и перепаивать внутри мобильный телефон не буду. Во-первых , это незаконно. Самостоятельное внесение изменений в устройства, подлежащие обязательной сертификации законом не допускается. Во-вторых , в такой перепайке нет никакой необходимости.

Как и в предыдущих устройствах, я выбрал вариант бестрансформаторного питания. Это сразу обусловило необходимость гальванической развязки с телефоном. Из соображений безопасности мобильный телефон не должен быть напрямую связан с осветительной сетью. Остановился на трех вариантах схемы: акустическая, оптическая и трансформаторная развязки. Все три схемы реагируют на поступление звонка на мобильный телефон. Так как соединение не устанавливается, то деньги не списываются, так что функция получается совершенно бесплатная, если для телефона в системе управления выбрать тариф без абонентской платы. После звонка освещение включено фиксированное время. После чего оно погасает, но его можно включить, снова позвонив.

Звуковое реле

Первый вариант - использование звукового реле, реагирующего на звук звонка телефона. В реле применяется компьютерный микрофон. Он крепится на телефоне в непосредственной близости от громкоговорителя телефона, который издает звук звонка. Обычно этот громкоговоритель расположен на обратной стороне. Телефон с установленным микрофоном нужно звукоизолировать, чтобы посторонние звуки не вызывали помехи. Можно поместить его в чехол из поролона или пенополиэтилена. Для устройства подойдет любой телефон с исправным звонком. Телефон лучше всего подключить к зарядному устройству, включить зарядник в сеть и так оставить навсегда. Используйте оригинальный зарядник, чтобы он мог безопасно работать длительное время.

Устройство подключается к силовой части, описанной на предыдущей странице, в точках, обозначенных буквами A, B, C, вместо схемы на фотореле.

Транзисторы: VT2 - КТ503 , VT3 - КТ502 . Диод VD5 - КД510 или другой аналогичный маломощный диод. Конденсаторы C4 - 0.1 мкФ, C5 - 2 мкФ.

Резисторы: R10 - 50 Ом. Этот резистор нужно подобрать, чтобы обеспечить нужную чувствительность, чтобы реле надежно срабатывало при звонке, не реагировало на посторонние звуки. R11 - 3 кОм. R12 - 50 Ом. R13 - 300 Ом. R14 - 50 Ом.

Все остальные детали, как на предыдущей схеме.

T - микрофон от компьютера. Подключение микрофона со стандартным разъемом осуществляется следующим образом: корпус - к общему проводу, штырек - к конденсатору C4. Если в разъеме есть еще и средний контакт, то его просто не подключаем.

Схема работает так. При возникновении звукового сигнала импульсы тока поступают на базу транзистора VT2, так как переход база - эмиттер обладает односторонней проводимостью, чтобы конденсатор не мог разряжаться, переход зашунтирован диодом. Резистор R12 ограничивает ток. Импульсы тока заряжают конденсатор C5 и открывают транзистор VT3. Через него заряжается конденсатор C1. Свет включается. Когда звук пропадает, конденсатор C1 разряжается, пока освещение не отключится.

Попадая в темноту не всегда удается сразу найти выключатель освещения, особенно если он находится далеко от двери. Аналогичная ситуация может быть, и в случае ухода из помещения, когда мы отключили освещение а затем вынуждены на ощупь идти к выходу. От проблем вас может избавить акустический выключатель схемы и конструкции которого рассмотрены в этой статье.

Автоматический выключатель использует только акустическое реле, для этого нужно выкрутить переменный резистор R2 в минимальное положение.



Акустический выключатель с фотодатчиком

Фотодатчиком является фотодиод ФД263. Он включен в схему в обратном направлении, чтобы, совместно с сопротивлением R2 образовать делитель напряжения. Порог чувствительности фотодатчика ФД263 задается переменным резистором R2.

Элементы DD1. 1 и DD1.2 микросхемы К176ЛА7 образуют триггер Шмитта, который не дает зациклится световому автомату при естественной освещенности близкой к пороговой. Поэтому, при освещении фотодиода на выходе элемента DD1.2 будет логическая единица, а при недостаточном его освещении логический ноль.

Датчиком акустического реле является электретный микрофон со встроенным усилителем. Микрофон подсоединен к двухкаскадному усилителю, собранному на биполярных транзисторах. Усиленный звуковой сигнал с коллектора второго транзистора поступает на одновибратор, собранный на логических элементах DD1.3 и DD1.4 все той же микросхемы. Последний вырабатывает одиночные импульсы длительностью около 10 секунд, при необходимости ее можно изменить, подобрав сопротивление R12 и конденсатор C6. С выхода одновибратор сигнал поступает на полевой транзистор, который включает лампу освещения. Запуск и выключение одновибратора осуществляется управляющим сигналом с выхода 4 элемента DD1.

Автоматический выключатель плавно включит свет в течении 1 секунды, если порог шумов в помещение превысит заданное значение и плавно отключит освещение при отсутствии звуков в комнате через 20 секунд.



Акустический выключатель на операционном усилителе

В роли акустического датчика используется обычный аналоговый микрофон. Сигнал с него усиливается первым операционным усилителем. Чувствительность усилителя задается соотношением сопротивлений R3 и R4. Усиленный акустический сигнал, детектируемый двумя детекторными диодами VD1 и VD2 и заряжает емкость C6. После заряда напряжение на нем становится выше, чем на емкости C7, что в свою очередь переключает компаратор выполненный на втором ОУ, в результате чего на его выходе установится уровень логической единицы.

Логическая единица с выхода ОУ запускает генератор на транзисторе VT1. Работа генератора синхронизируетсяа с питающей сетью через вторую базы этого же транзистора. Этот факт дает возможность осуществить фазовую регулировку мощности.

Как только напряжение на конденсаторе C6 опустится до 2В уменьшается напряжение и на DA1.2. Из-за этого открывающие симистор импульсы поступают с все возрастающей фазовой задержкой, и лампа накаливания плавно гаснет. Указанные на схеме номиналы R5 и конденсатора C6 позволяют создать задержку до трех минут при наступлении полной тишины в помещение.

Конструкция хлопкового выключателя срабатывает на хлопок в ладоши, при условии, что громкости вполне достаточно. Таким образом по хлопку схема включает освещение в подъезде (или другом помещение) на одну минуту. В первой конструкции имеется одна интересная особенность для предотвращения зацикливания работы, а именно, микрофон после включения освещения отключается автоматически, и включается обратно только через пару секунд после отключения света.

Конструкция отключит свет не сразу после нажатия кнопки, а с задержкой в три минуты. А также включит свет при громком звуковом сигнале, аналогично на три минуты.


Устройство подсоединяется параллельно обычному выключателю освещения S1 и пока он замкнут, освещение включено, как только его размыкают через цепь R7- V4- управляющий электрод тиристора V5 начинает заряжаться емкость C3. Тиристор V3 пока открыт, замыкая через себя диагональ выпрямительного моста, лампа горит. Тиристор V5 будет оставаться в открытом состоянии до момента заряда емкости конденсатора C3. Чеез 3 минуты емкость зарядится и тиристор окажется закрытым, тем самым отключив освещение.

Если кто-то не успед покинуть помещение достаточно хлопнуть в ладоши и на на микрофоне возникнут импульсы, которые отпирают тиристор V3. Конденсатор C3 начнет разряжаться через сопротивление R4 и V3, продолжая удерживая его в открытом состоянии. На управляющий электродпятого тиристора следует пульсирующее напряжение, которое его отопрет и лампа загорится опять.

Сопротивлением R3 настраивают чувствительность микрофона. Этот автомат рассчитан на нагрузку 100 Ватт. Если вас заинтересовала конструкция, то рисунок печатной платы вы можете взять из №5 за 1980 год.

Схема используется для включения любой нагрузки при помощи любого звукового сигнала. Мощность коммутируемой нагрузки может быть достаточно большой и определяется лишь возможностями используемого реле.


Звуковым датчиком является обычный микрофон, с него через резистор R4, и конденсатор C1 импульсы следуют на базу VT1, открывая его. Для регулировки уровня чувствительности микрофона возможно потребуется подбор сопротивления R4. Далее стреляет триггер, построенный на транзисторах VT2, VT3. Транзистор VT4 в данной радиолюбительской конструкции выполняет роль электронного ключа, управляющего реле. Питание схемы от любого на 12 вольт.

Акустический датчик подборка простых схем

В первой рассмотренной схеме датчик акустического типа на основе пьезоэлектрического звукового излучателя, реагирует на различные вибрации в поверхности, к которой он прислонен. Основа другой конструкции - типовой микрофон.

Третья схема очень проста и в наладке не нуждается, к ее минусам можно отнести следующее: датчик реагирует на любые громкие звуки, особенно на низких частотах. Кроме того проявляется нестабильная работа устройства при минусовой температуре.

Акустическое реле » Вот схема!


Акустическое реле предназначено для включения радиоприемника или магнитофона по сигналу от звукоизлучателя наручных электронных часов, имеющих функцию будильника.

В акустическом реле в качестве датчика акустических колебаний используется микротелефонный капсюль от наушников с сопротивлением звуковой катушки 32 им.

Для лучшего согласования низкого сопротивления датчика с входом усилителя первый каскад на транзисторе VT1 выполнен по схеме с общей базой. Второй и третий каскады собраны на разноструктурных транзисторах VT2 и VT3. В коллекторной цепи транзистора VT3 включена цепь управляющего электрода тиристора VD1. В его анодной цепи включена обмотка электромагнитного реле Р1, контакты которого (на схеме не показаны) включают питание радиоприемника или магнитофона.

Работает устройство следующим образом. Датчик располагается горизонтально, так чтобы его мембрана была направлена вверх. Электронные часы размещаются на металлическом защитном кожухе датчика. При срабатывании будильника часов акустические колебания от их корпуса передаются к датчику, и в его катушке наводится переменная ЭДС, которая поступает на усилитель на транзисторах VT1-VT3.

Переменное напряжение усиливается до такого значения, при котором, тиристор VD1 открывается и подает ток на обмотку электромагнитного реле. После того, как звучание будильника заканчивается реле Р1 остается включенным и его можно выключить только отключив питание устройства при помощи выключателя S1.

Напряжение питания может быть в пределах 6... 15В. Источник питания — сетевой адаптер для переносной аудиоаппаратуры. При необходимости тиристор КУЧ 01 можно заменить на мощный КУ201, КУ202, уменьшив R6 до 100 Ом. Реле — любое на напряжение, соответствующее напряжению питания.
Настройка заключается в установке чувствительности устройства подстройкой R7.

Вместо электромагнитного реле можно подключить какой-либо звукоизлучатель, например типа музыкального брелка через понижающий стабилизатор.

