Akustyczny czujnik ruchu. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Akustyczny czujnik ruchu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Bezpieczeństwo i ochrona

Komentarze do artykułu

Działanie wielu systemów alarmowych opiera się na bardzo prostej zasadzie: w chronionym obszarze nie powinno być ruchu w nieparzystych godzinach. Aby to wykryć, pomieszczenie „wypełnia się” promieniowaniem – najczęściej radiowym lub akustycznym. Po wielokrotnym odbiciu się od ścian i przedmiotów w pomieszczeniu, promienie docierają do odbiornika. Jakakolwiek zmiana sytuacji spowoduje modulację odbieranego sygnału, co zostanie zarejestrowane przez czujnik.

Czujniki akustyczne (ultradźwiękowe) tego typu mają dość znaczną przewagę nad czujnikami wykorzystującymi fale radiowe - nie emitują niczego do „eteru” i nie wymagają pozwoleń na montaż i eksploatację. Czytelnikom udostępniamy opis jednego z takich czujników, stosunkowo prostego i czułego na tyle, aby chronić pomieszczenie o powierzchni do 20 m2.

W odróżnieniu od czujników akustycznych, których opisy publikowano wcześniej w czasopiśmie „Radio” [1 - 3], proponowany działa na nieco innej zasadzie, chronionej patentem [4].

Główne cechy techniczne

Częstotliwość dźwięku, kHz ...... 10
Wypromieniowana moc akustyczna, mW, nie więcej......5
Napięcie zasilania (stałe), V......10...16
Pobór mocy w trybie czuwania, mW......120
Wymiary, mm......150x50x30

Obwód wyjściowy to „suche” styki przekaźnika, dodatkowo załączenie sygnalizowane jest świeceniem diody LED.

Schemat urządzenia pokazano na ryc. jeden.

Akustyczny czujnik ruchu
(kliknij, aby powiększyć)

Mikrofon piezoelektryczny VM1.1 jest podłączony do wejścia wzmacniacza przy wzmacniaczach operacyjnych DA1.2 i DA1, a piezoelektryczny emiter dźwięku BF1 jest podłączony do wyjścia. W rezultacie wzmacniacz objęty jest sprzężeniem akustycznym poprzez kontrolowaną objętość gazu, przez co w układzie występują samooscylacje. Ich częstotliwość zależy od odpowiedzi częstotliwościowej i fazowej elementów (przede wszystkim mikrofonu i emitera) oraz od właściwości akustycznych chronionego obszaru. Stałą amplitudę oscylacji utrzymuje układ AGC składający się z detektora na diodach VD2, VD3 i wzmacniacza na jednym z elementów mikroukładu DA2 K176LP1. Elementy sterujące AGC to pojedyncze tranzystory polowe umieszczone w tym samym mikroukładzie, których sekcje dren-źródło są zawarte w lokalnych obwodach sprzężenia zwrotnego kaskad na wzmacniaczach operacyjnych DA1.1 i DA1.2.

Jeśli jakikolwiek obiekt (intruz) poruszy się w strefie czułości czujnika, zmienia się tłumienie i opóźnienie odbitych od niego fal akustycznych, co prowadzi do zmiany amplitudy oscylacji generowanych przez czujnik. Obwody R7C10 i R6C1C6 ustalają charakterystykę częstotliwościową obwodu AGC, niezbędną do stabilnej pracy czujnika w różnych warunkach przy jednoczesnym efektywnym monitorowaniu zmian amplitudy sygnału.

Składowa napięcia przemiennego na wyjściu wzmacniacza AGC, spowodowana ruchem, jest podawana na wejście komparatora DA1.3. Próg reakcji jest ustawiany przez rezystor dostrajający R8. Dioda HL1 jest podłączona do wyjścia komparatora poprzez wzmacniacz buforowy składający się z dwóch połączonych równolegle elementów mikroukładu DD1, który miga sygnalizując ruch w chronionym obszarze.

Ponadto sygnał z wyjść elementów DD1.1 i DD1.2 wyzwala monostabilność na elementach DD1.3 i DD1.4, których impulsy otwierają przełącznik na tranzystorze VT2, powodując działanie przekaźnika K1. Generator jednostkowy generuje impulsy tylko wtedy, gdy na wejściu 13 elementu DD1.4 znajduje się wysoki poziom logiczny. Dzięki obwodowi R14C16 poziom ten zostanie osiągnięty dopiero po pewnym czasie od włączenia zasilania, co daje czujnikowi możliwość wejścia w stan ustalony bez generowania alarmów.

W przypadku zbyt częstego powtarzania impulsów alarmowych następuje rozładowanie kondensatora C16 poprzez rezystor R16 i diodę VD5, co blokuje start monowibratora i zapobiega niepotrzebnemu działaniu przekaźnika K1. Pozwala to uzyskać znaczne oszczędności w trwałości przekaźników i zużyciu energii.

Stabilizator napięcia zasilania jest zbudowany według nieco nietypowego obwodu z tranzystorem regulacyjnym VT1 w obwodzie ujemnym, co umożliwiło zmniejszenie liczby części w urządzeniu. Dioda VD1 zabezpiecza przed niewłaściwą polaryzacją podłączenia do źródła zasilania.

