Rörelsedetektorkrets med Doppler-effekt

Rörelsessensorkretsen som förklaras i artikeln fungerar med användning av doppler shift-principen, i vilken det rörliga målet detekteras genom den kontinuerligt varierande frekvensen, reflekterad från det rörliga objektet.

Vad är Doppler-effekt

Ett mycket fascinerande inslag i ljudet är Doppler-effekt .

Doppler-effekten uppstår när källan som producerar ljudfrekvensen rör sig kontinuerligt. När den rörliga ljudkällan närmar sig verkar ljudvolymen växa i frekvens och volym och när den försvinner verkar ljudfrekvensen och volymen minska.

Om ljudets ursprung inte rör sig och du går mot källan eller kommer långt ifrån källan, upplever du samma Doppler-effekt.

Rörelsedetektorkretsen ovan fungerar med Doppler-effekt för att upptäcka rörelse inom ett angivet område.

En högfrekvent (15 till 25 kHz) ljudsändare riktas mot det angivna området och en känslig givare placeras bredvid källan mot samma väg som sändarens givare.

Så länge det inte finns någon rörelse inom det riktade området tenderar den reflekterade ljudfrekvensen och det överförda ljudet att ha exakt samma frekvens.

Dock, någon form av rörelse av målet resulterar i en liten frekvensändring som snabbt detekteras av mottagaren och indikeras över en ansluten displayenhet.

Hur kretsen fungerar

SPKR1 OCH SPKR2 ÄR 27 MM PIEZO-TRANSDUCERARE, SPKR3 KAN VARA EN SMÅ 8Ω HÖGTALARE, HÖRTELEFON ELLER EN AC VOLTMETER

Med hänvisning till kretsschemat ovan, IC1 (a 567 faslåst slinga ) är inställt som en avstämbar oscillator med ett utfrekvensområde på 15 till 25 kHz. Potentiometer R22 används för att anpassa oscillatorns utgångsfrekvens.

IC1-utgången buffras av transistorn Q1 och appliceras på givare BZ1. Ljudfrekvensen som reflekteras fångas av den andra omvandlaren BZ2, konfigurerad med mottagarsteget i kretsen och appliceras på basen av Q2.

Den förstärkta utsignalen via Q2 appliceras på IC2 (som är ansluten som en dubbelbalanserad mixer) vid stift 1. Ytterligare en ljudsignal (extraherad från utsignalen från IC1) skickas till IC2 vid stift 10.

Motstånd R21 (som är en 50k potentiometer) används som en bärvågsbalansreglering som är justerbar för att säkerställa att oscillatorsignal läcker inte ut i mixerutgången på chip IC2 vid dess stift 6.

Mixerns utgång vid stift 6 i IC2 appliceras via ett lågpassfilter på ingången till IC3 (som är byggd runt IC LM 386 , lågspänningseffektförstärkare).

En lämplig högtalare eller ett par hörlurar gör att du kan kontrollera utsignalen från IC3.

Potentiometer R23 används som volymkontroll.

Hur man testar och ställer in

Praktiskt taget borde ingenting vara för kritiskt om denna doppler-rörelsessensorkrets. Sanningen är att kretsen kan byggas helt enkelt över en bit veroboard.

Och om du bygger den här enheten över en fin och ren kretskort (se till att alla komponentkablar hålls så små som möjligt) kan du snabbt få önskat resultat.

Det kan rekommenderas att du håller mottagarens ingång och sändarens utgångskretsar isolerade från varandra, så långt som möjligt i konstruktionslayouten, och använder uttag för alla angivna IC: er.

Börja testet genom att placera de två omvandlarna BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) ungefär på ett avstånd av 4 tum från varandra, fokuserad i samma riktning och långt från alla närliggande föremål.

Justera de variabla motstånden R21, R22 och R23 till mittpunkterna och slå på strömmen till kretsen.

Om du tycker att sändarens utgång är hörbar kan oscillatorns frekvens ha fixerats mycket lågt. I så fall kan du finjustera R22 tills du inte längre kan lyssna på frekvensen.

Därefter justerar du R21 tills du uppnår den tystaste utgången på BZ1 (SPKR1).

Efter detta, försök att flytta handen uppåt och nedåt framför de två givarna (SPKR1 / SPKR2), och detta bör orsaka en fluktuerande lågfrekvent ton på högtalaren (SPKR3).

När du rör dig handen snabbare bör du hitta att ljudfrekvensen blir så mycket högre. För extremt långsamma rörliga objekt kanske du vill se effekten på en rörlig likströmsmätare av spoltyp ansluten över IC3-utgången, på stift 5.

Du kan se mätarens nål svänga upp / ner över skalan som svar på det långsamma rörliga föremålet som passerar innan givarna.