Ultradźwiękowy obwód alarmu antywłamaniowego to urządzenie elektroniczne, które transmituje fale ultradźwiękowe w celu wykrycia ruchu wtargniętej osoby. Fale ultradźwiękowe uderzają w intruza, a odbite fale są wychwytywane przez obwód. Te odbite fale służą do uruchomienia głośnego alarmu, który ostrzega właściciela o obecności intruza lub potencjalnego włamywacza.
W naszym ultradźwiękowym obwodzie alarmu przeciwwłamaniowego zastosowano wszechstronny układ scalony pętli fazowej LM567.
Główne specyfikacje techniczne układu scalonego podano poniżej.
- Zakres napięcia zasilania 3,5 V do 8,5 V
- Zakres napięcia wejściowego 20 mV RMS do VCC (+0,5)
- Częstotliwość wejściowa 1 Hz do 500 kHz
- Prąd wyjściowy Max. 15 mA
Więcej informacji o IC można znaleźć w następującym poście:
Arkusz danych IC LM567
W naszym obecnym projekcie ultradźwiękowego alarmu przeciwwłamaniowego IC LM567 realizuje dwie funkcje razem.
Działa jak obwód dekodera tonu, który włącza wyjście w odpowiedzi na określoną częstotliwość tonu połączoną z LM567 na pinie nr 3.
Dodatkowo LM567 działa jako nadajnik tonu, wytwarzając dokładny ton częstotliwości z pinu nr 5, który ma odbierać i wykrywać stopień odbiornika.
Oznacza to, że pin nr 5 generuje ton o określonej częstotliwości, a gdy ta sama częstotliwość jest dostarczana z powrotem do jego pinu nr 3, układ scalony włącza swój pin wyjściowy nr 8. Jeśli na pinie nr 3 zostanie wykryta jakakolwiek inna częstotliwość, układ scalony nie odpowiada, a jego wyjście pozostaje nieaktywne.
Dlatego oznacza to, że częstotliwość ustawiona do wygenerowania z pinu nr 5 musi być dokładnie wykryta na pinie nr 3, aby wyjście stało się aktywne. Jeśli częstotliwości pinu nr 5 i pinu nr 3 nie pasują do siebie, wyjście nigdy się nie włączy.
Stopień czujnika obwodu można zbudować z zaledwie kilku zewnętrznych tranzystorów i kilku innych części. Sekcja nadajnika obwodu wykorzystuje głośnik piezoelektryczny do przesyłania sygnału audio o wysokiej częstotliwości.
Odbity sygnał tonowy jest wykrywany przez przetwornik odbiornika, który jest mikrofon elektretowy urządzenia, a następnie jest przesyłany do tranzystora Q1 w celu wzmocnienia. Sygnał jest następnie przesyłany na wejście LM567 po wzmocnieniu.
Jak pokazano na schemacie, głośniki piezoelektryczne i mikrofony są oddalone od siebie o 3 do 6 cali, skierowane w stronę celu, który może być potencjalnym intruzem.
Obwód włącza wyjściowe urządzenie alarmowe, gdy coś zostanie poruszone przed mikrofonem i głośnikiem, co odbija wystarczająco dużo sygnału z powrotem do mikrofonu. Obwód może być skonfigurowany do wykrywania przedmiotów od kilku cali do ponad metra.
Opis obwodu
Odnosząc się do powyższego schematu obwodu ultradźwiękowego alarmu włamaniowego, możemy zrozumieć działanie obwodu z następującym wyjaśnieniem
C1 i R5 określają częstotliwość wewnętrznego oscylatora LM567. Nie ma znaczenia, jaki jest zakres częstotliwości pracy, o ile mieści się on między 14 a 20 kHz.
Czułość mikrofonu elektretowego ulegnie zmniejszeniu, a jego zasięg działania ulegnie pogorszeniu, jeśli częstotliwość zostanie ustawiona zbyt wysoko. Obwód może działać na znacznie niższych częstotliwościach, jeśli nie masz nic przeciwko słuchaniu stale emitowanego dźwięku o wysokiej częstotliwości.
Na pinie nr 5 wewnętrzny oscylator LM567 generuje falę prostokątną. Q2 działa jako wtórnik emitera, aby odizolować ten sygnał od LM567 i przesyła go do głośnika piezoelektrycznego.
R8 kontroluje głośność wyjściową głośnika. Tranzystor Q1 wzmacniacza ze wspólnym emiterem jest używany do wzmocnienia odbitego sygnału tonu do wartości, przy której obwody wejściowe LM567 mogą wykryć i zatrzasnąć się.
Jak skonfigurować
Konfiguracja i regulacja obwodu jest prosta.
- Wybierz żądany typ i rozmiar wszystkiego, co chcesz wykryć, i umieść go bezpośrednio przed głośnikiem i mikrofonem, aż alarm wyjściowy zacznie brzmieć.
- Teraz dostosuj R8, aby dostosować zasięg wykrywania. Zasięg działania zależy przede wszystkim od rodzaju przedmiotu wybranego jako reflektor. Na przykład każdy obiekt o płaskiej powierzchni zostanie wykryty lepiej niż obiekty o powierzchni cylindrycznej.
Ten obwód jest świetny dla hobbystów i badaczy elektroniki. Zastępując R5 potencjometrem 20 Kohm, można było wyregulować częstotliwość roboczą. Wartość C1 również mogłaby ulec zmianie. Mniejsze wartości każdego komponentu mogą zmniejszyć częstotliwość roboczą, podczas gdy większe pomogą ją zwiększyć.
Obliczanie częstotliwości operacyjnej
Jak wyjaśniono wcześniej, idealna częstotliwość do transmisji i wykrywania może wynosić około 14 kHz. Ta częstotliwość jest określona przez C1 i R5.
Wzór na obliczenie tej częstotliwości jest następujący:
fo = 1 / (1,1 × R1 × C1)
Tutaj R1 powinno być w omach, a C1 powinno być w faradach. Częstotliwość będzie wtedy w hercach.
Lista części
- REZYSTORY
- (Wszystkie rezystory mają moc 1/4-wata, 5% jednostek, chyba że zaznaczono inaczej.)
- R1, R2 - 2,2K
- R3 - 1K
- R1 - 470 omów
- R5 - 10K
- R6 - 100 omów
- R7 - 22K
- Potencjometr R8 - 1K
- KONDENSATORY
- C1 - 0,02 uF, dysk ceramiczny
- C2, C3 - 0,01 uF, dysk ceramiczny
- Tarcza ceramiczna C4, C5 - 0,22 uF
- PÓŁPRZEWODNIKI
- IC1 - LM567 tone - dekoder, układ scalony
- Tranzystor krzemowy Q1 - 2N3904 NPN
- Q2 - 2N2907 PNP tranzystor krzemowy
- Q3 - Tranzystor Darlington TIP127 PNP
- LED1 - Dioda elektroluminescencyjna dowolnego typu i koloru
- Różnorodny
- Brzęczyk piezoelektryczny
- Mikrofon elektretowy