Акустическое реле на симисторе | AUDIO-CXEM.RU

Акустическое реле способно включать и выключать нагрузку, мощностью до 500Вт, с помощью звуковой команды (голос, хлопок, свист). Основным коммутирующим элементом является симистор BTA06-600, который может быть заменен на более мощный, без пересчета номиналов схемы. Таким образом, мощность коммутируемой нагрузки акустического реле может быть расширена до 1-2кВт.

Ранее я публиковал подобную схему в статье «Акустический выключатель», но преимущество описанного здесь реле заключается в том, что питание схемы осуществляется от напряжения сети 220В переменного тока. Вследствие чего, устройство не требует трансформаторного блока питания или импульсного источника питания.

Само же акустическое реле потребляет всего около 10Вт.

Схема акустического реле на симисторе

Конденсатор C11 металлопленочный на напряжение 630В. Остальные неполярные конденсаторы - керамические. Стабилитрон VD2 напряжением 12В. Микрофон должен быть электретного типа. Транзистор VT1 может быть заменен на MPSA42 или на S9013 (но у S9013 другая цоколевка).

Питание схемы осуществляется напряжением 12В постоянного тока. Оно организуется с помощью гасящего конденсатора C11, выпрямительных диодов VD3, VD4, стабилитрона VD2 и сглаживающего пульсации электролитического конденсатора C10.

Сигнал с микрофона поступает на усилитель низкой частоты, выполненный на транзисторе VT1. Усиленный и смещенный (делителем напряжения R5R6) сигнал поступает на вход таймера U1 (вывод 2). При достижении определенного уровня сигнала таймер формирует один прямоугольный импульс, который поступает на вход синхронизации (вывод 3) триггера U2. При этом, триггер переводится в противоположное состояние и на его прямом выходе (вывод 1), низкий уровень сменяется высоким уровнем или наоборот. Работа этой цепочки более подробно описана в статье «Акустический выключатель».

Высокий уровень сигнала (примерно +5В) с прямого выхода триггера поступает на микросхему U3 управления симистором VS1, который в свою очередь подключает или отключает нагрузку.

Чувствительность акустического реле устанавливается подстроечным резистором R4.

На симистор необходимо установить радиатор с применением теплопроводной пасты. Площадь поверхности теплоотвода должна быть не менее 200см2. Без радиатора мощность коммутируемой нагрузки не должна превышать 100Вт.

Силовые дорожки, по которым протекает ток нагрузки необходимо выполнить шире и покрыть слоем олова. Если производится замена VS1 на более мощный вариант, то дорожки печатной платы нужно лудить толстым слоем олова, а при необходимости пропаять вдоль них медную жилу.

Внимание! При запуске схемы, а также при ее эксплуатации запрещается прикасаться к элементам акустического реле, так как устройство гальванически не развязано от напряжения сети. Это необходимо для исключения поражения электрическим током.

Печатная плата акустического реле на симисторе СКАЧАТЬ

Цепь звукового реле. Простое акустическое реле

Предлагаем вашему вниманию несколько интересных и простых схем акустических реле, которые можно использовать дома, в подъезде или на улице для включения и выключения освещения и бытовой техники. Попробуйте собрать один из них, чтобы оценить удобство управления светом в комнате с помощью хлопка.

Автоматическое включение освещения.

Вот первая схема, принцип ее работы таков: в исходном состоянии у нас есть логический уровень 0 на выходе 5 триггера DD1.1 и триггер 9 DD1.2. Транзистор VT2 закрыт, реле К1 обесточено.

При подаче аудиосигнала (можно хлопать в ладоши) звук микрофона BM1 преобразуется в электрический импульс, который усиливается транзистором VT1.

С коллектора транзистора усиленный сигнал поступает на вход 4 - триггер DD1.1, работающий по схеме одиночного вибратора.

Затем с выхода 5 DD1.1 положительный импульс поступает на тактовый вход триггера DD1.2, включенный по схеме Т-триггера, переключает его, транзистор VT2 открывается и выключает реле К1, коммутируя нагрузку своими контактами (на схеме не показано).

Триггер DD1.2 меняет свое состояние после каждого нового звукового сигнала, и на его выходе 9 чередуются логические уровни 0 и 1. В результате транзистор VT2 открывается или закрывается синхронно. Если прозвучит второй звуковой сигнал, реле К1 выключится и отключит нагрузку.

Настройка схемы заключается в необходимости подбора сопротивления резистора R1.Учтите, что микрофон должен быть только угольным.

Чувствительное акустическое реле.

Устройство работает по принципу триггера с двумя стабильными состояниями, который, реагируя на кратковременный звуковой сигнал, уловленный микрофоном, переводит триггер в другое состояние, таким образом включая и выключая нагрузку.

Звуковой сигнал (хлопок в ладоши) попадает на угольный микрофон (типа MK16-U), после чего фильтруется схемой C1R2 (пропускает только сигнал с частотой звуковых колебаний хлопка).

Этот сигнал усиливается транзистором VT1, рекомендуется использовать транзистор с большим коэффициентом усиления по току. Усиленный сигнал с коллектора VT1 поступает на вход триггера, собранного на транзисторах VT2, VT3.

Обратное состояние на коллекторах VT2 и VT3 относительно друг друга обеспечивается обратной связью, проходящей через резистор R6. Сигнал с высоким уровнем с коллектора VT3 через VD3 и резистор R13 включает ключ на VT4 и реле К1, это реле коммутирует нагрузку своими контактами.Для нагрузки можно использовать различные исполнительные механизмы, но в силу конструктивных особенностей реле через его контакты мощную нагрузку использовать не стоит. В случае мощной нагрузки (более 60 Вт) используйте соответствующее реле или замените блок оконечной коммутации ключом на тиристоре.

Микрофон BM1 можно снять с бычьего телефона. Диоды КД 522 или другие кремниевые или германиевые, Д220, Д9.

В качестве реле можно использовать РЭС 9 (паспорт РСТ.524.204.) Рабочее напряжение 10 В.При снижении напряжения источника питания можно использовать РЭС 10, РЭС 15.

Данная схема проверена на практике и показала хорошую стабильность, а также хорошим качеством схемы является хорошая чувствительность (реагирует на расстоянии 10-15 м) и помехоустойчивость к колебаниям в сети. Можно использовать мощность от 9 до 16 дюймов, результаты показывают хорошие характеристики. При изменении напряжения выберите соответствующее реле.

Основой акустического или, что то же самое, звукового реле также является электронное реле, а датчик управляющих сигналов - микрофон или другой преобразователь звуковых колебаний воздуха в низкочастотные электрические колебания.

Рис. 260. Схема звукового реле.

Схема простейшего варианта такого электронного автомата показана на рис. 260. Рассмотрим внимательно. Вы должны знать многое, если не все. Микрофон действует как датчик управляющих сигналов. Транзисторы V1 и V2 образуют двухкаскадный усилитель колебаний АФ, создаваемых микрофоном, а включенные в цепь удвоения напряжения диоды V3 и V4 являются выпрямителем этих колебаний.Каскад на транзисторе V5 с электромагнитным реле в цепи коллектора и накопительным конденсатором в цепи базы представляет собой электронное реле. Лампа накаливания, подключенная к источнику питания контактами реле К1.1, символизирует исполнительную (управляющую) цепь.

В целом машина так работает. Пока в помещении, где установлен микрофон, относительно тихо, транзистор V5 электронного реле практически закрыт, контакты K1.1 реле разомкнуты последовательно, лампа цепи исполнительного механизма не горит.Это начальный режим ожидания аппарата. Когда появляется звуковой сигнал, например шум или громкий разговор, колебания звуковой частоты, создаваемые микрофоном, усиливаются транзисторами V1, а затем выпрямляются диодами V3, V4. Диоды включаются так, чтобы выпрямленное ими напряжение поступало на базу транзистора отрицательной полярностью и одновременно заряжало накопительный конденсатор.

Если звуковой сигнал достаточно сильный и накопительный конденсатор заряжен до напряжения, то коллекторный ток транзистора V5 увеличится настолько, что сработает реле и его контакты K1.1 включит цепь исполнительного механизма - загорится сигнальная лампа. Исполнительная схема будет включена все время до тех пор, пока на накопительном конденсаторе и на базе транзистора V5 не будет поддерживаться такое же или немного большее отрицательное напряжение. Как только шум или разговор перед микрофоном прекращается, накопительный конденсатор почти полностью разряжается через эмиттерный переход транзистора, ток коллектора уменьшается до исходного состояния, реле размыкается, а его контакты, размыкаясь, размыкаются. отключите исполнительную цепь.

С помощью подстроечного резистора вы можете изменять (в качестве регулятора громкости) напряжение сигнала, поступающего с микрофона на вход усилителя SP, и тем самым регулировать чувствительность акустического реле.

Функцию микрофона может выполнять абонентский динамик или телефонный капсюль. Статический коэффициент передачи тока транзисторов должен быть не менее 30. Электромагнитное реле может быть типа ILV с током отключения до. Напряжение источника питания должно быть на 25-30% выше напряжения выбранного электромагнитного реле.Рассчитайте сопротивление и рассеиваемую мощность резистора в зависимости от используемой сигнальной лампы.

Приступая к наладке и тестированию акустической машины, установите подстроечный резистор двигателя в нижнее положение (согласно схеме) и выберите резистор для установки тока в коллекторной цепи транзистора. Он должен быть меньше тока срабатывания электромагнитного реле. Затем параллельно резистору подключите еще один резистор сопротивлением 15-20 кОм. В этом случае коллекторный ток транзистора должен резко возрасти, и реле сработает.Снимите этот резистор - ток коллектора должен снизиться до исходного значения, реле освободит якорь, а лампа исполнительной цепи погаснет. Так вы проверяете работу электронного реле автомата.

Установите коллекторные токи транзисторов V1 и V2, выбрав резисторы.

Затем установите двигатель резистора в верхнее положение (согласно схеме) и произнесите затяжной громкий звук «аааа» перед микрофоном, машина сработает и включит исполнительную цепь.Он должен реагировать даже на тихий разговор перед микрофоном, на хлопок в ладоши.

Получите такой опыт. Параллельно конденсатору подключите второй электролитический конденсатор с номинальным напряжением 6-10 В. Подключите миллиамперметр к коллекторной цепи V5 и, следуя его стрелке, хлопните в ладоши. Что случилось? Ток коллектора увеличился, но электромагнитное реле не сработало. Хлопните в ладоши 5-10 раз подряд. С каждым хлопком ток коллектора увеличивается и, наконец, реле срабатывает и включает цепь исполнительного механизма.Если звуковые сигналы прекратятся, то через некоторое время ток в коллекторной цепи транзистора снизится до исходного, реле сработает и отключит исполнительную цепь.

