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      超聲波運動檢測器電路接收工作原理及電路圖

      發表時間:2021-09-18 16:00【 閱讀量:-

        該超聲波運動檢測器電路項目可以從4到7米的距離內拾取包括人類在內的任何物體的運動。一旦檢測到運動,電路的輸出就會點亮紅色LED,指示存在障礙物或物體。


        然而,使用連接到檢測器電路輸出的補充電路級,該設備可以設計為打開燈、警報、觸發記錄設備,或者聯系執法部門。此外,該電路可以設計為在檢測到有人或物體在其檢測范圍內移動時播放消息。


        超聲波運動探測器的電路圖可以在下圖中看到。

      2021091801.jpg

        一個9 V PP3電池B1可立即為電路的幾個階段供電。還可以看到電池與78L05穩壓器IC3相連,該穩壓器為電路的其他各個階段提供5 V直流電源。

      21091802.jpg

        發射器


        發射器級本質上是使用4049 CMOS HEX反相器IC2開發的晶體控制張弛振蕩器。IC 4049部分之一,IC2c,連同電阻器R21和R22以及電容器C11和C12,“撞擊”40 kHz晶體以迫使其進入連續振蕩狀態。


        IC 4049的其余部分就像線性緩沖器一樣運行40 kHz超聲波換能器設備BZ2。


        接收器


        接收器級由4個交流耦合部分組成,每個部分都使用來自IC LM324的四個運算放大器之一構建。在第一階段,在R1和R2周圍產生的輸入電壓通過40 kHz的超聲波接收器換能器BZ1進行調制,調制后的信號隨后被發送到IC1a,在那里頻率被放大。


        接收換能器接收由發射換能器BZ2產生的任何類型的反射頻率。


        在沒有任何運動的情況下,產生的包絡信號波形簡單地以直線的形式產生。


        二極管D1和電阻器R8像負峰值檢測器一樣工作以提取包絡信號。


        第二級配置在IC1b周圍,它再次放大提取的信號。IC1b時間常數非常緩慢,確??梢暂p松跟蹤包絡信號。


        第二級產生的輸出是決定包絡強度的電壓電平。在換能器前面存在運動時,包絡通過正光束或負光束反射信號。


        差分放大器(窗口檢測器)


        在第三級輸入處,我們可以找到一個圍繞IC1c配置的差分放大器,并使用幾個二極管D2和D3。這個階段拾取每個正脈沖和負脈沖。


        在超聲波傳感器前面沒有運動的情況下,IC1b的引腳7電位是電源電壓的50%,這會阻止二極管D2或D3導通。


        IC1c的引腳8電位因此保持低電平。如果信號強度增加超過+0.7伏(硅二極管的擊穿電壓),會導致二極管D3正向偏置并導通,從而使ICc的引腳8變高。


        如果反射的運動信號低于-0.7伏,D2將被正向偏置并開始導通,從而導致輸出變高。因此,該配置像窗口檢測器一樣工作。它檢測低于或超過指定范圍的反射信號的電壓電平。


        單穩態觸發器


        該超聲波運動檢測器電路的第4級圍繞IC1d構建。這個階段的配置就像一個單穩態觸發器。這部分電路將通過濾波器進入的任何信號轉換為脈沖,該脈沖大到足以觸發晶體管Q1導通。


        一旦BJT Q1激活,LED1就會亮起,它還會產生一個輸出電壓,該電壓可用于操作連接的繼電器級或與Q1集電極相連的其他報警設備。


        該IC1d單穩態觸發器提供的時間延遲約為半秒,由電容器C8和電阻器R18決定。二極管D4的作用是分離充放電時間常數。這允許電路在超聲波換能器前面檢測到移動時立即激活,并額外確保重置操作有大約1/2秒的延遲。


        約40 kHz超聲波換能器


        在超聲波運動檢測器的第一個圖中,我們可以看到兩個換能器,符號為BZ1和BZ2。兩者都是40 kHz型超聲波換能器。


        BZ1是接收換能器,而BZ2是發射換能器。


        您必須確保兩個換能器正確匹配,因此只能將它們作為配對裝置購買。匹配的發射器/接收器40 kHz換能器對將在其機身背面印有各自的首字母,如下圖所示。


        發射器設備的背面印有后綴T,而接收器的后綴R印在機身的引腳側。

      21091803.jpg

        如何設置


        最好通過一個固定的直流穩壓電源適配器打開超聲波運動檢測器電路。將電路安裝在無噪音的房間內,傳感器BZ1/BZ2前面沒有任何物體移動。


        如果將靈敏度調節固定到最大極限,即使是暖風或風吹,或者令人驚訝的是,有人大聲聊天也可以激活運動檢測器。為電路供電后,讓設備穩定至少20秒,以確保整個電路在電氣上“平靜下來”。


        通過您的視覺將1M微調電位計調整到大約4 k歐姆(簡單地說,假設電位計由從0到10的設置組成,因此現在想象將其設置在標記4處)。


        在大約3 k歐姆的向下調整時,電路很可能變得過于敏感并可能自觸發。您可能需要通過一些實驗來實現最適合您特定運動檢測要求的設置。

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