Bewegungsmelderschaltung mit Doppler-Effekt

Die im Artikel erläuterte Bewegungssensorschaltung arbeitet nach dem Doppler-Shift-Prinzip, bei dem das sich bewegende Ziel durch die sich kontinuierlich ändernde Frequenz erfasst wird, die vom sich bewegenden Objekt reflektiert wird.

Was ist Doppler-Effekt?

Ein sehr faszinierendes Merkmal des Klangs ist das Doppler-Effekt .

Der Doppler-Effekt tritt auf, wenn sich die Quelle, die die Schallfrequenz erzeugt, kontinuierlich bewegt. Wenn sich die sich bewegende Schallquelle nähert, scheint die Lautstärke des Klangs in Frequenz und Lautstärke zuzunehmen, und wenn sie verschwindet, scheinen die Schallfrequenz und die Lautstärke abzunehmen.

Wenn sich der Klangursprung nicht bewegt und Sie auf die Quelle zugehen oder sich weit von der Quelle entfernen, tritt der gleiche Doppler-Effekt auf.

Die obige Bewegungsmelderschaltung arbeitet mit der Doppler-Effekt Bewegung innerhalb eines bestimmten Bereichs zu erkennen.

Ein hochfrequenter (15 bis 25 kHz) Schallsender ist auf den angegebenen Bereich gerichtet, und ein empfindlicher Wandler befindet sich neben der Quelle und zeigt auf den gleichen Pfad wie der Wandler des Senders.

Solange sich innerhalb des Zielbereichs keine Bewegung befindet, haben die reflektierte Schallfrequenz und der übertragene Schall tendenziell genau die gleiche Frequenz.

Jedoch, jede Art von Bewegung durch das Ziel führt zu einer kleinen Frequenzänderung, die vom Empfänger schnell erkannt und über eine angeschlossene Anzeigeeinheit angezeigt wird.

Wie die Schaltung funktioniert

SPKR1 und SPKR2 sind 27-mm-PIEZO-Wandler. SPKR3 kann ein kleiner 8-Ω-Lautsprechersprecher, ein Kopftelefon oder ein Wechselspannungsmesser sein

Unter Bezugnahme auf den obigen Schaltplan ist IC1 (a 567 Phasenregelkreis ) ist wie ein abstimmbarer Oszillator mit einem Ausgangsfrequenzbereich von 15 bis 25 kHz aufgebaut. Potentiometer R22 wird angewendet, um die Ausgangsfrequenz des Oszillators anzupassen.

Der IC1-Ausgang wird vom Transistor Q1 gepuffert und angelegt Wandler BZ1. Die reflektierte Schallfrequenz wird vom zweiten Wandler BZ2 erfasst, der mit der Empfängerstufe der Schaltung konfiguriert und an die Basis von Q2 angelegt wird.

Der verstärkte Ausgang über Q2 wird an Pin 1 an IC2 (der wie ein doppelt symmetrierter Mischer angeschlossen ist) angelegt. Ein weiteres Tonsignal (aus dem Ausgang von IC1 extrahiert) wird an Pin 10 an IC2 gesendet.

Der Widerstand R21 (der ein 50k-Potentiometer ist) wird wie eine Trägerausgleichssteuerung verwendet, die einstellbar ist, um sicherzustellen, dass die Oszillatorsignal leckt nicht in den Mischerausgang des Chips IC2 an seinem Pin 6.

Der Ausgang des Mischers an Pin 6 von IC2 wird über ein Tiefpassfilter am Eingang von IC3 (der um den herum aufgebaut ist) angelegt IC LM 386 , Niederspannungs-Audio-Leistungsverstärker).

Mit einem geeigneten Lautsprecher oder Kopfhörer können Sie die Ausgabe des IC3 überprüfen.

Das Potentiometer R23 wird als Lautstärkeregler eingesetzt.

Testen und Einrichten

Praktisch sollte an dieser Doppler-Bewegungssensorschaltung nichts zu kritisch sein. Die Wahrheit ist, dass die Schaltung einfach über einem Stück Veroboard aufgebaut werden könnte.

Und wenn Sie dieses Gerät über eine schöne und saubere Leiterplatte bauen (um sicherzustellen, dass alle Komponentenleitungen so klein wie möglich gehalten werden), können Sie schnell die gewünschten Ergebnisse erzielen.

Es kann empfohlen werden, den Eingang des Empfängers und die Ausgangsschaltung des Senders so weit wie möglich im Konstruktionslayout voneinander isoliert zu halten und für alle angegebenen ICs Sockel zu verwenden.

Beginnen Sie den Test mit der Positionierung der beiden Wandler BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) in einem Abstand von etwa 4 Zoll, fokussiert in dieselbe Richtung und weit entfernt von Objekten in der Nähe.

Stellen Sie die variablen Widerstände R21, R22 und R23 auf die Mittelpunkte ein und schalten Sie den Stromkreis ein.

Wenn Sie feststellen, dass der Ausgang des Senders hörbar ist, wurde die Frequenz des Oszillators möglicherweise sehr niedrig eingestellt. In diesem Fall können Sie R22 fein einstellen, bis Sie die Frequenz nicht mehr hören können.

Als nächstes optimieren Sie R21, bis Sie die leiseste Ausgabe auf BZ1 (SPKR1) erreichen.

Versuchen Sie danach, Ihre Hand vor den beiden Wandlern (SPKR1 / SPKR2) nach oben und unten zu bewegen. Dies sollte zu einem schwankenden Niederfrequenzton am Lautsprecher (SPKR3) führen.

Wenn Sie Ihre Hand schneller bewegen, sollte die Ausgangsschallfrequenz umso höher sein. Bei extrem langsam bewegten Objekten möchten Sie möglicherweise die Auswirkungen auf ein Gleichstrommessgerät mit beweglicher Spule sehen, das über den IC3-Ausgang an Pin 5 angeschlossen ist.

Möglicherweise schwankt die Nadel des Messgeräts über die Skala nach oben / unten, wenn sich das sich langsam bewegende Objekt vor den Wandlern bewegt.