О чем говорит этот опыт? Электромагнитное реле машины начало срабатывать и срабатывать с задержкой по времени. Объясняется это тем, что теперь требуется больше времени как для зарядки накопительного конденсатора, так и для его разряда. Вывод напрашивается сам собой: подбором емкости накопительного конденсатора можно регулировать время включения и выключения исполнительной цепи.

Где и как применить такое акустическое реле? Например, используйте его как машину тишины. Для этого сигнальную лампу исполнительной цепи необходимо поместить в ящик, одна из стенок которого сделана из матового стекла, и на нем сделана надпись «Тише». Как только уровень шума или громкость разговора в комнате превысит определенный предел, установленный подстроечным резистором, световая панель немедленно отреагирует на это. Или, скажем, можно установить машинку вместе с малогабаритным микрофоном на самоходную модель или игрушку, а в цепь исполнительного механизма включить ее микроэлектродвигатель вместо лампы накаливания.Несколько хлопков или голосовая команда - и модель начинает двигаться вперед. Как еще? Считать!

Следующий пример автоматизации ...

Схема:

С учетом всех недостатков доработана схема, как показано на рисунке, и получен новый вариант акустического реле.Было решено отказаться от управляющего мультивибратора, создающего помехи, приводящие к зацикливанию, заменить мощный симистор на менее мощный и более доступный триодный тиристор, повысить чувствительность реле за счет введения дополнительного каскада усилителя и ввести его регулировку, уменьшить емкость. конденсатора C5 и включите светодиодную индикацию режима ожидания.

Устройство:
Алгоритм работы устройства остался прежним - хлопок в ладоши или другой подобный звук, и на две минуты включается освещение, затем свет выключается автоматически. Схема акустического датчика вибрации на операционном усилителе К140УД6 аналогична описанному ранее прототипу и не требует пояснений. Далее сигнал через C5 поступает на контроллер чувствительности на R5, а затем через C6 на дополнительный каскад усилителя на транзисторе VT1. Затем через C7 усиленный сигнал поступает на детектор на VD3 и VD4. В момент хлопка на выходе этого детектора появляется некоторое постоянное напряжение (на C8), которое поступает на базу VT3 и размыкает ее.В этом случае конденсатор С3 разряжается через диод VD1 и транзистор VT3. На входах элемента D1.1 устанавливается логический ноль, который сохраняется в течение времени заряда конденсаторов C3 - R3 (около 2 минут). В это время на выходе D1.1 сохраняется уровень логической единицы, которая входит в базу VT4 и открывает ее. Ток, протекающий через этот транзистор, открывает тиристор VS1, который включает лампочку. Как только C3 заряжается до единичного уровня, на выходе D1 устанавливается логический ноль.1, и транзистор VT4 закрывается, ток триггера прекращается, а тиристор VS1 закрывается, тем самым выключая лампу. Блок индикации дежурного режима выполнен на элементе D1.2 и транзисторе VT2. Пока лампа на выходе D1.1 не горит, действует логический ноль, он инвертируется элементом D1.2 и единица с его выхода поступает на базу VT2, которая открывает и включает светодиод VD2. При включении лампы на выходе D1.1 единица и, следовательно, на выходе D1.2 равна нулю, транзистор VT2 закрыт и светодиод не горит.

Настройка:
Чувствительность прибора высокая, при предельно высоком положении двигателя резистора R5 прибор срабатывает тихим звуком или хлопком на расстоянии 6-8 метров. При установке свободные входные клеммы D1 необходимо соединить с общим проводом. Не допускать прохождения сетевых проводов вблизи входных цепей ОС А1. Микрофон М1 - любой динамический.

Радиоконструктор №4 2000, стр. 38

Звуковое реле и схемы включения освещения с помощью звонка на мобильный телефон. (10+)

Автоматическое управление освещением - мобильное управление. Управление звуком

Иногда бывает полезно включить освещение, позвонив по мобильному телефону. Например, чтобы добраться до дома ночью, мне нужно включить прожектор, освещающий дорогу. Переключатель, конечно, дома.

Сразу решил, что не буду вскрывать и впаивать мобильник внутри. Сначала , это незаконно. Самостоятельное внесение изменений в устройства, подлежащие обязательной сертификации по закону, не допускается. Во вторых , в такой пайке нет необходимости.

Как и в предыдущих устройствах, я выбрал вариант бестрансформаторного питания. Это немедленно потребовало гальванической развязки от телефона. По соображениям безопасности не следует подключать мобильный телефон напрямую к сети освещения. Он остановился на трех вариантах схемы: акустической, оптической и трансформаторной развязке. Все три схемы отвечают на звонок на мобильный телефон. Поскольку соединение не установлено, деньги не списываются, поэтому функция полностью бесплатна, если в системе управления выбрать тариф без абонентской платы за телефон.После звонка на фиксированное время включается освещение. После чего гаснет, но можно включить, позвонив еще раз.

Звуковое реле

Первый вариант - использовать звуковое реле, которое реагирует на звук звонка телефона. В реле используется компьютерный микрофон. Он устанавливается на телефоне в непосредственной близости от динамика телефона, издающего звук звонка. Обычно этот динамик располагается сзади. Телефон с установленным микрофоном должен быть звукоизолирован, чтобы посторонние звуки не создавали помех.Можно положить в чехол из пенопласта или пенополиэтилена. К аппарату подойдет любой телефон с рабочим звонком. Телефон лучше всего подключить к зарядному устройству, подключить зарядное устройство к сети и так оставить навсегда. Используйте оригинальное зарядное устройство, чтобы оно могло безопасно работать долгое время.

Устройство подключается к блоку питания, описанному на предыдущей странице, в точках, обозначенных буквами A, B, C, вместо цепи на фотоэлементе.

Транзисторы: VT2 - КТ503, VT3 - КТ502. Диод vd5 - КД510 или другой аналогичный маломощный диод. Конденсаторы C4 - 0,1 мкФ, C5 - 2 мкФ.

Резисторы: R10 - 50 Ом. Этот резистор нужно подбирать для обеспечения необходимой чувствительности, чтобы реле надежно срабатывало при звонке, не реагировало на посторонние звуки. R11 - 3 кОм. R12 -50 Ом. R13 - 300 Ом. R14 -50 Ом.

Все остальные детали, как на предыдущей схеме.

T - микрофон от компьютера. Подключение микрофона со штатным разъемом происходит следующим образом: корпус - к общему проводу, пин - к конденсатору С4. Если в разъеме тоже есть средний контакт, то мы его просто не подключаем.

Схема работает так. При возникновении звукового сигнала импульсы тока поступают на базу транзистора VT2, поскольку переход база-эмиттер имеет одностороннюю проводимость, так что конденсатор не может разряжаться, переход шунтируется диодом.Резистор R12 ограничивает ток. Импульсы тока заряжают конденсатор С5 и открывают транзистор VT3. Через него заряжается конденсатор С1. Загорится свет. Когда звук пропадает, конденсатор С1 разряжается, пока не погаснет свет.

Попадая в темноту, не всегда удается сразу найти выключатель света, особенно если он находится далеко от двери. Похожая ситуация может быть и в случае выхода из комнаты, когда мы выключили освещение и затем принудительно коснулись для выхода к выходу. Избавиться от проблем можно с помощью акустического выключателя, конструкция которого обсуждается в этой статье.

В автоматическом выключателе используется только акустическое реле, для этого нужно открутить переменный резистор R2 в минимальное положение.



Акустический выключатель с фотодатчиком

Фотодатчик - фотодиод FD263. Он включен в цепь в обратном направлении вместе с сопротивлением R2, образуя делитель напряжения. Порог чувствительности фотодатчика ФД263 устанавливается переменным резистором R2.

Элементы DD1.1 и DD1.2 микросхемы K176LA7 образуют триггер Шмитта, который не позволяет световой цепи зацикливаться при естественном освещении вблизи порога. Следовательно, при включении фотодиода на выходе элемента DD1.2 будет логическая единица, а при недостаточном освещении - логический ноль.

Акустический релейный датчик представляет собой электретный микрофон со встроенным усилителем. Микрофон подключен к двухкаскадному усилителю, собранному на биполярных транзисторах. Усиленный звуковой сигнал с коллектора второго транзистора поступает на одновибратор, собранный на логических элементах DD1.3 и DD1.4 той же микросхемы. Последний выдает одиночные импульсы длительностью около 10 секунд, при необходимости его можно изменить подбором сопротивления R12 и конденсатора C6. С выхода однозарядного устройства сигнал поступает на полевой транзистор, который включает лампочку. Запуск и выключение однозарядного устройства осуществляется управляющим сигналом с выхода 4 элемента DD1.

Автоматический выключатель плавно включит свет в течение 1 секунды, если порог шума в комнате превышает установленное значение, и плавно выключит освещение, когда в комнате нет звуков, через 20 секунд.



Акустический выключатель на операционном усилителе

В качестве акустического датчика используется обычный аналоговый микрофон. Сигнал от него усиливается первым операционным усилителем. Чувствительность усилителя задается соотношением сопротивлений R3 и R4. Усиленный акустический сигнал обнаруживается двумя детекторными диодами VD1 и VD2 и заряжает емкость C6. После заряда напряжение на нем становится выше, чем на емкости С7, что в свою очередь переключает компаратор, выполненный на втором ОУ, в результате чего на его выходе устанавливается уровень логической единицы.

Логическая единица с выхода ОУ запускает генератор на транзисторе VT1. Работа генератора синхронизируется с питающей сетью через вторую базу того же транзистора. Это позволяет проводить фазовую регулировку мощности.

Как только напряжение на конденсаторе С6 упадет до 2В, напряжение на DA1.2 тоже упадет. Из-за этого импульсы, открывающие симистор, приходят с увеличивающейся фазовой задержкой, и лампа накаливания плавно гаснет.Указанные на схеме номиналы R5 и конденсатора С6 позволяют создать задержку до трех минут при полной тишине в помещении.

Конструкция ватного переключателя работает на хлопок при достаточной громкости. Таким образом, хлопковая схема включает освещение в подъезде (или другом помещении) на одну минуту. У первой конструкции есть одна интересная особенность для предотвращения зацикливания работы, а именно: микрофон автоматически выключается после включения света, а включается только через пару секунд после выключения света.

Конструкция выключит свет не сразу после нажатия кнопки, а с задержкой в ​​три минуты. Он также включит свет громким звуковым сигналом на три минуты.


Устройство подключено параллельно обычному выключателю освещения S1 и пока он замкнут, включается освещение, как только он размыкается через цепь R7-V4, управляющий электрод тиристора V5 начинает заряжать емкость C3. . Тиристор V3 по-прежнему открыт, замыкая через себя диагональ выпрямительного моста, лампа горит.Тиристор V5 будет оставаться открытым, пока не зарядится конденсатор C3. Через 3 минуты емкость зарядится и тиристор закроется, тем самым выключив свет.

