Jste zde

Ultrazvukový detektor pohybu

David Šmíd, 12. Říjen 2005 - 0:00

Ze serveru Electronics Lab vám přinášíme zapojení jednoduchého ultrazvukového detektoru pohybu s napájením 12V a nastavitelnou citlivostí, který lze použit například pro hlídání objektů či vozidel.

Popis

Máme pro vás další zajímavé zapojení ze serveru Electronics Lab. Jedná se o ultrazvukový detektor pohybu s mnoha různými aplikacemi například v zabezpečení objektů či vozidel. Skládá se z ultravukového vysílače a přijímače, které pracují na stejné frekvenci. Pokud se v dosahu obou prvků objeví nějaký pohyb, je narušena rovnováha a spustí se alarm. Obvod je velmi citlivý a může být nastaven, aby se po určitém čase automaticky vynuloval, nebo aby jej bylo možné deaktivovat pouze ručně. Obvod pracuje s napájením 12V a spotřeba proudu je přibližně 30mA.

 


Schéma zapojení


Schéma zapojení

Seznam součástek

  • R1 = 180 KOhm;
  • R2 = 12 KOhm;
  • R3, 8 = 47 KOhm
  • R4 = 3,9 KOhm;
  • R5, 6, 16 = 10 KOhm;
  • R7, 10, 12, 14, 17 = 100 KΩ
  • R9, 11 = 1 MOhm;
  • R13, 15 = 3,3 KOhm
  • P1 = 10 KOhm trimr;
  • P2 = 47 KOhm trimr
  • C1, 6 = 10uF/16V;
  • C2 = 47uF/16V;
  • C3 = 4,7 pF
  • C4, 7 = 1 nF;
  • C5 = 10nF;
  • C8, 11 = 4,7 uF/16V;
  • C9 = 22uF/16V
  • C10 = 100 nF;
  • C12 = 2,2 uF/16V;
  • C13 = 3,3nF;
  • C14 = 47nF
  • TR1, 2, 3 = BC547 , BC548
  • IC1, 2 = 741 OP-AMP;
  • IC3 = 4093 C-MOS
  • R = piezosnímač 40KHz
  • T = piezosnímač 40KHz
  • D1, 2, 3, 4 = 1N4148

Jak zařízení pracuje?

Jak již bylo řečeno, oba ultrazvukové prvky, transmitter i receiver, pracují na stejné frekvenci, která je dána konkrétními použitými prvky. Multivibrátor pro vysílač (transmitter) je sestaven ze dvou NAND hradel IC3, které jsou zapojeny jako invertory. Trimr P2 nastavuje frekvenci na výstupu vysílače a pro lepší funkčnost by se tato frekvence měla shodovat s rezonanční frekvencí použitých ultrazvukových prvků. Stejně tak receiver používá převodník pro příjem odraženého signálu, výstup z něj je zesílen tranzistorem TR3 a IC1, což je operační zesilovač 741. Výstup z IC1 je pak přiveden na neinvertující vstup IC2, jehož zesílení se nastavuje potenciometrem P1. Tímto způsobem se obvod nastaví do rovnováhy s frekvencí vysílače.
Pokud se v dosahu prvků objeví nějaký pohyb, naruší se rovnováha obvodu. Změní se výstup IC2 a Schmittův klopný obvod sestavený ze zbylých dvou hradel IC3 změní stav. Tranzistory TR1 a 2 aktivují alarm, nebo, pokud je do série s kolektorem TR1 připojeno relé, tak ho sepnou.


Deska plošného spoje (zespodu)


Umístění součástek


Osazená deska plošného spoje

Konstrukce

Konstrukce neskrývá žádná zvláštní úskalí a měl by ji zvládnout i začátečník. Oba ultrazvukové elementy je potřeba umístit tak, aby se vzájemně neovlivňovaly a směrovaly do monitorovaného prostoru (viz. úvodní obrázek).
V nastavování obvodu si, pokud nevlastníte čitač, můžete pomoci například použitím LED diody a rezistoru 560 ohmů zapojených v sérii a připojených mezi bod 9 ve schématu a kladný pól napájecího napětí. Potenciometr P1 nastavte zhruba do poloviny dráhy a připojte napájecí napětí. Pak otáčejte potenciometrem P2 až do doby, kde se LED rozsvítí, pokud před snímači lehce pohybujete prsty. Pokud čitač vlastníte, je nastavení podstatně jednodušší a přesnější. Připojte čitač na vysílač a nastavte pomocí P2 rezonanční frekvenci.
Pak nastavte potenciometr P1 na požadovasnou citlivost zařízení. Pokud spojíte body 7 a 8 ve schématu, zústane obvod ve stavu alarmu, dokud není manuálně zresetován.

David Šmíd
smid@ hwg.cz

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: 

Komentáře

Johny11 (neověřeno) - 12. Březen 2016 - 17:09

Dobrý den, jen bych chtěl upozornit na chybu ve schématu.

Ve schématu totiž není zakreslen kondenzátor C4, který vede z IC1 dle obrázku plošného spoje.