Κύκλωμα ανιχνευτή κίνησης χρησιμοποιώντας το Doppler Effect

Το κύκλωμα αισθητήρα κίνησης που εξηγείται στο άρθρο λειτουργεί χρησιμοποιώντας την αρχή αλλαγής doppler, στην οποία ο κινούμενος στόχος ανιχνεύεται μέσω της συνεχώς μεταβαλλόμενης συχνότητας, που αντανακλάται από το κινούμενο αντικείμενο.

Τι είναι το Doppler Effect

Ένα πολύ συναρπαστικό χαρακτηριστικό του ήχου είναι το Φαινόμενο Ντόπλερ .

Το εφέ Doppler συμβαίνει όταν η πηγή που παράγει τη συχνότητα ήχου, κινείται συνεχώς. Καθώς η κινούμενη πηγή ήχου πλησιάζει, η ένταση του ήχου φαίνεται να αυξάνεται σε συχνότητα και ένταση και καθώς εξαφανίζεται, η συχνότητα και η ένταση του ήχου φαίνεται να μειώνεται.

Σε περίπτωση που η ηχητική προέλευση δεν κινείται και προχωράτε προς την πηγή ή απομακρύνεστε από την πηγή, αντιμετωπίζετε το ίδιο εφέ Doppler.

Το παραπάνω κύκλωμα ανιχνευτή κίνησης λειτουργεί χρησιμοποιώντας το Φαινόμενο Ντόπλερ για ανίχνευση κίνησης σε μια καθορισμένη περιοχή.

Ένας πομπός ήχου υψηλής συχνότητας (15 έως 25 kHz) στοχεύει στην καθορισμένη περιοχή και ένας ευαίσθητος μορφοτροπέας τοποθετείται δίπλα στην πηγή που βλέπει στην ίδια διαδρομή με τον μορφοτροπέα του πομπού.

Εφόσον δεν υπάρχει κίνηση εντός της στοχευμένης περιοχής, η ανακλώμενη συχνότητα ήχου και ο εκπεμπόμενος ήχος τείνουν να είναι με την ίδια ακριβώς συχνότητα.

Ωστόσο, οποιοδήποτε είδος κίνησης ο στόχος οδηγεί σε μια μικρή αλλαγή συχνότητας που εντοπίζεται γρήγορα από τον δέκτη και υποδεικνύεται μέσω μιας συνδεδεμένης μονάδας οθόνης.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

SPKR1 ΚΑΙ SPKR2 ΕΙΝΑΙ 27 MM PIEZO TRANSDUCERS, SPKR3 ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΜΙΚΡΟ 8Ω LOUDSPEAKER, HEADPHONE, Ή ΕΝΑ AC VOLTMETER

Αναφερόμενοι στο παραπάνω διάγραμμα κυκλώματος, IC1 (a 567 βρόχος κλειδωμένης φάσης ) έχει ρυθμιστεί σαν ένας συντονιζόμενος ταλαντωτής με εύρος συχνοτήτων εξόδου 15 έως 25 kHz. Ποτενσιόμετρο Το R22 εφαρμόζεται για την προσαρμογή της συχνότητας εξόδου του ταλαντωτή.

Η έξοδος IC1 ρυθμίζεται από το τρανζίστορ Q1 και εφαρμόζεται σε μορφοτροπέας ΒΖ1. Η ηχητική συχνότητα που ανακλάται συλλαμβάνεται από τον δεύτερο μετατροπέα BZ2, διαμορφώνεται με το στάδιο του δέκτη του κυκλώματος και εφαρμόζεται στη βάση του Q2.

Η ενισχυμένη έξοδος μέσω του Q2 εφαρμόζεται στο IC2 (το οποίο συνδέεται σαν ένα διπλό ισορροπημένο μίκτη) στον ακροδέκτη 1. Ένα άλλο σήμα ήχου (που εξάγεται από την έξοδο του IC1) αποστέλλεται στο IC2 στον ακροδέκτη 10.