Если кто-то не успевает выйти из комнаты, достаточно хлопнуть в ладоши и на микрофоне появятся импульсы, разблокирующие тиристор V3. Конденсатор C3 начнет разряжаться через сопротивления R4 и V3, продолжая держать его открытым. Пульсирующее напряжение следует за управлением тиристором пятого электрода, который нагревает его, и лампа снова загорается.

Resistance R3 регулирует чувствительность микрофона. Эта машина рассчитана на нагрузку 100 Вт. Если вас интересует конструкция, то можно взять конструкцию печатной платы из №5 за 1980 год.

Схема предназначена для включения любой нагрузки по любому звуковому сигналу. Мощность коммутируемой нагрузки может быть довольно большой и определяется только возможностями используемого реле.


Звуковой датчик - обычный микрофон, от него через резистор R4, а конденсатор С1 импульсы следуют за базой VT1, открывая ее.Для регулировки уровня чувствительности микрофона может потребоваться выбрать сопротивление R4. Далее срабатывает триггер, построенный на транзисторах VT2, VT3. Транзистор VT4 в этой любительской конструкции играет роль электронного ключа, управляющего реле. Схема питания от любых 12 вольт.

Датчик акустический Подборка простых схем

В первой рассмотренной схеме датчик акустического типа на основе пьезоэлектрического излучателя звука реагирует на различные колебания поверхности, на которую он опирается. Основа другой конструкции - типичный микрофон.

Третья схема очень проста и не требует настройки, к ее минусам можно отнести следующее: датчик реагирует на любые громкие звуки, особенно на низких частотах. Кроме того, проявляется нестабильная работа устройства при минусовых температурах.

Акустическое реле

Вашему вниманию акустическое реле. Эта схема довольно проста даже для новичков, всего с одной микросхемой, одним транзистором, несколькими кондерами, резисторами и двумя реле.

Все началось с того, что у меня на даче висит светильник на стене, и когда я поднимаюсь поздно вечером на 2 этаж, в темноте сложно включить светильник, пока он не дойдет: - ). Исходя из этого, мне пришла в голову идея запустить такую ​​штуку, которая включала бы свет во время хлопка, а второй и выключенный хлопок.

Эту схему я придумал для себя и просто состыковал две конструкции в одну. Получилось довольно компактно! И я решил выставить свое творение на свет, точнее там раньше производили эту лампу.Была яркость лампы, а теперь и акустическое реле. Кто-то не понимает, что за лампа видят на иллюстрации:

Принцип работы реле

Начнем с того момента, когда в микрофоне он услышал звуковой сигнал. Микрофон как сенсор преобразовал звук хлопка в Эл. сигнал проходит через конденсатор С1 на входе схемы СОА, которая является предварительным усилителем. Далее усиленный сигнал с микросхемы проходит через конденсатор С6 в каскад, собранный на транзисторе VT1.Он также является усилителем переменного напряжения и усилителем постоянного тока. С коллектора транзистора VT1 сигнал поступает на реле К1, которое включается, но ненадолго, это зависит от длительности звукового сигнала. Этого времени достаточно для того, чтобы контакты реле К1 изолирулись, дали сигнал на срабатывание триггера, который сработал на реле К2. При срабатывании триггера реле К2, одни контакты которого включают нагрузку, а другие управляют триггером. Правильная работа триггера достигается подбором резисторов R8 и R9.

Настройка звукового реле

Когда первая лампа хлопка должна загореться, а вторая не горит. Если это происходит при воспламенении хлопка, и сразу после того, как он погаснет, то через резистор R9 и катушку реле K2 протекает ток ниже тока расцепителя. В этом случае нужно подкрутить переменный резистор R9. Можно заметить, что лампа включается, но не гаснет. Это говорит о том, что через резистор R8 и катушку реле K2 протекает ток выше расцепителя тока, и он удерживает якорь реле.Значит нужно подкрутить резистор R8.

Скачать файл печатной платы в формате LAY

Авторы: Тера (Дмитрий) dmitryter89 [dog] yandex.ru Сергей Раскин; Публикация: www.cxem.net

Автор: Алексей

Дата создания
Дата изменения

  • Интересно
  • Не интересует

Снимок фотоакустической топографии с помощью эргодического реле для высокопроизводительной визуализации оптического поглощения

  • 1.

    Юскайтис Р., Уилсон Т., Нил М. М. и Козубек М. Эффективная конфокальная микроскопия в реальном времени с источниками белого света. Nature 383 , 804–806 (1996).

    ADS Google Scholar

  • 2.

    Денк У., Стриклер Дж. Х. и Уэбб У. У. Двухфотонная лазерная сканирующая флуоресцентная микроскопия. Наука 248 , 73–76 (1990).

    ADS Google Scholar

  • 3.

    Horton, N.G. et al. Трехфотонная микроскопия подкорковых структур интактного мозга мыши in vivo. Nat. Фотон. 7 , 205–209 (2013).

    ADS Google Scholar

  • 4.

    Вакок, Б. Дж., Фукумура, Д., Джайн, Р. К. и Баума, Б. Е. Визуализация рака с помощью оптической когерентной томографии: доклинический прогресс и клинический потенциал. Nat. Rev. Cancer 12 , 363–368 (2012).

    Google Scholar

  • 5.

    Etoh, T. G. et al. Датчик изображения, который захватывает 100 последовательных кадров со скоростью 1000000 кадров / с. IEEE Trans. Электрон. Dev. 50 , 144–151 (2003).

    ADS Google Scholar

  • 6.

    Гао, Л., Лян, Дж., Ли, К. и Ван, Л. В. Однокадровая сжатая сверхбыстрая фотография со скоростью сто миллиардов кадров в секунду. Природа 516 , 74–77 (2014).

    ADS Google Scholar

  • 7.

    Wu, H. et al. Увеличение видео Эйлера для выявления тонких изменений в мире. ACM Trans. Графика 31 , 1–8 (2012).

    Google Scholar

  • 8.

    Бушар, М. Б., Чен, Б. Р., Берджесс, С. А. и Хиллман, Э. М. С. Сверхбыстрая мультиспектральная оптическая визуализация оксигенации коры головного мозга, кровотока и динамики внутриклеточного кальция. Опт. Экспресс 17 , 15670–15678 (2009).

    ADS Google Scholar

  • 9.

    Ван, Л. В. и Ху, С. Фотоакустическая томография: визуализация in vivo от органелл до органов. Наука 335 , 1458–1462 (2012).

    ADS Google Scholar

  • 10.

    Jathoul, A. P. et al. Глубокая фотоакустическая визуализация тканей млекопитающих in vivo с использованием генетического репортера на основе тирозиназы. Nat. Фотон. 9 , 239–246 (2015).

    ADS Google Scholar

  • 11.

    Taruttis, A. & Ntziachristos, V. Достижения в области создания мультиспектральных оптоакустических изображений в реальном времени и их приложений. Nat. Фотон. 9 , 219–227 (2015).

    ADS Google Scholar

  • 12.

    Ван, Л. В. и Яо, Дж. Практическое руководство по фотоакустической томографии в науках о жизни. Nat. Методы 13 , 627–638 (2016).

    Google Scholar

  • 13.

    Li, L. et al. Одноимпульсная панорамная фотоакустическая компьютерная томография динамики всего тела мелких животных с высоким пространственно-временным разрешением. Nat. Биомед. Англ. 1 , 0071 (2017).

    Google Scholar

  • 14.

    Деан-Бен, X. Л. и Разански, Д. Добавление пятого измерения к оптоакустической визуализации: объемная спектрально-обогащенная томография с временным разрешением. Light Sci. Прил. 3 , e137 (2014).

    Google Scholar

  • 15.

    Yao, J. et al. Многоуровневая фотоакустическая томография с использованием обратимо переключаемого бактериального фитохрома в качестве фотохромного зонда ближнего инфракрасного диапазона. Nat. Методы 13 , 67–73 (2015).

    Google Scholar

  • 16.

    Gamelin, J. et al. Система фотоакустической томографии в реальном времени для мелких животных. Опт. Экспресс 17 , 10489–10498 (2009).

    ADS Google Scholar

  • 17.

    Wong, T. T. W. et al. Автоматическая трехмерная визуализация целых органов без этикеток с помощью фотоакустической микроскопии с микротомией. Nat. Commun. 8 , 1386 (2017).

    ADS Google Scholar

  • 18.

    Li, L. et al. Фотоакустическая томография без этикеток всех структур мозга мыши ex vivo. Нейрофотоника 3 , 035001 (2016).

    Google Scholar

  • 19.

    Ван, Л. В. Многоуровневая фотоакустическая микроскопия и компьютерная томография. Nat. Фотон. 3 , 503–509 (2009).

    ADS Google Scholar

  • 20.

    Дрегер, К. и Финк, М. Одноканальное обращение упругих волн во времени в хаотической двумерной кремниевой полости. Phys. Rev. Lett. 79 , 407–410 (1997).

    ADS Google Scholar

  • 21.

    Инг, Р. К., Квиффин, Н. , Кателин, С. и Финк, М. При твердой локализации ударов пальцами с использованием процесса акустического обращения времени. Заявл. Phys. Lett. 87 , 204104 (2005).

    ADS Google Scholar

  • 22.

    Cox, B. & Beard, P.C. Фотоакустическая томография с одним детектором в реверберирующем резонаторе. J. Acoustical Soc. Являюсь. 125 , 1426–1436 (2009).

    ADS Google Scholar

  • 23.

    Ван Л.В. Фотоакустическая томография. Scholarpedia 9 , 10278 (2014).

    ADS Google Scholar

  • 24.

    Бирд, П. К. Биомедицинская фотоакустическая визуализация. Interface Focus 1 , 602–631 (2011).

    Google Scholar

  • 25.

    Treeby, B. & Cox, B. k-Wave: набор инструментов MATLAB для моделирования и реконструкции фотоакустических волновых полей. J. Biomed. Опт. 15 , 021314 (2010).

    ADS Google Scholar

  • 26.

    Yao, J. et al. Функциональная фотоакустическая микроскопия мозга мышей без меток в действии. Nat. Методы 12 , 407–410 (2015).

    Google Scholar

  • 27.

    Liao, L. D. et al. Транскраниальная визуализация функциональных изменений церебральной гемодинамики в отдельных кровеносных сосудах с использованием фотоакустической микроскопии in vivo. J. Метаболизм церебрального кровотока 2 , 938–951 (2012).

    Google Scholar

  • 28.

