Ένα υπερηχητικό κύκλωμα συναγερμού διαρρήξεων είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που μεταδίδει υπερηχητικά κύματα για να ανιχνεύσει την κίνηση ενός εισβολέα. Τα υπερηχητικά κύματα χτυπούν τον εισβολέα και τα ανακλώμενα κύματα συλλαμβάνονται από το κύκλωμα. Αυτά τα ανακλώμενα κύματα χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση ενός δυνατού συναγερμού που ειδοποιεί τον ιδιοκτήτη για την παρουσία ενός εισβολέα ή ενός πιθανού διαρρήκτη.
Στο κύκλωμα συναγερμού διαρρήξεων υπερήχων, χρησιμοποιείται το ευέλικτο IC βρόχου κλειδώματος φάσης LM567.
Οι κύριες τεχνικές προδιαγραφές του IC δίνονται παρακάτω.
- Εύρος τάσης τροφοδοσίας 3,5 V έως 8,5 V
- Εύρος τάσης εισόδου 20 mV RMS έως VCC (+0,5)
- Συχνότητα εισόδου 1 Hz έως 500 kHz
- Ρεύμα εξόδου Μέγ. 15 mA
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το IC μπορείτε να ανατρέξετε στην παρακάτω ανάρτηση:
Φύλλο δεδομένων IC LM567
Στο σημερινό μας σχέδιο συναγερμού υπερήχων, το IC LM567 υλοποιεί δύο λειτουργίες μαζί.
Λειτουργεί σαν ένα κύκλωμα αποκωδικοποιητή τόνου που ενεργοποιεί την έξοδο ως απόκριση σε μια συγκεκριμένη συχνότητα τόνου που συνδέεται με το LM567 στο pin#3.
Επιπλέον, το LM567 λειτουργεί ως πομπός τόνου, παράγοντας τον ακριβή τόνο συχνότητας από τον ακροδέκτη #5 που προορίζεται να λάβει και να ανιχνεύσει το στάδιο του δέκτη.
Αυτό σημαίνει ότι ο ακροδέκτης #5 παράγει έναν τόνο με μια συγκεκριμένη συχνότητα και όταν η ίδια συχνότητα τροφοδοτείται πίσω στον ακροδέκτη #3, τότε το IC ενεργοποιεί την ακίδα εξόδου #8. Εάν ανιχνευτεί οποιαδήποτε άλλη συχνότητα στο pin#3, το IC δεν αποκρίνεται και η έξοδος του παραμένει ανενεργή.
Επομένως, σημαίνει ότι το σετ συχνότητας που θα δημιουργηθεί από τον ακροδέκτη #5 πρέπει να ανιχνεύεται ακριβώς στον ακροδέκτη #3 για να γίνει ενεργή η έξοδος. Εάν οι συχνότητες του pin#5 και του pin#3 δεν ταιριάζουν, τότε η έξοδος δεν θα ενεργοποιηθεί ποτέ.
Το στάδιο αισθητήρα του κυκλώματος θα μπορούσε να κατασκευαστεί με μόνο μερικά εξωτερικά τρανζίστορ και μερικά άλλα μέρη. Το τμήμα πομπού του κυκλώματος χρησιμοποιεί το πιεζοηλεκτρικό ηχείο για τη μετάδοση ενός σήματος ήχου υψηλής συχνότητας.
Το ανακλώμενο σήμα του τόνου ανιχνεύεται από το pickup του δέκτη, το οποίο είναι ένα ηλεκτρικό μικρόφωνο συσκευή, και στη συνέχεια αποστέλλεται στο τρανζίστορ Q1 για ενίσχυση. Στη συνέχεια, το σήμα μεταφέρεται στην είσοδο του LM567 αφού ενισχυθεί.
Όπως απεικονίζεται στο διάγραμμα, τα πιεζοηλεκτρικά ηχεία και οι μονάδες μικροφώνου τοποθετούνται σε απόσταση 3 έως 6 ιντσών, στραμμένα προς τον στόχο που μπορεί να είναι ένας πιθανός εισβολέας.
Το κύκλωμα ενεργοποιεί τη συσκευή συναγερμού εξόδου κάθε φορά που μετακινείται κάτι μπροστά από το μικρόφωνο και το ηχείο, το οποίο αντανακλά αρκετό από το σήμα πίσω στο μικρόφωνο. Το κύκλωμα μπορεί να διαμορφωθεί για να ανιχνεύει στοιχεία από μερικές ίντσες έως πάνω από ένα μέτρο μακριά.
Περιγραφή κυκλώματος
Αναφερόμενοι στο παραπάνω διάγραμμα κυκλώματος συναγερμού υπερήχων, μπορούμε να κατανοήσουμε τη λειτουργία του κυκλώματος με την ακόλουθη εξήγηση
Τα C1 και R5 καθορίζουν την εσωτερική συχνότητα ταλαντωτή του LM567. Δεν έχει σημασία ποιο είναι το εύρος συχνοτήτων λειτουργίας, εφόσον είναι μεταξύ 14 και 20 kHz.
