Акустичний датчик руху. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Акустичний датчик руху. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Охорона і безпека

Коментарі до статті

Робота багатьох систем охоронної сигналізації заснована на дуже простому принципі: в приміщенні, що охороняється, в неурочний час не повинно бути жодного руху. Щоб виявити його, приміщення "заповнюють" випромінюванням - найчастіше радіо-або акустичним. Багаторазово відбившись від стін і предметів, що знаходяться в приміщенні, промені досягають приймача. Будь-яка зміна обстановки викликає модуляцію прийнятого сигналу, що зафіксує датчик.

Акустичні (ультразвукові) датчики такого типу мають досить істотну перевагу над такими, що використовують радіохвилі - нічого не випромінюючи в "ефір", вони не вимагають оформлення дозволів на встановлення та експлуатацію. Читачам пропонується опис одного з подібних датчиків, порівняно простого та досить чутливого для охорони приміщення площею до 20 м2.

На відміну від акустичних датчиків, описи яких були раніше опубліковані в журналі "Радіо" [1 - 3], запропонований діє за дещо іншим принципом, захищеним патентом [4].

Основні технічні характеристики

Частота звуку, кГц......10
Випромінювана акустична потужність, мВт, не більше......5
Напруга живлення (постійне), В......10...16
Потужність, що споживається в черговому режимі, мВт......120
Габарити, мм......150x50x30

Вихідний ланцюг – "сухі" контакти реле, крім того, про спрацьовування сигналізує запалення світлодіода.

Схема приладу показано на рис. 1.

Акустичний датчик руху
(Натисніть для збільшення)

До входу підсилювача на ОУ DA1.1 та DA1.2 підключено п'єзоелектричний мікрофон ВМ1, до виходу - п'єзоелектричний звуковипромінювач BF1. В результаті підсилювач охоплений акустичною зворотним зв'язком через контрольований газовий обсяг, за рахунок якого в системі виникають автоколивання. Їх частота залежить від АЧХ і ФЧХ елементів (насамперед мікрофона і випромінювача) і від акустичних властивостей приміщення, що охороняється. Амплітуду коливань підтримує постійна система АРУ з детектора на діодах VD2, VD3 та підсилювача на одному з елементів мікросхеми DA2 К176ЛП1. Регулюючими елементами АРУ служать наявні у тій же мікросхемі окремі польові транзистори, ділянки стік-витік яких включені до ланцюга місцевого зворотного зв'язку каскадів на ОУ DA1.1 та DA1.2.

Якщо в чутливій зоні датчика рухається якийсь об'єкт (порушник), змінюється згасання і затримка відбитих від нього акустичних хвиль, що призводить до зміни амплітуди коливань, що генеруються датчиком. Ланцюгами R7C10 та R6C1C6 задані частотні характеристики контуру АРУ, необхідні для стійкої роботи датчика в різних умовах при ефективному стеженні за змінами амплітуди сигналу.

Змінна складова напруги на виході підсилювача АРУ, викликана рухом надходить на вхід компаратора DA1.3. Поріг спрацьовування встановлюють підстроювальним резистором R8. До виходу компаратора через буферний підсилювач з двох з'єднаних паралельно елементів мікросхеми DD1 підключений світлодіод HL1, що спалахами свідчить про рух в приміщенні, що охороняється.

Крім того, сигнал з виходів елементів DD1.1 та DD1.2 запускає одновібратор на елементах DD1.3 та DD1.4, імпульси якого відкривають ключ на транзисторі VT2, змушуючи спрацювати реле К1. Одновібратор генерує імпульси лише за умови, що у вході 13 елемента DD1.4 - високий логічний рівень. Завдяки ланцюгу R14C16 цей рівень буде досягнутий лише через деякий час після включення живлення, даючи датчику можливість увійти в режим, не подаючи сигналів тривоги.

Якщо тривожні імпульси повторюються занадто часто, конденсатор С16 розряджається через резистор R16 і діод VD5, що блокує запуск одновібратора і запобігає зайвим спрацьовуванням реле К1. Таким чином досягається значна економія ресурсу реле та споживаної потужності.