    Хай П., Яо Дж., Маслов К., Чжоу Ю. и Ван Л. В. Фотоакустическая микроскопия с оптическим разрешением в ближнем инфракрасном диапазоне. Опт. Lett. 39 , 5192–5195 (2014).

    ADS Google Scholar

  • 29.

    Hsu, H. -C. и другие. Двухосевая подсветка для виртуального увеличения обзора фотоакустической микроскопии с оптическим разрешением. J. Biomed. Опт. 23 , 076001 (2018).

    ADS Google Scholar

  • 30.

    Джорджианос П. И., Пикилиду М. И., Лиакопулос В., Баласка Е. В. и Зебекакис П. Э. Жесткость артерий при терминальной стадии почечной недостаточности - патогенез, клиническая эпидемиология и терапевтические возможности. Hypertension Res. 41 , 309–319 (2018).

    Google Scholar

  • 31.

    Лондон, Г. М. и Герен, А. П. Влияние артериального пульса и отраженных волн на кровяное давление и сердечную функцию. Am. Харт J. 138 , S220 – S224 (1999).

    Google Scholar

  • 32.

    Йе, К., Ху, С., Маслов, К. и Ван, Л. В. Фотоакустическая микроскопия пульсовой волны крови. J. Biomed. Опт. 17 , 070504 (2012).

    ADS Google Scholar

  • 33.

    Fitch, R. M., Vergona, R., Sullivan, M. E. & Wang, Y.-X. Ингибирование синтазы оксида азота увеличивает жесткость аорты, измеряемую по скорости пульсовой волны у крыс. Cardiovasc. Res. 51 , 351–358 (2001).

    Google Scholar

  • 34.

    Секи, Дж.Пульсация потока и структура сети в мезентериальном микроциркуляторном русле крыс. Am. J. Physiol. Heart Circulatory Physiol. 266 , H811 – H821 (1994).

    Google Scholar

  • 35.

    Миура, Г. Визуализация раковой опухоли: поймай меня, если сможешь. Nat. Chem. Биол. 10 , 485 (2014).

    ADS Google Scholar

  • 36.

    Hai, P. et al.Высокопроизводительное обнаружение и количественное определение циркулирующих кластеров опухолевых клеток меланомы без использования этикеток с помощью фотоакустической томографии на основе линейной матрицы. J. Biomed. Опт. 22 , 041004 (2017).

    ADS Google Scholar

  • 37.

    Дин-Бен, X. Л., Разански, Д. Локализационная оптоакустическая томография. Light Sci. Прил. 7 , 18004 (2018).

    Google Scholar

  • 38.

    Лян, Ю., Цзинь, Л., Гуань, Б.-О. И Ван, Л. Мультиволновой импульсный лазер с частотой 2 МГц для функциональной фотоакустической микроскопии. Опт. Lett. 42 , 1452–1455 (2017).

    ADS Google Scholar

  • 39.

    Li, L. et al. Небольшой фотохромный белок ближнего инфракрасного диапазона для фотоакустической мульти-контрастной визуализации и обнаружения белковых взаимодействий in vivo. Nat. Commun. 9 , 2734 (2018).

    ADS Google Scholar

  • 40.

    Wu, Z. et al. Микророботическая система, управляемая фотоакустической компьютерной томографией, для целевой навигации в кишечнике in vivo. Sci. Робот. 4 , eaax0613 (2019).

    Google Scholar

  • 41.

    Moderne Messmethoden der Physik Vol. 1, 2, расширенное издание (Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1960).

  • 42.

    Американский институт лазеров. Американский национальный стандарт безопасного использования лазеров (Американский национальный институт стандартов, 2000).

  • 43.

    Биукас-Диас, Дж. М. и Фигейредо, М. А. Т. Новый TwIST: двухэтапные итерационные алгоритмы сжатия / установления порога для восстановления изображений. IEEE Trans. Обработка изображений 16 , 2992–3004 (2007).

    ADS MathSciNet Google Scholar

  • 44.

    Jacobs, J. D. & Hopper-Borge, E. A. Инфузии сонной артерии для фармакокинетического и фармакодинамического анализа таксанов у мышей. J. Vis. Exp. 92 , e51917 (2014).

    Google Scholar

  • 45.

    Винклер А. М., Маслов К. и Ван Л. В. Шумоэквивалентная чувствительность фотоакустики. J. Biomed. Опт. 18 , 097003 (2013).

    Google Scholar

  • 46.

    Томпсон, Р. Э., Ларсон, Д. Р. и Уэбб, У. У. Точный нанометровый анализ локализации индивидуальных флуоресцентных зондов. Biophys. J. 82 , 2775–2783 (2002).

    Google Scholar

  • Снимок фотоакустической топографии с помощью эргодического реле оптического поглощения in vivo

  • 1.

    Вебер Дж., Берд П. К. и Бондиек С. Е. Контрастные вещества для молекулярной фотоакустической визуализации. Nat. Методы 13 , 639–650 (2016).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 2.

    Ntziachristos, V. Идя глубже микроскопии: рубеж оптической визуализации в биологии. Nat. Методы 7 , 603–614 (2010).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 3.

    Ван, Л. Х. В. и Ху, С. Фотоакустическая томография: визуализация in vivo от органелл к органам. Наука 335 , 1458–1462 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 4.

    Чжан Х. Ф., Маслов К. и Ван Л. В. Визуализация подкожных структур in vivo с использованием функциональной фотоакустической микроскопии. Nat. Protoc. 2 , 797–804 (2007).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 5.

    Бирд, П. К. Биомедицинская фотоакустическая визуализация. Interface Focus 1 , 602–631 (2011).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 6.

    Xu, M. & Wang, L.V. Универсальный алгоритм обратной проекции для фотоакустической компьютерной томографии. Phys. Rev. E Stat. Нелин. Soft Matter Phys. 71 , 016706 (2005).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 7.

    Мэтьюз, Т. П., Пудель, Дж., Ли, Л., Ван, Л. В. и Анастасио, М. А. Параметризованная совместная реконструкция начальных распределений давления и скорости звука для фотоакустической компьютерной томографии. SIAM J. Imaging Sci. 11 , 1560–1588 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 8.

    Li, L. et al. Одноимпульсная панорамная фотоакустическая компьютерная томография динамики всего тела мелких животных с высоким пространственно-временным разрешением. Nat. Биомед. Англ. 1 , 0071 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 9.

    Ван, Л. В. и Яо, Дж. Практическое руководство по фотоакустической томографии в науках о жизни. Nat. Методы 13 , 627–638 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 10.

    Li, Y. et al. Снимок фотоакустической топографии с помощью эргодического реле для высокопроизводительной визуализации оптического поглощения. Nat. Фотоника 14 , 164–170 (2020).

    CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Li, L. et al. Небольшой фотохромный белок ближнего инфракрасного диапазона для фотоакустической мульти-контрастной визуализации и обнаружения белковых взаимодействий in vivo. Nat. Commun. 9 , 2734 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 12.

    Zhang, P. et al. Глубокая функциональная визуализация всего мозга мыши с высоким разрешением с помощью фотоакустической компьютерной томографии in vivo. J. Biophotonics 11 , e201700024 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Чжан П., Ли, Л., Лин, Л., Ши, Дж. И Ван, Л. В. Фотоакустическая компьютерная томография со сверхвысоким разрешением in vivo путем локализации одиночных окрашенных капель. Light Sci. Прил. 8 , 36 (2019).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 14.

    Jathoul, A. P. et al. Глубокая фотоакустическая визуализация тканей млекопитающих in vivo с использованием генетического репортера на основе тирозиназы. Nat. Фотоника 9 , 239–246 (2015).

    CAS Статья Google Scholar

  • 15.

    Yao, J. et al. Многоуровневая фотоакустическая томография с использованием обратимо переключаемого бактериального фитохрома в качестве фотохромного зонда ближнего инфракрасного диапазона. Nat. Методы 13 , 67–73 (2016).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 16.

    Wu, Z. et al. Микророботическая система, управляемая фотоакустической компьютерной томографией, для целевой навигации в кишечнике in vivo . Sci. Робот. 4 , eaax0613 (2019).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 17.

    Li, L. et al. Фотоакустическая томография без этикеток всех структур мозга мыши ex vivo . Нейрофотоника 3 , 035001 (2016).

    PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 18.

    Yeh, C. et al. Сухая муфта для фотоакустической компьютерной томографии мелких животных. J. Biomed. Опт. 22 , 41017 (2017).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 19.

    Разанский Д. и др. Мультиспектральная оптоакустическая томография глубоко расположенных флуоресцентных белков in vivo. Nat. Фотоника 3 , 412–417 (2009).

    CAS Статья Google Scholar

  • 20.

    Imai, T. et al. Высокопроизводительная ультрафиолетовая фотоакустическая микроскопия с мультифокальным возбуждением. J. Biomed. Опт. 23 , 1–6 (2018).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 21.

    Qu, Y. et al. Фотоакустическая компьютерная томография, чувствительная к дихроизму. Optica 5 , 495–501 (2018).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 22.

    Разанский Д., Бюлер А. и Нциахристос В. Объемная мультиспектральная оптоакустическая томография биомаркеров в реальном времени. Nat. Protoc. 6 , 1121–1129 (2011).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 23.

    Ли, Л., Чжу, Л., Шен, Ю. и Ван, Л. В. Многоканальное преобразование Гильберта в фотоакустической компьютерной томографии на основе матрицы полнокольцевых преобразователей. J. Biomed. Опт. 22 , 76017 (2017).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 24.

    Laufer, J. et al. Доклиническая фотоакустическая визуализация in vivo развития сосудистой сети опухоли и терапии. J. Biomed. Опт. 17 , 056016 (2012).

    PubMed Google Scholar

  • 25.

    Эллвуд Р., Огунлад О., Чжан Э., Бирд П. и Кокс Б. Фотоакустическая томография с использованием ортогональных датчиков Фабри – Перо. J. Biomed. Опт. 22 , 41009 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 26.

    Li, L. et al. Полностью моторизованная фотоакустическая микроскопия с оптическим разрешением. Опт. Lett. 39 , 2117–2120 (2014).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 27.

    Yao, J. et al. Функциональная фотоакустическая микроскопия мозга мышей без меток в действии. Nat. Методы 12 , 407–410 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 28.

    Hsu, H.-C. и другие. Двухосевая подсветка для виртуального увеличения обзора фотоакустической микроскопии с оптическим разрешением. J. Biomed. Опт. 23 , 1–7 (2018).

    PubMed Google Scholar

  • 29.

    Дрегер, К. и Финк, М. Одноканальное обращение упругих волн во времени в хаотической двумерной кремниевой полости. Phys. Rev. Lett. 79 , 407 (1997).