Η ευαισθησία του ηλεκτρικού μικροφώνου θα μειωθεί και το εύρος λειτουργίας του θα επιδεινωθεί εάν η συχνότητα ρυθμιστεί πολύ υψηλή. Το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει σε πολύ χαμηλότερες συχνότητες αν δεν σας πειράζει να ακούτε τον ήχο υψηλής συχνότητας που εκπέμπεται συνεχώς.
Στην ακίδα #5, ο εσωτερικός ταλαντωτής του LM567 παράγει μια έξοδο τετραγωνικού κύματος. Το Q2 λειτουργεί ως ακόλουθος πομπού για να απομονώσει αυτό το σήμα από το LM567 και να το τροφοδοτήσει στο πιεζοηλεκτρικό ηχείο.
Το R8 ελέγχει την ένταση εξόδου του ηχείου. Το τρανζίστορ Q1 του ενισχυτή κοινού εκπομπού χρησιμοποιείται για την ενίσχυση του ανακλώμενου σήματος τόνου σε ένα μέγεθος στο οποίο το κύκλωμα εισόδου του LM567 μπορεί να ανιχνεύσει και να ασφαλίσει.
Τρόπος ρύθμισης
Η ρύθμιση και η ρύθμιση του κυκλώματος είναι απλή.
- Επιλέξτε τον επιθυμητό τύπο και μέγεθος για οτιδήποτε θέλετε να εντοπίσετε και τοποθετήστε το ακριβώς μπροστά από το ηχείο και το μικρόφωνο, μέχρι να αρχίσει να ηχεί ο συναγερμός εξόδου.
- Τώρα προσαρμόστε το R8 για να τροποποιήσετε το εύρος της ανίχνευσης. Το εύρος λειτουργίας καθορίζεται κυρίως από τον τύπο του αντικειμένου που επιλέγεται ως ανακλαστήρας. Για παράδειγμα, οποιοδήποτε αντικείμενο με επίπεδη επιφάνεια θα ανιχνεύεται καλύτερα από αντικείμενα που έχουν κυλινδρική επιφάνεια.
Αυτό το κύκλωμα είναι εξαιρετικό για χομπίστες και ερευνητές ηλεκτρονικών. Αντικαθιστώντας το R5 με ένα ποτενσιόμετρο 20 Kohm, η συχνότητα λειτουργίας θα μπορούσε να ρυθμιστεί. Η τιμή του C1 θα μπορούσε επίσης να αλλάξει. Μικρότερες τιμές οποιουδήποτε στοιχείου ενδέχεται να μειώσουν τη συχνότητα λειτουργίας, ενώ μεγαλύτερες θα βοηθήσουν στην αύξηση της.
Υπολογισμός της Λειτουργικής Συχνότητας
Όπως εξηγήθηκε στο προηγούμενο, η ιδανική συχνότητα για μετάδοση και ανίχνευση μπορεί να είναι περίπου στα 14 kHz. Αυτή η συχνότητα καθορίζεται από τα C1 και R5.
Ο τύπος για τον υπολογισμό αυτής της συχνότητας είναι ο παρακάτω:
fo = 1 / (1,1 × R1 × C1)
Εδώ, το R1 θα πρέπει να είναι σε Ohms και το C1 θα πρέπει να είναι Farads. Η συχνότητα θα είναι τότε σε Hertz.
Λίστα ανταλλακτικών
- ΑΝΤΙΣΤΑΤΕΣ
- (Όλες οι αντιστάσεις είναι 1/4 -watt, μονάδες 5%, εκτός αν αναφέρεται διαφορετικά.)
- R1, R2 - 2,2K
- R3 - 1K
- R1 - 470 ohm
- R5 - 10K
- R6 - 100 ohm
- R7 - 22K
- R8 - 1K ποτενσιόμετρο
- ΠΥΚΝΩΤΕΣ
- C1 - 0,02 uF, κεραμικός δίσκος
- C2, C3 - 0,01 uF, κεραμικός δίσκος
- C4, C5 - Κεραμικός δίσκος 0,22 uF
- ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ
- IC1 - αποκωδικοποιητής τόνου LM567, ολοκληρωμένο κύκλωμα
- Q1 - 2N3904 NPN τρανζίστορ πυριτίου
- Q2 - 2N2907 PNP τρανζίστορ πυριτίου
- Q3 - TIP127 PNP Darlington Transistor
- LED1 - Δίοδος εκπομπής φωτός, οποιουδήποτε τύπου ή χρώματος
- Διάφορα
- Piezo Buzzer
- Electret MIC
