Bewegingsdetectorcircuit met Doppler-effect

Het bewegingssensorcircuit dat in het artikel wordt uitgelegd, werkt volgens het dopplerverschuivingsprincipe, waarbij het bewegende doel wordt gedetecteerd door de continu variërende frequentie, gereflecteerd door het bewegende object.

Wat is Doppler-effect

Een zeer fascinerende eigenschap van geluid is de Doppler effect ​

Het Doppler-effect treedt op wanneer de bron die de geluidsfrequentie produceert continu beweegt. Naarmate de bewegende geluidsbron dichterbij komt, lijkt het volume van het geluid in frequentie en volume toe te nemen en naarmate het verdwijnt, lijken de geluidsfrequentie en het volume af te nemen.

In het geval dat de geluidsoorsprong niet beweegt en je naar de bron stapt of ver van de bron komt, ervaar je hetzelfde Doppler-effect.

Het bovenstaande bewegingsdetectorcircuit werkt met behulp van de Doppler effect om beweging binnen een bepaald gebied te detecteren.

Een hoogfrequente (15 tot 25 kHz) geluidszender is gericht op het gespecificeerde gebied en een gevoelige transducer wordt naast de bron geplaatst in hetzelfde pad als de transducer van de zender.

Zolang er geen beweging is binnen het beoogde gebied, hebben de gereflecteerde geluidsfrequentie en het uitgezonden geluid de neiging om exact dezelfde frequentie te hebben.

Echter, elke vorm van beweging door het doel resulteert in een kleine frequentieverandering die snel wordt gedetecteerd door de ontvanger en wordt aangegeven via een aangesloten beeldscherm.

Hoe het circuit werkt

SPKR1 EN SPKR2 ZIJN 27 MM PIEZO-TRANSDUCERS, SPKR3 KAN EEN KLEINE 8Ω LUIDSPREKER, HOOFDTELEFOON OF EEN AC VOLTMETER ZIJN

Verwijzend naar het bovenstaande schakelschema, IC1 (a 567 fasevergrendelde lus ) is opgezet als een afstembare oscillator met een uitgangsfrequentiebereik van 15 tot 25 kHz. Potentiometer R22 wordt toegepast om de uitgangsfrequentie van de oscillator aan te passen.

De IC1-uitgang wordt gebufferd door transistor Q1 en toegepast op transducer BZ1. De gereflecteerde geluidsfrequentie wordt opgevangen door de tweede transducer BZ2, geconfigureerd met de ontvangertrap van het circuit en toegepast op de basis van Q2.

De versterkte output via Q2 wordt toegepast op IC2 (die is aangesloten als een dubbel gebalanceerde mixer) op pin 1. Een extra geluidssignaal (onttrokken aan de output van IC1) wordt naar IC2 gestuurd op pin 10.

Weerstand R21 (wat een 50k potentiometer is) wordt gebruikt als een draaggolfbalansregeling die instelbaar is om ervoor te zorgen dat de oscillator's signaal lekt niet in de mixeruitgang van chip IC2 op pin 6.

De output van de mixer op pin 6 van IC2 wordt toegevoerd via een laagdoorlaatfilter op de input van IC3 (die is gebouwd rond de IC LM 386 , laagspanningsaudio-eindversterker).

Met een geschikte luidspreker of koptelefoon kunt u de output van de IC3 controleren.

Potentiometer R23 wordt gebruikt als volumeregeling.

Hoe te testen en in te stellen

Praktisch zou niets te kritisch moeten zijn over dit doppler-bewegingssensorcircuit. De waarheid is dat het circuit eenvoudig over een stuk verobord kan worden gebouwd.

En als u deze unit over een mooie en schone printplaat heen bouwt (waarbij u ervoor zorgt dat alle componenten zo klein mogelijk worden gehouden), kunt u snel het gewenste resultaat behalen.

Het kan worden aanbevolen om de ingang van de ontvanger en de uitgangscircuits van de zender zoveel mogelijk van elkaar gescheiden te houden, en voor alle aangegeven IC's stopcontacten te gebruiken.

Begin met testen door de twee transducers BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) ongeveer op een afstand van 10 cm van elkaar te plaatsen, in dezelfde richting gefocusseerd en ver van objecten in de buurt.

Stel de variabele weerstanden R21, R22 en R23 in op de middelpunten en schakel de stroom naar het circuit in.

Als u merkt dat de output van de zender hoorbaar is, kan de frequentie van de oscillator erg laag zijn ingesteld. In dat geval kunt u R22 fijn afstemmen totdat u niet meer naar de frequentie kunt luisteren.

Pas vervolgens R21 aan totdat u de meest stille uitvoer op BZ1 (SPKR1) bereikt.

Probeer hierna uw hand op en neer te bewegen voor de twee transducers (SPKR1 / SPKR2), en dit zou een fluctuerende laagfrequente toon op de luidspreker (SPKR3) moeten veroorzaken.

Naarmate u uw hand sneller beweegt, zou de uitgangsgeluidsfrequentie zo veel hoger moeten worden. Voor extreem langzaam bewegende objecten, wil je misschien het effect zien van een DC-meter van het type met bewegende spoel die is aangesloten op de IC3-uitgang, op pin 5.

U kunt de naald van de meter op en neer zien schommelen over de schaal, als reactie op het langzaam bewegende object dat voor de transducers passeert.