Wygląd czujnika pokazano na rys. 2. Montuje się go na płytce drukowanej umieszczonej w obudowie wykonanej z materiału izolacyjnego, np. styropianu. Mikrofon VM1 i emiter BF1 zamontowane są na górnej pokrywie obudowy, odizolowane akustycznie od obudowy i od siebie za pomocą podkładek piankowych o grubości 3 mm. Im większa odległość pomiędzy emiterem a mikrofonem, tym wyższa czułość czujnika. W projekcie autorskim było to 100 mm. W tej samej osłonie znajduje się otwór na diodę HL1 LED.

Akustyczny czujnik ruchu

Jako BF1 i VM1 stosowane są te same przetworniki piezoelektryczne VUTA-1, produkowane przez przedsiębiorstwo Alfa-Optim (Wołgograd). Pożądana jest ich wymiana na te o wyższej częstotliwości i czułości, ale będzie to wymagało pewnych modyfikacji czujnika, zmiany charakterystyki częstotliwościowej obwodu samogenerującego.

Czujnik wyposażony jest w kondensatory tlenkowe K50-35, kondensatory ceramiczne K10-17, rezystory MLT-0,125, przekaźnik RES55A (paszport RS4.569.600-01). Tranzystory KT361B można zastąpić KT361G, KT361E i innymi krzemowymi konstrukcjami pn-p małej mocy.

Przy regulacji czułości czujnika (za pomocą rezystora dostrajającego R8) czasami konieczna jest zamiana pinów 12 i 13 elementu DA1.3, aby uzyskać pożądany efekt.

literatura

Will W. Ultradźwiękowy autoochron. - Radio, 1996, nr 1, s. 52-54.
Volkov A. Czujnik ultradźwiękowy do alarmów bezpieczeństwa. - Radio, 1996, nr 5, s. 54-56.
Koinov A. Ultradźwiękowe urządzenie zabezpieczające. - Radio, 1998, nr 7, s. 42.
Guskov V., Guskova M. Metoda określania zmian stanu objętości wypełnionej ośrodkiem elastycznym oraz urządzenia (opcje) do jej realizacji. - Patent RF nr 2104494 MKI 6G 01D1/18, zgłoszony 26 stycznia 1995, opublikowany 10 lutego 1998

Autorzy: W.Guskow, W.Sviridov, Samara

Zobacz inne artykuły Sekcja Bezpieczeństwo i ochrona.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Obwody neuronowe regulują apetyt 12.04.2013

Naukowcy z University of East Anglia (UEA) dokonali odkrycia w dziedzinie neuronauki, które może ostatecznie rozwiązać problem nadwagi.

Wcześniej sądzono, że komórki nerwowe mózgu związane z regulacją apetytu zostały w pełni uformowane podczas rozwoju zarodka w macicy. Innymi słowy, ich cechy i ilość są niezmienne na całe życie. Awarie w pracy tych obwodów neuronowych są główną przyczyną rozwoju otyłości i nie da się naprawić tego „błędu natury”. Jednak nowe badanie wykazało, że komórki macierzyste mogą tworzyć nowe obwody nerwowe, które regulują apetyt. Dotychczas eksperymenty prowadzono tylko na gryzoniach, ale wyniki są bardzo zachęcające, a nowa technika terapii sprawdza się zarówno na młodych, jak i dorosłych osobnikach.

Otyłość stała się już ogólnoświatową epidemią: obecnie ponad 1,4 miliarda dorosłych na całym świecie ma nadwagę, a ponad 500 milionów jest otyłych. Co najmniej 2,8 miliona ludzi umiera co roku z powodu komplikacji związanych z nadwagą. Dlatego opracowanie skutecznej terapii eliminującej ten problem jest ważnym zadaniem naukowym.

Naukowcy z UEA zbadali podwzgórze, obszar mózgu, który reguluje cykle snu i czuwania, wydatkowanie energii, apetyt, pragnienie, uwalnianie hormonów i wiele innych krytycznych funkcji biologicznych. Naukowcy zwrócili szczególną uwagę na komórki nerwowe regulujące apetyt. W rezultacie odkryto, że populacja specjalnych komórek mózgowych, tanycytów, zachowuje się jak komórki macierzyste i może tworzyć nowe neurony regulujące apetyt. Proces ten zachodzi również u dorosłych myszy, co oznacza, że apetyt można kontrolować na każdym etapie życia.

To odkrycie ma ogromne znaczenie i może doprowadzić do opracowania metod, które trwale wyeliminują problemy z otyłością. W przeciwieństwie do diet, regulacja obwodów neuronalnych odpowiedzialnych za apetyt może niezawodnie chronić przed pokusą zjedzenia kolejnej porcji wysokokalorycznego jedzenia.

Naukowcy planują teraz zidentyfikować grupę genów i procesów komórkowych, które regulują aktywność tanycytów. Pomoże to zrozumieć, jak działa mechanizm powstawania „neurołańcuchów apetytu” i opracować „absolutne” lekarstwo na otyłość.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Mózg szybciej reaguje na agresywny głos niż na spokojny.

▪ Porażenie prądem przeciwko chwastom

▪ Telewizory laserowe Mitsubishi

▪ Genetyczny analog tranzystora

▪ Procesor kwantowy dla 127 kubitów

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcji witryny internetowej poświęconej sprzętowi wideo. Wybór artykułów

▪ artykuł o lodówce. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Ile odmian pasikoników jedzono na Bliskim Wschodzie w czasach biblijnych? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Farmaceuta-technolog podczas przyjmowania recept i wydawania leków na podstawie recept lekarskich. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ Artykuł Ocet toaletowy. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Bezpiecznik elektroniczny ze wskaźnikiem cyfrowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn