Mạch phát hiện chuyển động sử dụng hiệu ứng Doppler

Mạch cảm biến chuyển động được giải thích trong bài báo hoạt động bằng cách sử dụng nguyên lý dịch chuyển doppler, trong đó mục tiêu chuyển động được phát hiện thông qua tần số thay đổi liên tục, phản xạ từ vật thể chuyển động.

Hiệu ứng Doppler là gì

Một tính năng rất hấp dẫn của âm thanh là hiệu ứng Doppler .

Hiệu ứng Doppler xảy ra khi nguồn phát ra tần số âm thanh chuyển động liên tục. Khi nguồn âm thanh chuyển động đến gần hơn, âm lượng của âm thanh dường như đang tăng lên về tần số và âm lượng và khi nó đi ra xa, tần số và âm lượng âm thanh dường như đang giảm.

Trong trường hợp nguồn gốc âm thanh không di chuyển và bạn bước về phía nguồn hoặc xa nguồn, bạn sẽ gặp phải hiệu ứng Doppler tương tự.

Mạch dò chuyển động ở trên hoạt động bằng cách sử dụng hiệu ứng Doppler để phát hiện chuyển động trong một khu vực xác định.

Một máy phát âm thanh tần số cao (15 đến 25 kHz) được nhắm mục tiêu vào vùng xác định và một đầu dò nhạy được đặt bên cạnh nguồn đối diện với cùng đường với đầu dò của máy phát.

Miễn là không có bất kỳ chuyển động nào trong vùng được nhắm mục tiêu, tần số âm thanh phản xạ và âm thanh truyền đi có xu hướng có cùng tần số chính xác.

Tuy nhiên, bất kỳ loại chuyển động nào bởi mục tiêu dẫn đến một sự thay đổi tần số nhỏ được máy thu phát hiện nhanh chóng và được chỉ báo trên bộ hiển thị gắn liền.

Cách hoạt động của mạch

SPKR1 VÀ SPKR2 LÀ BỘ TRUYỀN TẢI PIEZO 27 MÉT, SPKR3 CÓ THỂ LÀ LOUDSPEAKEA NHỎ 8Ω, TAI NGHE HOẶC ÂM ÁP AC

Tham khảo sơ đồ mạch ở trên, IC1 (a Vòng lặp khóa pha 567 ) được thiết lập giống như một bộ dao động điều chỉnh có dải tần số đầu ra từ 15 đến 25 kHz. Chiết áp R22 được áp dụng để điều chỉnh tần số đầu ra của bộ dao động.

Đầu ra IC1 được đệm bởi bóng bán dẫn Q1 và được áp dụng cho đầu dò BZ1. Tần số âm thanh phản xạ được thu lại bởi bộ biến đổi thứ hai BZ2, được cấu hình với giai đoạn thu của mạch và đặt vào cơ sở của Q2.

Đầu ra tăng cường thông qua Q2 được áp dụng cho IC2 (được kết nối giống như một bộ trộn cân bằng kép) tại chân 1. Một tín hiệu âm thanh nữa (trích xuất từ ​​đầu ra của IC1) được gửi đến IC2 tại chân 10.

Điện trở R21 (là một chiết áp 50k) được sử dụng giống như một bộ điều khiển cân bằng sóng mang có thể điều chỉnh để đảm bảo rằng tín hiệu dao động không bị rò rỉ vào đầu ra bộ trộn của chip IC2 tại chân 6 của nó.

Đầu ra của bộ trộn tại chân 6 của IC2 được áp dụng thông qua bộ lọc thông thấp trên Đầu vào của IC3 (được xây dựng xung quanh IC LM 386 , bộ khuếch đại công suất âm thanh điện áp thấp).

Loa hoặc cặp tai nghe phù hợp cho phép bạn kiểm tra đầu ra từ IC3.

Chiết áp R23 được sử dụng như một bộ điều khiển âm lượng.

Cách kiểm tra và thiết lập

Thực tế, không có gì phải quá quan trọng về mạch cảm biến chuyển động doppler này. Sự thật là, mạch có thể được cấu tạo đơn giản trên một tấm veroboard.

Và nếu bạn xây dựng đơn vị này trên một PCB đẹp và sạch sẽ (đảm bảo tất cả các dây dẫn linh kiện được giữ ở mức nhỏ nhất có thể), bạn có thể nhanh chóng nhận được kết quả mong muốn.

Có thể bạn nên giữ đầu vào của máy thu và mạch đầu ra của máy phát cách ly với nhau, càng xa càng tốt trong cách bố trí cấu trúc và sử dụng các ổ cắm cho tất cả các IC được chỉ định.

Bắt đầu thử nghiệm bằng cách định vị hai đầu dò BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) cách nhau khoảng 4 inch, lấy nét ở cùng một hướng và ở xa bất kỳ vật thể nào gần đó.

Điều chỉnh các biến trở R21, R22 và R23 đến các điểm chính giữa và BẬT nguồn cho mạch.

Nếu bạn thấy đầu ra của máy phát là âm thanh, thì tần số của bộ dao động có thể đã được cố định rất thấp. Trong trường hợp đó, bạn có thể tinh chỉnh R22 cho đến khi bạn không thể nghe tần số nữa.

Tiếp theo, tinh chỉnh R21 cho đến khi bạn đạt được đầu ra im lặng nhất trên BZ1 (SPKR1).

Sau đó, hãy thử di chuyển bàn tay của bạn lên và xuống trước hai đầu dò (SPKR1 / SPKR2) và điều này sẽ gây ra âm tần số thấp dao động trên loa (SPKR3).

Khi bạn di chuyển tay nhanh hơn, bạn sẽ thấy tần số âm thanh đầu ra cao hơn nhiều. Đối với các đối tượng chuyển động cực kỳ chậm, bạn có thể muốn thấy hiệu ứng trên đồng hồ đo DC loại cuộn dây chuyển động được kết nối qua đầu ra IC3, trên chân 5.

Bạn có thể thấy kim của đồng hồ dao động lên / xuống trên thang đo, để phản ứng với vật thể chuyển động chậm đi qua trước đầu dò.