    CAS Статья Google Scholar

  • 30.

    Ing, R.K., Quieffin, N., Catheline, S. & Fink, M.При твердой локализации ударов пальцами используется акустический процесс обращения во времени. Заявл. Phys. Lett. 87 , 204104 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 31.

    Li, Y., Wong, T. T., Shi, J., Hsu, H.-C. И Ван, Л. В. Мультифокальная фотоакустическая микроскопия с использованием одноэлементного ультразвукового преобразователя через эргодическое реле. Light Sci. Прил. 9 , 1–7 (2020).

    Артикул Google Scholar

  • 32.

    Li, Y. et al. Фотоакустическая топография с помощью эргодического реле для функциональной визуализации и биометрических приложений in vivo. J. Biomed. Опт. 25 , 1–8 (2020).

    PubMed Google Scholar

  • 33.

    Финк, М. и де Росни, Дж. Обращенная во времени акустика в случайных средах и в хаотических полостях. Нелинейность 15 , R1 (2001).

    Артикул Google Scholar

  • 34.

    Eder, F. X. Moderne Messmethoden der Physik. Бд 1 . 2., erweiterte Aufl. Эдн (Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1960).

  • 35.

    Биукас-Диас, Дж. М. и Фигейредо, М. А. Т. Новый TwIST: двухэтапные итерационные алгоритмы сжатия / установления порога для восстановления изображений. IEEE Trans. Процесс изображения. 16 , 2992–3004 (2007).

    PubMed Статья Google Scholar

  • Фотоакустическая топография с помощью эргодического реле для функциональной визуализации и биометрических приложений in vivo

    Фотоакустическая визуализация (PA) предоставляет функциональную и молекулярную информацию путем измерения оптического поглощения, что поддерживает широкий спектр биомедицинских приложений. 1 - 4 Компьютерная томография PA (PACT) успешно визуализировала структурные и динамические особенности животных и людей. 5 - 7 Используя массив ультразвуковых преобразователей, система PACT может обнаруживать сигналы из большого поля обзора (FOV) параллельно, но многоканальная система обнаружения и сбора данных сложна и дорога. 8 , 9 Кроме того, системы PACT часто бывают громоздкими. С другой стороны, обычные системы PA-микроскопии сканируют одноэлементный ультразвуковой преобразователь для формирования изображений с меньшей пропускной способностью. 4 , 10

    В качестве альтернативы мы разработали фотоакустическую топографию с помощью эргодического реле (PATER), новой технологии высокоскоростной визуализации с одноэлементным ультразвуковым преобразователем. 11 Акустическое эргодическое реле (ER) - это акустический волновод, который кодирует звуковые волны от входных точек до выходной точки с отчетливыми акустическими реверберирующими характеристиками. 12 Ранее мы показали, что прямоугольная призма работает как ER для PATER. 11 Используя только одноэлементный ультразвуковой преобразователь, PATER одновременно обнаруживает широкополосные PA-сигналы, закодированные ER, а затем математически декодирует принятый сигнал для формирования широкопольного изображения. 11 , 13 , 14 Следовательно, PATER можно использовать для изучения динамических действий с субмиллисекундным временным разрешением в большом поле зрения. Применяя PATER in vivo , мы отслеживали изменения насыщения кислородом в мозге мыши и продемонстрировали высокоскоростное распознавание сосудистых паттернов для биометрической аутентификации.Наши результаты показали, что PATER является многообещающей и экономичной альтернативой PACT для широкого спектра биомедицинских приложений.

    На рисунке 1 (а) показана схема системы PATER. Импульсный лазерный луч с длиной волны 532 нм (INNOSAB IS8II-E, Edgewave GmbH, ширина импульса 5 нс и частота повторения импульсов 1 кГц) проходит через колесо оптических элементов (LTFW6, Thorlabs, Inc.), которое переключает активный оптические элементы (линза и спроектированный рассеиватель) на световом пути и за его пределами в соответствии с режимом сбора данных.Затем лазерный луч проходит через ER и освещает объект на плоскости изображения ER. Волны PA кодируются внутри ER и, наконец, обнаруживаются одноэлементным ультразвуковым преобразователем (VP-0,5-20 МГц, CTS Electronics, Inc.).

    Рис. 1

    PATER: (a) схема системы. БС, светоделитель; DAQ, блок сбора данных; ER, эргодическое реле; OEW, колесо оптических элементов; и ультразвуковой преобразователь УЗИ. OEW переключает два оптических элемента (линзу или специальный диффузор) в соответствии с режимом сбора данных (калибровка или широкое поле).(б) Схема режима калибровки. Свет фокусируется линзой для генерации PA-волн. Каждый обнаруженный сигнал PA представляет собой импульсную характеристику от положения сфокусированного освещения. (c) Схема для режима широкопольного отображения. Широкопольный свет гомогенизируется спроектированным диффузором для равномерного освещения всего поля зрения. Обнаруженный сигнал PA представляет собой линейную комбинацию импульсных характеристик от всего поля зрения.

    PATER требует двух шагов сбора данных. На первом этапе - сканирование по точкам, называемое режимом калибровки [рис.1 (b)], лазерный луч фокусируется плосковыпуклой линзой (LA1433, Thorlabs, Inc .; фокусное расстояние 150 мм) в небольшое пятно (∼30 мкм) на входной поверхности ЭР, которое сопрягается с объект, который нужно отобразить. Поскольку ширина импульса лазера (~ 5 нс) намного короче, чем центральный период ультразвукового преобразователя (50 нс, что соответствует 20 МГц), а пятно сфокусированного луча (~ 30 мкм) намного меньше центральной длины акустической волны. (~ 300 мкм внутри ER), каждая волна PA, входящая в ER, может быть аппроксимирована как пространственно-временная дельта-функция. 11 , 15 Следовательно, каждое калибровочное измерение количественно определяет импульсную характеристику системы в одной позиции сканирования. ER приводится в действие настраиваемым двухосевым моторизованным столиком для растрового сканирования по осям x и y, поэтому импульсные характеристики по всему полю поля зрения могут быть откалиброваны. На втором этапе, называемом режимом формирования изображений с широким полем, для освещения используется широкий лазерный луч [Рис. 1 (с)]. Лазерный луч проходит через сконструированный диффузор (EDC-5-A-1r, RPC Photonics, Inc.; Угол расходимости 5,5 градуса), который гомогенизирует луч для равномерного освещения.

    Метод настройки и реконструкции системы PATER был описан в Ref. 11. Каждое широкопольное измерение может быть выражено как линейная комбинация импульсных характеристик всех пикселей:

    Eq. (1)

    s (t) = ∑i = 1Npki (t) Pi, где s обозначает обнаруженный широкополосный PA-сигнал, t - время, i - индекс пикселя, Np - общее количество пикселей, ki - нормализованное импульсный отклик от калибровки, а Pi - среднеквадратичная (RMS) амплитуда PA. 11 Среднеквадратичное значение необработанного калибровочного сигнала k˜i (t) для i-го пикселя было рассчитано как

    Eq. (2)

    RMSi = 1Nt∑j = 1Nt [k˜i (tj)] 2, где Nt обозначает количество выбранных временных точек, а t - время. Двухмерный график плотности RMSi по всем пикселям является калибровочным изображением. Чтобы построить матрицу системы K, нормированный импульсный отклик был вычислен для каждого момента времени через ki (tj) = k˜i (tj) / RMSi. Уравнение (1) можно преобразовать в матричную форму путем дискретизации времени t: где K = [k1, k2,…, kNp] - матрица системы.= arg minP‖s − KP‖2 + 2λΦTV (P), где ΦTV (P) - член регуляризации полной вариации, а λ - параметр регуляризации. 16

    Мы проверили линейность системы PATER, измерив концентрации красителя Evans Blue (EB) (E2129, Sigma-Aldrich, Inc.) в двух пробирках с освещением 532 нм. Две силиконовые трубки с внутренним диаметром 0,65 мм размещались на поверхности ЭР параллельно на расстоянии ∼3 мм. Между трубками и ER был нанесен ультразвуковой гель для облегчения акустической связи.Для калибровки в две пробирки вводили раствор EB с концентрацией 0,6% по массе. Концентрация EB в одной пробирке оставалась неизменной в качестве контроля, тогда как концентрация EB в другой пробирке варьировалась от 0% до 0,9% [Рис. 2 (а)]. Измеренные концентрации, рассчитанные на основе широкопольных изображений, хорошо согласуются с заданными концентрациями [Рис. 2 (b) и 2 (c)], которые доказали линейность широкопольных измерений системы PATER.

    Рис. 2

    Количественное определение концентрации красителя EB в пробирках.(а) Широкопольные изображения БЭ в двух трубках. Пробирка 2 была контрольной, где массовая концентрация ЭБ оставалась на уровне 0,6%. Концентрация ЭБ в пробирке 1 изменялась от 0% до 0,9% слева направо с шагом 0,3%. (b) Концентрация EB, измеренная PATER, по сравнению с предварительно установленной концентрацией EB в пробирке 1. (c) Концентрация EB в пробирке 2, измеренная PATER в качестве контроля для каждого измерения. Планки погрешностей, стандартные отклонения значений пикселей в соответствующих трубках.

    Для исследований in vivo и мы использовали самок мышей ND4 Swiss Webster (Envigo; 18-20 г, 6-8 недель).Все протоколы лабораторных животных были одобрены Комитетом по изучению животных Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Комитетом по уходу и использованию институциональных животных Калифорнийского технологического института. Мышь подвергали анестезии в небольшой камере с помощью 5% испарившегося изофлурана, смешанного с воздухом для индукции анестезии, а затем переносили на индивидуальное животное, где ее держали под анестезией с непрерывной подачей 1,5% испаренного изофлурана. Крепление для животных состояло из стереотаксической рамы, на которой фиксировалась голова мыши, и грелки, которая поддерживала температуру тела мыши на уровне ~ 38 ° C.Волосы на голове мыши были обрезаны бритвой, а скальп удален хирургическим путем, но череп остался нетронутым. Скальп был удален, чтобы обеспечить прямой контакт между черепом и ER для облегчения акустической связи. Пятна крови на черепе были осторожно удалены с помощью забуференного фосфатом физиологического раствора, и на череп был нанесен ультразвуковой гель для акустической связи. Затем подставку для животных поднимали до тех пор, пока череп мыши не соприкоснулся с визуализирующей поверхностью ER. Между установленным животным и ER поддерживалось адекватное давление, чтобы голова мыши не двигалась, но не такое давление, чтобы прерывать кровоснабжение мозга.