Стабілізатор напруги живлення побудований за дещо незвичайною схемою з регулюючим транзистором VT1 у мінусовому ланцюзі, що дозволило зменшити кількість деталей у приладі. Діод VD1 захищає від неправильної полярності підключення до джерела живлення.

Зовнішній вигляд датчика показано на рис. 2. Він зібраний на друкованій платі, поміщеній у корпус із ізоляційного матеріалу, наприклад, полістиролу. На верхній кришці корпусу встановлені мікрофон ВМ1 та випромінювач BF1, акустично ізольовані від корпусу та один від одного за допомогою поролонових шайб завтовшки 3 мм. Чим більша відстань між випромінювачем та мікрофоном, тим вища чутливість датчика. В авторській конструкції воно становило 100 мм. У тій же кришці передбачено отвір світлодіода HL1.

Акустичний датчик руху

Як BF1 та ВМ1 застосовані однакові п'єзоперетворювачі ВУТА-1, що випускаються підприємством "Альфа-Оптім" (м. Волгоград). Заміна їх на більш високочастотні та чутливі бажана, проте це вимагатиме деяких доробок датчика, що змінюють частотні характеристики контуру автогенерації.

У датчику встановлені оксидні конденсатори К50-35, керамічні К10-17, резистори МЛТ-0,125, реле РЕМ55А (паспорт РС4.569.600-01). Транзистори КТ361Б можна замінити на КТ361Г, КТ361Е та інші малопотужні кремнієві структури pn-р.

При регулюванні чутливості датчика (підстроювальним резистором R8) іноді доводиться для досягнення потрібного результату поміняти місцями висновки 12 та 13 елемента DA1.3.

література

Віл В. Ультразвуковий автосторож. – Радіо, 1996, № 1, с. 52-54.
Волков А. УЗ датчик охоронної сигналізації. – Радіо, 1996, № 5, с. 54-56.
Койнов А. Ультразвуковий охоронний пристрій. – Радіо, 1998, № 7, с. 42.
Гуськов В., Гуськова М. Спосіб визначення зміни стану обсягу, заповненого пружним середовищем, і пристрої (варіанти) для його здійснення. - Патент РФ № 2104494 МКІ 6G 01D1/18, заявлено 26 січня 1995 р., опубліковано 10 лютого 1998 р.

Автори: В.Гуськов, В.Свиридов, м.Самара

Дивіться інші статті розділу Охорона і безпека.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Ultra HD смарт-телевізори Vizio P Series 23.09.2014

Нова модель телевізора від Vizio з 50-дюймовим екраном P502ui-B1 характеризується роздільною здатністю 3840 х 2160 пікселів, частотою оновлення екрану 240 Гц, динамічною контрастністю 50 000 000:1, колірним простором 1,07 млрд.

Пристрій може монтуватися на стіну і включає композитний порт, USB-порт, S/PDIF, звуковий вихід, Ethernet контролер з портом RJ45.

Новинка відрізняється привабливою ціною $1 тис.

До лінійки P Series увійшли також 55-дюймова модель ціною $1400, 60-дюймова модель ціною $1700, 65-дюймова модель ціною $2200 та 70-дюймова модель ціною $2500.

Для порівняння, 50-дюймові 4K-телевізори LG та Samsung пропонуються за ціною близько $1,5 тис.

Інші цікаві новини:

▪ Роботи з пошиття джинсів

▪ Бездротова гарнітура Beats Electronics Powerbeats2

▪ За рахунок енергії пасажирів

▪ Надтонка кнопка від Panasonic

▪ Висадити астероїд

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Регулятори тембру, гучності. Добірка статей

▪ стаття Токарний верстат. Історія винаходу та виробництва

▪ стаття Чому птахи відлітають до інших країн? Детальна відповідь

▪ стаття Начальник відділу обчислювальної техніки. Посадова інструкція

▪ стаття Штемпелювання заліза та сталі. Прості рецепти та поради

▪ стаття ВЧ генератор зі стабільною вихідною напругою Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт