这个超声波运动检测器电路项目可以捕捉到4到7米以外的任何物体的运动,包括人的运动。一旦运动被检测到,电路的输出就会点亮一个红色的LED,表明有障碍物或入侵者存在。
然而,使用附加电路级连接到检测器电路的输出,该设备可以被设计成开关灯,报警,触发记录设备,或可能联系执法部门。此外,电路可以被设计成每当检测到有人或入侵者在其检测范围内移动时就播放信息。
超声波运动检测器的电路图如下图所示。
一个9v PP3电池B1立即为电路的几个阶段提供电力。电池还可以与一个78L05稳压器IC3连接,该稳压器为电路的各个其他阶段提供5 V直流电源。
发射机
发射机阶段本质上是一个晶体控制的松弛振荡器,使用4049 CMOS HEX逆变器IC2开发。其中一个IC 4049部分,IC2c,连同电阻R21和R22,以及电容C11和C12,“打击”40千赫晶体,迫使其进入连续振荡状态。
IC 4049的其余部分表现得像线性缓冲器,以操作40 kHz的超声波换能器设备BZ2。
接收方
接收级由4个交流耦合部分组成,每个部分使用IC LM324的4个运放之一构建。在第一阶段,在R1和R2周围产生的输入电压通过一个40 kHz的超声波接收换能器BZ1进行调制,调制后的信号随后被发送到IC1a,在那里频率被放大。
接收器换能器接收由发射器换能器BZ2产生的任何反射频率。
在没有任何运动的情况下,得到的包络信号波形简单地以直线的形式产生。
二极管D1和电阻R8像负峰值检测器一样提取包络信号。
第二阶段围绕IC1b进行配置,再次放大提取的信号。IC1b的时间常数是相当缓慢的,这确保了包络信号可以很容易地被跟踪。
从第二阶段产生的输出是一个电压水平,它决定了包络线的强度。当传感器前面出现运动时,包络线通过正或负光束反射信号。
差分放大器(窗检波器)
在第三阶段输入,我们可以找到一个在IC1c周围配置的差分放大器,并使用两个二极管D2和D3。这个阶段接收每一个正脉冲和负脉冲。
在超声传感器前没有运动的情况下,IC1b的引脚7电位是电源电压的50%,从而阻止二极管D2或D3导电。
因此,IC1c的引脚8电位仍然很低。如果信号强度增加超过+0.7伏特(硅二极管的击穿电压),导致二极管D3成为正向偏置和导通,使ICc的引脚8走高。
如果反射运动信号下降到-0.7伏特,D2向前偏置并开始导电,这反过来导致输出高。因此,配置工作起来就像一个窗口检测器。它检测的电压水平的反射信号移动或低于或超过一个指定的范围。
的单稳态触发器
该超声波运动检测电路的第四阶段是围绕IC1d结构的。这个阶段被配置为一个单稳态触发器。这部分电路将任何通过滤波器输入的信号转换为脉冲,脉冲大到足以触发晶体管Q1。
一旦BJT Q1激活,LED1就会点亮,同时它还会产生输出电压,可用于操作附加的继电器级或与Q1集电极连接的其他报警设备。
该IC1d单稳态触发器提供的时间延迟约为半秒,由电容C8和电阻R18决定。二极管D4的作用是分离充放电时间常数。这使得电路在超声换能器前检测到移动时立即激活,并确保复位动作有大约1/2秒的延迟。
大约40千赫超声换能器
在超声运动检测器的第一张图中,我们可以看到符号为BZ1和BZ2的两个传感器。两者都是40千赫型超声换能器。
BZ1为接收换能器,BZ2为发送换能器。
您必须确保这两个换能器是正确匹配的,因此购买时只能将它们作为成对的单元。一个匹配的发射器/接收器40千赫换能器对将各自的首字母印在其背面,如下图所示。
发送设备将具有后缀T打印在背面,而接收单元将有后缀R印在身体的针筒一侧。
如何设置
最好通过固定的直流稳压电源适配器接通超声波运动检测电路。将电路安装在传感器BZ1/BZ2前面的一个无噪声的房间里,没有任何移动。
即使是暖空气的移动,风的吹,或令人惊讶的是,有人大声聊天,都可以激活运动检测器,如果灵敏度调整到最大限度。在给电路供电后,允许设备安静至少20秒,以确保整个电路将用电“平静”。
通过你的视觉调整1M微调电位器到大约4 k欧姆(简单地说,假设电位器是由从0到10的设置组成的,所以现在想象把它设置在标记4)。
在向下调整约3 k欧姆时,电路将很可能变得过于敏感,可能会自我触发。您可能需要通过一些实验来实现最适合您的特定运动检测要求的设置。
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