    Мы сначала визуализировали in vivo динамическое изменение насыщения крови кислородом (sO2) в мозге мыши с использованием длины волны поглощения света с преобладанием дезоксигемоглобина при длине волны 620 нм. Кислородные пробы были выполнены, чтобы стимулировать изменения уровня sO2 в мозгу мыши, манипулируя концентрацией кислорода во вдыхаемом газе мыши. В этом исследовании первоначально использовалась смесь 95% кислорода и 5% азота с газообразным изофлураном для анестезии. Сосудистую сеть мозга мыши сначала визуализировали через неповрежденный череп в режиме калибровки.Для кислородного контроля смесь меняли на 5% кислорода и 95% азота в течение 3 мин; затем ее вернули к исходной концентрации, чтобы закончить испытание.

    Чтобы оценить изменение sO2 в мозгу мыши с использованием одной длины волны света, необходимо сделать несколько предположений. Во-первых, всасывание в кровь в основном происходит за счет оксигемоглобина и дезоксигемоглобина. Таким образом, коэффициент поглощения μa крови можно рассчитать как

    Eq. (5)

    μa = ln (10) (εHbO2CHbO2 + εHbCHb), где ε - молярный коэффициент поглощения (M − 1 см − 1), C - концентрация (M), а нижние индексы HbO2 и Hb обозначают окси- и дезоксигемоглобин соответственно.Сатурация кислорода в крови рассчитывается по формуле

    Eq. (6)

    sO2 = CHbO2CHbO2 + CHb = 1-CHbCHbT, где общая концентрация гемоглобина (CHBT) выражается как CHBT = CHbO2 + CHb. Следовательно, изменение насыщения крови кислородом можно рассчитать как

    Eq. (7)

    ΔsO2 = −ΔCHbCHbT.

    Во-вторых, если предположить, что изменение общей концентрации гемоглобина в крови несущественно, то изменение насыщения крови кислородом означает, что ΔCHb = −ΔCHbO2. При доминирующей длине волны поглощения дезоксигемоглобина, такой как 620 нм, отношение εHb / εHbO2 составляет ∼7: 1, таким образом, изменение поглощения в основном связано с изменением концентрации дезоксигемоглобина. 17 , 18 Следовательно, мы можем предположить, что Δμa≈ln (10) εHbΔCHb и что изменение амплитуды сигнала PA на длине волны 620 нм пропорционально изменению насыщения крови кислородом.

    Чтобы контролировать кислородную нагрузку, настраиваемый лазер на красителе (CBR-D, Sirah GmbH), использующий DCM (SDL-550, Sirah GmbH), растворенный в этаноле в качестве усиливающей среды, накачивался импульсным лазером с длиной волны 532 нм (INNOSAB). IS8II-E, Edgewave GmbH, ширина импульса 5 нс, частота повторения импульсов 1 кГц) для генерации лазерного света на длине волны 620 нм.Калибровка (200 × 200 пикселей, время сбора данных 30 мин) выполнялась на длинах волн 532 и 620 нм с полем обзора 3 × 3 мм2. Мы записали такое же поле зрения в режиме формирования изображений с широким полем при длине волны 620 нм во время кислородного испытания (видео S1) и вычислили разность сигналов попиксельно на основе изображений с широким полем после временного усреднения. Были выполнены и проанализированы два цикла кислородной стимуляции [Рис. 3 (а)]. Скорость изменения сигнала во время заражения была меньше, чем во время выздоровления от гипоксии [рис.3 (b)], что согласуется с ранее сообщенными результатами. 19 , 20 Чтобы обеспечить измерения на двух длинах волн для расчета sO2, широкопольные измерения на длине волны 532 нм были выполнены до и через 3 минуты после кислородной проверки и реконструированы с данными калибровки 532 нм. Алгоритм сегментации сосудов и количественного определения sO2 использовался для идентификации сосудов и вычисления sO2 внутри этих сосудов. 21 , 22 Было обнаружено, что содержание sO2 в головном мозге значительно снизилось во время заражения [Рис.3 (с)].

    Рис. 3

    Изменение насыщения крови кислородом (sO2) в головном мозге мыши из-за кислородной нагрузки (n = 4), визуализация через неповрежденный череп. (а) Временной ход частичного изменения амплитуды сигнала с двумя циклами кислородной стимуляции, измеренный при длине волны 620 нм с преобладанием дезоксигемоглобина. Скорость съемки составляла 50 кадров / с. Временное окно, используемое для усреднения, составляло 20 с. Планки погрешностей, стандартные ошибки широкопольных измерений в пределах временных окон усреднения. (b) Сатурация крови кислородом в артериях и венах, измеренная до (нормоксия) и после (гипоксия) заражения.Планки погрешностей, стандартные отклонения. *** p <0,001, рассчитано с помощью двухвыборочного t-критерия. (c) Насыщение крови кислородом, рассчитанное до (слева) и после (справа) заражения, с использованием измерений, полученных для двух длин волн света (532 и 620 нм) (видео S1, mp4, 8830 kB [URL: https://doi.org /10.1117/1.JBO.25.7.070501.1]).

    В нашем втором исследовании in vivo мы продемонстрировали способность PATER различать образцы кровеносных сосудов для потенциальных приложений биометрической аутентификации.Биометрическая аутентификация использует уникальные биологические характеристики людей для проверки их личности. Внутренние характеристики, такие как сосудистые узоры, могут более надежно идентифицировать человека, чем внешние характеристики, такие как отпечатки пальцев 23 , потому что внутренние характеристики менее подвержены и содержат in vivo физиологические особенности, такие как кровоток, артериальная оксигенация и венозная оксигенация, которые не могут быть легко воспроизведены другими. Приложения безопасности, основанные на внутренних биометрических характеристиках, обладают большим потенциалом, но для их надежности требуется высокая скорость и точность обработки.

    Сначала одну мышь фиксировали в стереотаксической рамке и регистрировали область корковой сосудистой сети в режиме калибровки [Рис. 4 (а)]. Затем тот же самый угол обзора был получен в режиме широкоугольной визуализации. Во время записи с широким полем мы отсоединили мышь от ER, а затем снова прикрепили ее к тому же положению, используя линейный трансляционный этап (PT1, Thorlabs, Inc.). При отсоединении мыши регистрировался только шум, а при повторном присоединении мыши снова наблюдались сигналы. Этот процесс был повторен для второй мыши.Затем мы попытались восстановить широкополосные изображения сосудистой сети первой мыши, используя каждый из двух записанных наборов калибровочных данных. В результате широкопольное изображение, восстановленное из согласованных калибровочных данных (первая мышь), показало исходную сосудистую сеть, тогда как широкопольное изображение, восстановленное из несовпадающих калибровочных данных (вторая мышь), не могло [рис. 4 (b) и видео S2]. Коэффициенты корреляции между изображениями реконструкции с широким полем и калибровочными изображениями были определены количественно [Рис.4 (с)]. График показывает, что широкопольные изображения, восстановленные из согласованных данных калибровки, имеют гораздо более высокую корреляцию, чем изображения, восстановленные из несовпадающих данных калибровки. Кроме того, сосудистая сеть снова становится узнаваемой после отсоединения и повторного присоединения к ER. Некоторые аспекты этого эксперимента по проверке концепции все еще нуждаются в рассмотрении, чтобы технология стала более применимой. Во-первых, область, в которой объект повторно прикрепляется к ER, должна быть такой же, как и откалиброванная область, что требует эффективного метода изменения положения.Во-вторых, деформация мягких тканей должна быть минимизирована для текущей системы, так как это может изменить граничные условия. В-третьих, существующая система PATER требует калибровки для каждого объекта; В настоящее время исследуется универсальный метод калибровки, который в будущем обещает большее количество биомедицинских приложений.

    Рис. 4

    Высокоскоростное распознавание сосудов у мышей через интактные черепа (n = 2). (а) RMS-проекции сосудов головного мозга мыши 1 и мыши 2, соответственно, полученные в режиме калибровки.(b) Широкополосные изображения сосудистой сети мыши 1, реконструированные с использованием данных калибровки мыши 1 (совпадение) и мыши 2 (несовпадение), соответственно. (c) Корреляция между широкопольными реконструкциями и среднеквадратичными проекциями мыши 1 и мыши 2, согласно (b). Мышь была отсоединена от ER и снова прикреплена к ней, чтобы продемонстрировать последовательность реконструкции. Планки погрешностей, стандартные отклонения. ***, p <0,001, рассчитано с помощью двухвыборочного t-критерия (видео S2, mp4, 718 КБ [URL: https: // doi.org / 10.1117 / 1.JBO.25.7.070501.2]).

    Таким образом, мы продемонстрировали способность PATER количественно определять in vivo и функциональных процессов, таких как изменения насыщения кислородом в мозгу мыши, а также определять паттерны сосудистой сети на основе уникального метода обнаружения PATER. Одноканальная ультразвуковая система обнаружения PATER может быть реальной альтернативой многоканальной ультразвуковой системе обнаружения PACT. По сравнению с PACT, PATER значительно снизил стоимость и сложность системы, что сделало ее более доступной для портативных приложений, таких как носимые устройства для контроля жизненно важных функций пациентов.Кроме того, поскольку он может как идентифицировать образцы судов, так и количественно определять функциональные процессы, PATER потенциально может обеспечить комплексную, безопасную и надежную биометрическую аутентификацию.

    Как работает акустическая телеметрия - SECOORA

    Многие морские животные находятся в постоянном движении, мигрируют на огромные расстояния и часто обитают в мутной или глубокой воде. Так как же мы их вообще наблюдаем, не говоря уже о защите ?! В последние годы акустическая телеметрия превратилась в мощный инструмент, который сейчас используют ученые сети FACT для лучшего понимания поведения и потребностей среды обитания прибрежных рыб и морских черепах.

    Так что вообще означает акустическая телеметрия? Этот термин просто относится к использованию звука (акустики) для передачи информации через открытое пространство (телеметрия). В нашем приложении исследователи FACT прикрепляют акустические передатчики (или «метки») к рыбам или черепахам, которых они изучают. Каждая метка излучает уникальные звуковые импульсы, которые слышат и понимают наши подводные станции слежения (приемники). Когда животные проплывают через нашу сеть из более чем 900 станций слежения, их поведение становится очевидным!

    Подпись к фотографии: Акустический приемник теперь отслеживает риф возле Юпитера, Флорида.Наши приемники FACT Network развертываются по-разному в зависимости от местоположения и среды обитания. Эти приемники обычно могут слышать проходящих животных на расстоянии 300–1000 метров. Кредит изображения: Эрик Олт

    Ярлыки

    Acoustic бывают разных стилей и могут прослужить до десяти лет. Некоторые теги также содержат датчики, которые отображают условия окружающей среды, такие как температура и глубина воды. В сети FACT метки обычно хирургическим путем имплантируются внутрь рыбы для увеличения удерживания, но всегда прикрепляются к морским черепахам снаружи.


