Датчики движения

Электрические схемы датчиков движения

Схема доплеровского СВЧ датчика движения

0

Устройства, собранные по данной схеме, при своей простоте достаточно надёжно могут работать в составе различных систем сигнализации. Лучшие импортные системы сигнализации основаны на комбинации пассивного инфракрасного и СВЧ датчиков движения.


Схема на Рис.1 является вариантом такой конструкции. С коллектора VT1 низкочастотные колебания через фильтр L3,C2 поступают на неинвертирующий вход ОУ DA1. ОУ включён как УНЧ с большим коэффициентом в диапазоне частот 1 — 100 Гц.
Подстроечным резистором R6 регулируется чувствительность устройства. К выходу DA1 подключён пиковый детектор на элементах VD3, C9, R11. Диод VD3 задаёт уровень порога для компаратора DA2 равный 0,5 В. Элементы С9, R11 определяют длительность сигнала срабатывания.
СВЧ часть устройства ( всё, что подсоединено к транзистору VT1 ) является одной из схем, где большее значение, чем принципиальная схема, имеет конструктивное исполнение изделия. Рис.2 показывает размещение СВЧ транзистора VT1 относительно рамок антенны и размеры самой антенны. Только эта часть является критичной в изготовлении. Антенна вытравливается из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, желательно высокого качества. Контур внешней рамки из текстолита обозначена зелёным цветом (W1), внутренний — коричневым (W2).


Для защиты от влаги и окисления защищённую и отполированную антенну после размещения деталей желательно покрыть тонким слоем лака или краски. Эмиттеры транзистора VT1 загибаются на верх его корпуса, и к ним припаивается один из выводов катушки L2. Все элементы низкочастотной части могут быть расположены как угодно и соединены любым монтажом, лишь бы не было самовозбуждения схемы.
Катушки L1, L2 бескаркасные, намотаны проводом 0,2 мм на оправке ( сверле ) диаметром 0,8 мм, имеют по 12 витков, растянутых на длину 10 мм.

В. Г. Белолапотков, А. П. Семьян «ШПИОНСКИЕ ШТУЧКИ И НЕ ТОЛЬКО, 500 схем для радиолюбителей», Наука и техника, Санкт-Петербург, 2007г, стр. 172-174

Схема ультразвукового доплеровского датчика движения

0

  В данной конструкции используется эффект Доплера для обнаружения движущегося объекта. Традиционно такие устройства основаны на применении двух ультразвуковых преобразователей, работающих на 30 — 40 кГц. Имея небольшие размеры и хорошо сочетаясь с полупроводниковыми элементами, эти приборы, к сожалению, мало распространены. Поэтому в данном устройстве применены электретный микрофон на приём и пьезокерамический излучатель (любая пищалка типа ЗП) или высокочастотный динамик для излучателя звука.

  Даже дешёвые распространённые электретные микрофоны имеют рабочую частоту не ниже 12-18 кГц, а частоты свыше 12 кГц большинство взрослых людей не слышат. Поэтому использование доплеровского датчика с излучением звукового сигнала на частоте около 15 кГц не будет заметно, однако на работу датчика могут повлиять звуковые помехи от строчной развёртки телевизоров, а этом случае частоту излучателя желательно сдвинуть к 12 или 18 кГц.

  В качестве генератора передатчика использован интегральный таймер КР1006ВИ1 (на Рис). Его верхняя рабочая частота составляет не менее 100 кГц, к выходу можно подключить как пьезоизлучатель, так и динамическую головку. Резистором R1 устанавливается частота генерации.

  Приёмная часть датчика собрана на двух операционных усилителях. В качестве первого ОУ DA2 необходимо применить высокоскоростной ОУ для получения усиления на ультразвуковых частотах. Элементы С5, R5 формируют максимум коэффициента усиления ОУ на частотах 14-17 кГц. DA2 усиливает принятую микрофоном ВМ1 сумму сигнала от излучателя и отражённого сигнала от движущегося объекта. Низкочастотная составляющая, полученная в результате сложения этих сигналов, детектируется элементами R10, VD1, R11, C10.

  Далее на втором ОУ DA3 выполнен усилитель звукового сигнала с рабочим диапазоном 20 — 2000 Гц. Резистором R12 регулируется чувствительность датчика. С выхода усилителя DA3 через R14, C13 низкочастотный сигнал поступает на детектор с удвоением сигнала. VD2 является первым диодом, в качестве второго диода выступает переход база-эмиттер транзистора VT1.

  Положительный сигнал на коллекторе VT1 фильтруется цепочкой R16, С14 и поступает на транзисторного ключа VT2. К открытому коллектору транзистора VT2 можно подключить реле, светодиод или другое устройство индикации.

  При близком размещении излучателя ВА1 и микрофона ВМ1 следует проверить уровень ВЧ сигнала на выходе DA2. Уровень не должен быть слишком большим, чтобы не вводить ОУ DA3 в насыщение и чтобы принятый отражённый сигнал мог эффективно модулировать прямой сигнал. Для уменьшения уровня прямого сигнала излучатель и микрофон можно развернуть на 90 градусов друг от друга или разместить между ними изолирующий материал.

  В качестве излучателя и микрофона с минимальными переделками схемы можно применить биморфные пьезопреобразователи  с резонансной частотой 30 — 40 кГц. Для этого необходимо резистором R1 выставить необходимую частоту генерации DA1, установить конденсатор С5 ёмкостью 1000 пФ и убрать элементы С1, С6, R7.

В. Г. Белолапотков, А. П. Семьян  «ШПИОНСКИЕ ШТУЧКИ И НЕ ТОЛЬКО, 500 схем для радиолюбителей»,  Наука и техника, Санкт-Петербург, 2007г, стр. 175-177

 

Вверх