Το Resistor R21 (που είναι ένα ποτενσιόμετρο 50k) χρησιμοποιείται σαν έλεγχος ισορροπίας φορέα που είναι ρυθμιζόμενο για να διασφαλίσει ότι η σήμα ταλαντωτή δεν διαρρέει στην έξοδο του μίκτη του chip IC2 στον πείρο του 6.

Η έξοδος του μίκτη στον ακροδέκτη 6 του IC2 εφαρμόζεται μέσω ενός φίλτρου χαμηλής διέλευσης στην είσοδο του IC3 (το οποίο είναι χτισμένο γύρω από το IC LM 386 , ενισχυτής ισχύος ήχου χαμηλής τάσης).

Ένα κατάλληλο μεγάφωνο ή ένα ζευγάρι ακουστικών σάς επιτρέπει να ελέγχετε την έξοδο από το IC3.

Το ποτενσιόμετρο R23 χρησιμοποιείται ως έλεγχος όγκου.

Πώς να δοκιμάσετε και να ρυθμίσετε

Πρακτικά, τίποτα δεν πρέπει να είναι πολύ κρίσιμο για αυτό το κύκλωμα αισθητήρα κίνησης doppler. Η αλήθεια είναι ότι, το κύκλωμα θα μπορούσε να κατασκευαστεί απλά πάνω από ένα κομμάτι του πίνακα.

Και αν δημιουργήσετε αυτήν τη μονάδα πάνω σε ένα ωραίο και καθαρό PCB (διασφαλίζοντας ότι όλα τα καλώδια των εξαρτημάτων διατηρούνται όσο το δυνατόν μικρότερα), μπορείτε να λάβετε γρήγορα τα επιθυμητά αποτελέσματα.

Συνιστάται να διατηρείτε την είσοδο του δέκτη και το κύκλωμα εξόδου του πομπού απομονωμένο το ένα από το άλλο, στο μέτρο του δυνατού στη διάταξη κατασκευής και να χρησιμοποιείτε πρίζες για όλα τα υποδεικνυόμενα IC.

Ξεκινήστε τη δοκιμή με την τοποθέτηση των δύο μορφοτροπέων BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) περίπου σε απόσταση 4 ιντσών, εστιασμένη στην ίδια κατεύθυνση και μακριά από τα κοντινά αντικείμενα.

Ρυθμίστε τις μεταβλητές αντιστάσεις R21, R22 και R23 στα κεντρικά σημεία και ενεργοποιήστε την τροφοδοσία ON στο κύκλωμα.

Εάν διαπιστώσετε ότι η έξοδος του πομπού είναι ακουστική, η συχνότητα του ταλαντωτή μπορεί να έχει καθοριστεί πολύ χαμηλή. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να ρυθμίσετε το R22 έως ότου δεν μπορείτε πλέον να ακούσετε τη συχνότητα.

Στη συνέχεια, τροποποιήστε το R21 έως ότου επιτύχετε την πιο αθόρυβη έξοδο στο BZ1 (SPKR1).

Μετά από αυτό, δοκιμάστε να μετακινήσετε το χέρι σας προς τα πάνω και προς τα κάτω μπροστά από τους δύο μορφοτροπείς (SPKR1 / SPKR2) και αυτό θα πρέπει να προκαλέσει κυμαινόμενο τόνο χαμηλής συχνότητας στο ηχείο (SPKR3).

Καθώς κινείστε το χέρι σας πιο γρήγορα, θα πρέπει να βρείτε τη συχνότητα ήχου εξόδου να είναι πολύ υψηλότερη. Για εξαιρετικά αργά κινούμενα αντικείμενα, ίσως θελήσετε να δείτε το αποτέλεσμα σε έναν κινητήρα DC τύπου πηνίου που είναι συνδεδεμένος σε όλη την έξοδο IC3, στον πείρο 5.

Μπορεί να δείτε τη βελόνα του μετρητή να κυμαίνεται πάνω / κάτω στην κλίμακα, ως απόκριση στο αργό κινούμενο αντικείμενο που περνά μπροστά από τους μορφοτροπείς.