Ultrazvukový poplašný obvod

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Ultrazvukový poplašný obvod je elektronické zařízení, které vysílá ultrazvukové vlny k detekci pohybu vnikající osoby. Ultrazvukové vlny zasahují narušitele a odražené vlny jsou zachycovány obvodem. Tyto odražené vlny se používají k aktivaci hlasitého alarmu, který upozorní majitele na přítomnost narušitele nebo potenciálního zloděje.

V našem obvodu ultrazvukového poplašného zařízení proti vloupání je použit všestranný IC LM567 s fázovou smyčkou.



Hlavní technické specifikace IC jsou uvedeny níže.

  • Rozsah napájecího napětí 3,5 V až 8,5 V
  • Rozsah vstupního napětí 20 mV RMS až VCC (+0,5)
  • Vstupní frekvence 1 Hz až 500 kHz
  • Výstupní proud Max. 15 mA

Další informace o IC naleznete v následujícím příspěvku:



Datasheet IC LM567

V našem současném designu ultrazvukového alarmu proti vloupání implementuje IC LM567 dvě funkce dohromady.

Funguje jako obvod tónového dekodéru, který zapíná výstup v reakci na konkrétní tónovou frekvenci spojenou s LM567 na kolíku č. 3.

Navíc LM567 funguje jako tónový vysílač, který vytváří přesný frekvenční tón z kolíku č. 5, který má přijímací stupeň přijímat a detekovat.

To znamená, že kolík #5 generuje tón se specifickou frekvencí, a když je stejná frekvence přivedena zpět na jeho kolík #3, pak IC sepne svůj výstupní kolík #8. Pokud je na kolíku č. 3 detekována jakákoli jiná frekvence, IC nereaguje a jeho výstup zůstává neaktivní.

Proto to znamená, že frekvence nastavená pro generování z kolíku č. 5 musí být přesně detekována na kolíku č. 3, aby se výstup stal aktivním. Pokud se frekvence kolíků č. 5 a č. 3 neshodují, výstup se nikdy nezapne.

Senzorový stupeň obvodu by mohl být sestaven pouze s několika externími tranzistory a několika dalšími částmi. Vysílací část obvodu využívá piezo reproduktor k přenosu vysokofrekvenčního zvukového signálu.

Odražený tónový signál je detekován snímačem přijímače, který je an elektretový mikrofon zařízení a je pak odeslán do tranzistoru Q1 pro zesílení. Signál je poté po zesílení přenesen na vstup LM567.

Jak je znázorněno na obrázku, piezo reproduktor a mikrofonní jednotky jsou umístěny 3 až 6 palců od sebe, čelem k cíli, který může být možným narušitelem.

Obvod zapne výstupní poplašné zařízení vždy, když se před mikrofon a reproduktor pohne něco, co odráží dostatek signálu zpět do mikrofonu. Obvod může být nakonfigurován tak, aby detekoval předměty od několika palců až po více než metr.

Popis obvodu

S odkazem na výše uvedené schéma obvodu ultrazvukového poplašného zařízení lze pochopit fungování obvodu pomocí následujícího vysvětlení

C1 a R5 určují frekvenci vnitřního oscilátoru LM567. Nezáleží na tom, jaký je pracovní frekvenční rozsah, pokud je mezi 14 a 20 kHz.

Pokud je frekvence nastavena příliš vysoko, citlivost elektretového mikrofonu se sníží a jeho provozní dosah se zhorší. Obvod může pracovat na mnohem nižších frekvencích, pokud vám nevadí slyšet nepřetržitě vydávaný vysokofrekvenční zvuk.

Na kolíku č. 5 generuje interní oscilátor LM567 obdélníkový výstup. Q2 funguje jako emitorový sledovač, který izoluje tento signál od LM567 a přivádí jej do piezo reproduktoru.

R8 ovládá výstupní hlasitost reproduktoru. Zesilovací tranzistor Q1 se společným emitorem se používá k zesílení odraženého tónového signálu na velikost, při které mohou vstupní obvody LM567 detekovat a zablokovat.

Jak nastavit

Nastavení a seřízení obvodu je jednoduché.

  • Vyberte požadovaný typ a velikost čehokoli, co chcete detekovat, a umístěte to přímo před reproduktor a mikrofon, dokud nezačne znít výstupní alarm.
  • Nyní upravte R8 a upravte rozsah detekce. Rozsah činnosti je primárně určen typem předmětu zvoleného jako reflektor. Například jakýkoli předmět s plochým povrchem bude detekován lépe než předměty s válcovým povrchem.

Tento obvod je skvělý pro nadšence elektroniky a výzkumníky. Nahrazením R5 potenciometrem 20 kOhm bylo možné upravit pracovní frekvenci. Hodnota C1 může být také změněna. Menší hodnoty kterékoli součásti mohou snížit provozní frekvenci, zatímco větší hodnoty ji pomohou zvýšit.

Výpočet provozní frekvence

Jak bylo vysvětleno výše, ideální frekvence pro přenos a detekci může být kolem 14 kHz. Tato frekvence je určena C1 a R5.

Vzorec pro výpočet této frekvence je uveden níže:

fo = 1 / (1,1 × R1 × C1)

Zde by měl být R1 v Ohmech a C1 by měl být Farads. Frekvence pak bude v Hertzech.

Seznam dílů

  • ODPORY
  • (Všechny odpory jsou 1/4 W, 5% jednotek, pokud není uvedeno jinak.)
  • R1, R2 - 2,2K
  • R3 - 1K
  • R1 - 470 ohmů
  • R5 - 10 tis
  • R6 - 100 ohmů
  • R7 - 22 tis
  • Potenciometr R8 - 1K
  • KONDENZÁTORY
  • C1 - 0,02 uF, keramický kotouč
  • C2, C3 - 0,01 uF, keramický kotouč
  • C4, C5 - 0,22 uF keramický kotouč
  • POLOVODIČE
  • IC1 - tónový dekodér LM567, integrovaný obvod
  • Q1 - 2N3904 NPN křemíkový tranzistor
  • Q2 - 2N2907 PNP křemíkový tranzistor
  • Q3 - TIP127 PNP Darlington Tranzistor
  • LED1 - Světelná dioda, libovolný typ nebo barva
  • Smíšený
  • Piezo bzučák
  • Elektretový MIC