Vezje detektorja gibanja z uporabo Dopplerjevega učinka

V članku razloženo vezje senzorja gibanja deluje po principu dopplerjevega premika, pri katerem se premikajoči cilj zazna s stalno spreminjajočo se frekvenco, ki se odraža od premikajočega se predmeta.

Kaj je Dopplerjev učinek

Ena zelo zanimiva lastnost zvoka je Dopplerjev učinek .

Dopplerjev učinek se zgodi, ko se vir, ki proizvaja zvočno frekvenco, neprekinjeno premika. Ko se premikajoči zvočni vir približa, se zdi, da glasnost zvoka narašča v frekvenci in glasnosti, in ko izginja, se zdi, da se frekvenca in glasnost zvoka zmanjšujeta.

V primeru, da se izvor zvoka ne premika in stopite proti viru ali se oddaljite od vira, doživite enak Dopplerjev učinek.

Zgornje vezje detektorja gibanja deluje z uporabo Dopplerjev učinek za zaznavanje gibanja znotraj določenega območja.

Visokofrekvenčni (15 do 25 kHz) oddajnik zvoka je usmerjen na določeno območje, občutljiv pretvornik pa je nameščen poleg vira, ki je obrnjen na isto pot kot pretvornik oddajnika.

Dokler v ciljnem območju ni gibanja, imata odsevna zvočna frekvenca in oddani zvok običajno popolnoma enako frekvenco.

Vendar kakršno koli gibanje cilj povzroči majhno spremembo frekvence, ki jo sprejemnik hitro zazna in prikaže na priloženi prikazovalni enoti.

Kako deluje vezje

SPKR1 IN SPKR2 SO 27 MM PIEZO ODDAJALCI, SPKR3 JE LAHKO MALI 8-OZVOČNIK, SLUŠALKE ALI MENJAVNI VOLTMETER

Sklicujoč se na zgornji diagram vezja, IC1 (a 567 fazno zaklenjena zanka ) je nastavljen kot nastavljiv oscilator z izhodno frekvenčnim območjem od 15 do 25 kHz. Potenciometer R22 se uporablja za prilagoditev izhodne frekvence oscilatorja.

Izhod IC1 medpomni tranzistor Q1 in se uporablja za pretvornik BZ1. Odsevno zvočno frekvenco zajame drugi pretvornik BZ2, konfiguriran s sprejemno stopnjo vezja in pritrjen na dno Q2.

Ojačani izhod skozi Q2 se na IC2 (ki je povezan kot dvojno uravnotežen mešalnik) priklopi na zatič 1. Še en zvočni signal (izvlečen iz izhoda IC1) se pošlje na IC2 na zatiču 10.

Upor R21 (ki je 50k potenciometer) je uporabljen kot krmilnik ravnotežja nosilca, ki je nastavljiv, da se zagotovi, da signal oscilatorja ne pušča v izhodu mešalnika čipa IC2 na svojem zatiču 6.

Izhod mešalnika na zatiču 6 IC2 se uporabi prek nizkopasovnega filtra na vhodu IC3 (ki je zgrajen okoli IC LM 386 , nizkonapetostni ojačevalnik moči).

Ustrezen zvočnik ali par slušalk omogoča preverjanje izhoda iz IC3.

Potenciometer R23 se uporablja kot regulator glasnosti.

Kako preizkusiti in nastaviti

Praktično pri tem vezju doplerskega senzorja gibanja ne bi smelo biti nič preveč kritičnega. Resnica je, da bi lahko vezje zgradili preprosto nad kosom veroboarda.

In če to enoto sestavite iz lepega in čistega tiskanega vezja (tako da so vsi kabli komponent čim manjši), lahko hitro dosežete želene rezultate.

Priporočljivo je, da vhod sprejemnika in izhodno vezje oddajnika medsebojno izolirate, kolikor je to mogoče v postavitvi konstrukcije, in uporabite vtičnice za vse navedene IC.

Testiranje začnite tako, da sta dva pretvornika BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) nameščena približno na razdalji 4 palca, osredotočena v isto smer in daleč od bližnjih predmetov.

Prilagodite spremenljive upore R21, R22 in R23 na sredinske točke in vklopite napajanje v vezje.

Če se vam zdi, da je izhod oddajnika slišen, je bila frekvenca oscilatorja morda zelo nizka. V tem primeru lahko natančno nastavite R22, dokler ne boste več mogli poslušati frekvence.

Nato potegnite R21, dokler ne dosežete najbolj tihega izhoda na BZ1 (SPKR1).

Po tem poskusite premikati roko navzgor in navzdol pred dvema pretvornikoma (SPKR1 / SPKR2), kar bi povzročilo nihajoč nizkofrekvenčni ton na zvočniku (SPKR3).

Ko hitreje premikate roko, boste ugotovili, da se izhodna frekvenca zvoka toliko poveča. Pri izjemno počasnih premikajočih se predmetih boste morda želeli videti učinek na merilnik enosmerne napetosti tipa tuljave, priključen na izhod IC3, na zatiču 5.

Morda boste videli, kako igla merilnika niha navzgor / navzdol po lestvici kot odziv na počasi premikajoč se predmet pred pretvorniki.