    Акустический передатчик среднего размера с 5-летним сроком службы батареи. Большинство передатчиков в сети FACT «пингуют» каждые 1-3 минуты. Кредит изображения: Эрик Олт

    Передатчик внутренне имплантируется в обычный снук. Кредит изображения: Эрик Олт

    Акустическая телеметрия - это всего лишь одна из технологий в арсенале морских ученых, изучающих поведение животных.Члены FACT также обычно используют другие технологии, включая различные спутниковые передатчики, беспилотные подводные аппараты (UUV), беспилотные наземные аппараты (USV) и инерциальные измерительные устройства (IMU) для выявления движения и выживания морских черепах и морских рыб.


    В основе нашей сети FACT Network лежит пассивная акустическая телеметрия, основанная на подводных станциях слежения (акустических приемниках) для понимания движений помеченных нами рыб и морских черепах. Этот подход завоевал популярность в последние годы, поскольку он значительно увеличивает продолжительность и расстояние, на которое мы можем следить за животными, давая нам новое понимание потребностей среды обитания, сезонных миграций и долгосрочного выживания.Это информация, которую исторически было трудно собрать даже для относительно хорошо изученных видов.

    Конечно, чем больше у нас станций слежения в воде, тем чаще мы обнаруживаем своих животных. Партнеры FACT признают, что сотрудничество позволяет нам браться за более крупные проекты, чем если бы мы работали индивидуально. С этой целью все члены FACT развертывают совместимое оборудование и обмениваются идентификационными номерами тегов. Мы встречаемся два раза в год, обмениваемся идеями и методами анализа данных. Что наиболее важно, мы свободно обмениваемся данными об обнаружении животных между собой и с другими исследователями, работающими на побережье.Сейчас обычным явлением стало наблюдение за перемещениями помеченных животных на сотни километров и в течение нескольких лет. Поведение регулируемых морских видов в нашем регионе быстро становится предметом внимания.

    (PDF) Выбор реле для совместных подводных акустических систем связи

    0 2 4 6 8 10 12 14 16

    10

    −8

    10

    −7

    10

    −6

    10

    - 5

    10

    −4

    10

    −3

    10

    −2

    10

    −1

    10

    0

    S − D Link E

    b

    0

    [дБ]

    Частота ошибок по битам

    Прямая связь

    AS - SNR

    AS - PoE

    SG - SNR (C = 64)

    SG - PoE (C = 64)

    SG - SNR (C = 16)

    SG - PoE (C = 16)

    PS - SNR

    PS - PoE

    Рис.5. Показатели BER для методов выбора на основе SNR и PoE

    для четырех реле (сценарий I).

    соответствует примерно 1,6 дБ для C = 64. Для C = 16 это улучшение

    увеличивается почти до 2 дБ.

    V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    В этой статье мы исследовали выбор реле в

    действующих системах UWAC. Мы рассмотрели агрегированную модель канала

    , которая состоит как из крупномасштабных потерь на трассе, так и из мелкомасштабных замираний

    .Благодаря развертыванию программного обеспечения Bellhop, основанного на трассировке лучей

    , мы смогли отразить характеристики

    подводного географического местоположения на потерях на пути

    и производительности всей системы. Результаты нашего моделирования

    для систем UWAC показали, что результаты

    резко отличаются от результатов, наблюдаемых в наземных радиочастотных системах. Эти

    возникают в результате воздействия акустического распространения на потери на трассе

    различных узлов, расположенных на одном и том же горизонтальном расстоянии, но на разных глубинах.Мы также предоставили обширные сравнения

    между различными критериями выбора реле на основе

    либо максимизации SNR, либо минимизации PoE в подводных средах

    .

    ПОДТВЕРЖДЕНИЕ

    Эта работа поддержана грантом Катарского национального исследовательского фонда

    (QNRF) в рамках Национальной программы приоритетных исследований

    (NPRP) № 09-242-2-099. QNRF является инициативой Фонда Катара

    .

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    [1] М.Читре, С. Шахабудин и М. Стоянович, «Подводная акустика

    , коммуникация и сети: последние достижения и будущие проблемы», журнал Общества морских технологий, вып. 42, нет. 1, pp. 103–116,

    2008.

    [2] С. Рой, Т. Думан, В. Макдональд и Дж. Проакис, «Высокоскоростная связь

    катионов для подводных акустических каналов с использованием нескольких передатчиков. и

    пространственно-временное кодирование: структуры приемников и экспериментальные результаты », IEEE

    Journal of Oceanic Engineering, vol.32, нет. 3, стр. 663–688, июль 2007 г.

    [3] Я. Эмре, В. Кандасами, Т. М. Думан, П. Хурски и С. Рой, «Multi

    входной мульти-выход OFDM для связи на мелководье в UWA. , ”In

    Proceedings of ACOUSTICS 2008, Париж, Франция, июль 2008 г., стр. 5333–

    5338.

    [4] Б. Ли, Дж. Хуанг, С. Чжоу, К. Болл, М. Стоянович, Л. Фрейтаг и П. Виль.

    lett, «MIMO-OFDM для высокоскоростной подводной акустической связи»,

    IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol.34, нет. 4, pp. 634–644,

    Oct. 2009.

    [5] К. Карбонелли и У. Митра, «Совместная многозвенная связь

    для подводных акустических сетей», Труды 1-го международного семинара ACM

    на Подводные сети, сер. WUWNet ’06.

    Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM, 2006, стр. 97–100.

    [6] М. Стоянович, «Пропускная способность релейного акустического канала», в OCEANS 2007,

    Октябрь 2007 г., стр. 1–7.

    [7] К. Бенсон, М. Райан и М.Фратер, «О преимуществах высокого поглощения

    в практических многоскачковых сетях», OCEANS 2007-Europe. IEEE,

    2007, стр. 1–6.

    [8] М. Ваджапеям, С. Ведантам, У. Митра, Дж. Прейзиг и М. Стоянович,

    «Распределенные пространственно-временные кооперативные схемы для подводной акустической связи

    », IEEE Journal of Oceanic Engineering, т. 33, нет. 4,

    pp. 489–501, Oct. 2008.

    [9] З. Хан, Ю. Сун и Х. Ши, «Совместная передача для подводной акустической связи

    », в Международной конференции IEEE по коммуникациям.

    коммуникаций, 2008.ICC ’08., Май 2008 г., стр. 2028–2032.

    [10] Р. Цао, Л. Ян и Ф. Цюй, «О емкости и проектировании системы

    релейной подводной акустической связи», в IEEE Wireless

    Конференция по коммуникациям и сетям (WCNC), 2010 г. ,

    , апрель

    2010 г., стр. 1–6.

    [11] С. Еррамалли и У. Митра, «Оптимальное распределение мощности и компенсация допплера

    в совместных подводных сетях с использованием OFDM», в

    OCEANS 2009, MTS / IEEE Biloxi - Морские технологии для нашего будущего:

    Global и местные вызовы, октябрь.2009, стр. 1–6.

    [12] Дж. Ланеман, Д. Це и Г. Уорнелл, «Кооперативное разнообразие в беспроводных сетях

    : эффективные протоколы и поведение при сбоях», IEEE Transactions

    по теории информации, вып. 50, нет. 12, pp. 3062–3080, декабрь 2004 г.

    [13] Й. Цзин и Х. Джафархани, «Схемы выбора одного и нескольких реле

    и их достижимые порядки разнесения», IEEE Transactions on Wireless

    Communications, т. 8, вып. 3. С. 1414–1423, март 2009 г.

    [14] А. Блетсас, А. Хисти, Д. Рид и А. Липпман, «Простой метод кооперативного разнесения

    , основанный на выборе сетевого пути», журнал IEEE на

    Selected Areas in Communications, vol. 24, вып. 3, pp. 659–672, March

    2006.

    [15] Л. Дай, Б. Гуи и Л. Чимини, «Избирательная ретрансляция в оперативных сетях с множеством переключений OFDM

    », в IEEE Wireless Communications and Networking

    Conference, 2007. WCNC 2007., март 2007, стр. 963–968.

    [16] Й. Динг и М. Уйсал, «Кооперативное управление усилителем и прямой передачей данных с несколькими реле

    : анализ производительности и методы выбора реле»,

    IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 8, вып. 10, pp.

    4963–4968, Oct. 2009.

    [17] J. W. Lee, J. Y. Cheon и H.-S. Чо, «Совместная схема ARQ

    в сетях подводных акустических датчиков», в IEEE OCEANS 2010, май

    2010, стр. 1–5.

    [18] М. Портер, «Беллхоп-гауссовский луч / код конечного элемента», доступен

    в Acoustics Toolbox по адресу: http: // oalib.hlsresearch.com, последний доступ,

    2012.

    [19] Ф. Герра, П. Касари и М. Зорзи, «Система моделирования Мирового океана

    (WOSS): инструмент моделирования подводных сетей с реалистичными

    моделирование распространения ”, в материалах четвертого семинара ACM International

    по подводным сетям, сер. WUWNet ’09. Нью-Йорк,

    Нью-Йорк, США: ACM, 2009, стр. 4: 1–4: 8.

    [20] М. Стоянович, «О взаимосвязи между пропускной способностью и расстоянием в

    подводном акустическом канале связи», SIGMOBILE Mob.

    Вычисл. Commun. Rev., т. 11, pp. 34–43, Oct. 2007.

    [21] П. Эттер, Подводное акустическое моделирование и симуляция. Spon Press,

    2003.

    [22] А. Радошевич, Я. Проакис и М. Стоянович, «Статистическая характеристика

    и пропускная способность мелководных акустических каналов», в OCEANS 2009 -

    ЕВРОПА, май 2009 г., С. 1–8.

    [23] А. Блетсас, Х. Шин, М. Вин и А. Липпман, «Кооперативное разнообразие

    с гибкой ретрансляцией», в IEEE Wireless Communications и

    Networking Conference, 2006.WCNC 2006., т. 2, апрель 2006 г., стр.

    1034–1039.

    [24] Р. Набар, Х. Болкей и Ф. Кнейбухлер, «Каналы с замиранием релейных выходов:

    ограничения производительности и пространственно-временные характеристики сигналов», IEEE Journal on

    Selected Area in Communications, vol. 22, нет. 6, pp. 1099 - 1109,

    Aug. 2004.

    [25] J. Proakis, Digital Communications, ser. МакГроу-Хилл в области электротехники и

    компьютерной инженерии. McGraw-Hill, 2001.

    [26] США, «Национальное управление океанических и атмосферных исследований», доступно по адресу:

    http: // www.

    0 comments on “Акустическое реле: Акустическое реле

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *