Circuito antifurto ad ultrasuoni

Un circuito antifurto ad ultrasuoni è un dispositivo elettronico che trasmette onde ultrasoniche per rilevare il movimento di una persona intrusa. Le onde ultrasoniche colpiscono l'intruso e le onde riflesse vengono captate dal circuito. Queste onde riflesse vengono utilizzate per attivare un forte allarme che avverte il proprietario della presenza di un intruso o di un potenziale ladro.

Nel nostro circuito di allarme antifurto a ultrasuoni, viene utilizzato il versatile circuito integrato ad aggancio di fase LM567.

Di seguito sono riportate le principali specifiche tecniche dell'IC.

• Intervallo di tensione di alimentazione da 3,5 V a 8,5 V
• Intervallo di tensione in ingresso Da 20 mV RMS a VCC (+0,5)
• Frequenza di ingresso Da 1 Hz a 500 kHz
• Corrente di uscita max. 15 mA

Per ulteriori informazioni sull'IC puoi fare riferimento al seguente post:

Scheda tecnica IC LM567

Nel nostro attuale progetto di allarme antifurto a ultrasuoni, l'IC LM567 implementa due funzioni insieme.

Funziona come un circuito decodificatore di toni che attiva l'uscita in risposta a una frequenza di tono specifica collegata con l'LM567 al pin#3.

Inoltre, l'LM567 funziona come un trasmettitore di toni, producendo il tono di frequenza esatto dal pin n. 5 che lo stadio ricevitore è destinato a ricevere e rilevare.

Ciò significa che il pin#5 genera un tono con una frequenza specifica, e quando questa stessa frequenza viene restituita al suo pin#3, l'IC attiva il suo pin di uscita#8. Se viene rilevata un'altra frequenza al pin n. 3, l'IC non risponde e la sua uscita rimane inattiva.

Pertanto, implica che la frequenza impostata da generare dal pin#5 deve essere rilevata esattamente al pin#3 affinché l'uscita diventi attiva. Se le frequenze pin#5 e pin#3 non corrispondono, l'uscita non si accenderà mai.

Lo stadio del sensore del circuito potrebbe essere costruito con solo un paio di transistor esterni e poche altre parti. La sezione trasmettitore del circuito utilizza l'altoparlante piezo per trasmettere un segnale audio ad alta frequenza.

Il segnale del tono riflesso viene rilevato dal pickup del ricevitore, che è un microfono a elettrete dispositivo, e viene quindi inviato al transistor Q1 per l'amplificazione. Il segnale viene quindi trasferito all'ingresso dell'LM567 dopo essere stato amplificato.

Come illustrato nel diagramma, l'altoparlante piezoelettrico e le unità microfono sono posizionate a una distanza compresa tra 3 e 6 pollici, rivolte verso il bersaglio che può essere un possibile intruso.

Il circuito accende il dispositivo di allarme in uscita ogni volta che qualcosa viene spostato davanti al microfono e all'altoparlante che riflette una quantità sufficiente del segnale al microfono. Il circuito può essere configurato per rilevare oggetti da pochi pollici a oltre un metro di distanza.

Descrizione del circuito

Facendo riferimento allo schema elettrico dell'allarme antifurto ad ultrasuoni sopra riportato, possiamo comprendere il funzionamento del circuito con la seguente spiegazione

C1 e R5 determinano la frequenza dell'oscillatore interno dell'LM567. Non importa quale sia la gamma di frequenza operativa purché sia ​​compresa tra 14 e 20 kHz.

La sensibilità del microfono electret sarà ridotta e la sua gamma operativa si deteriorerà se la frequenza è impostata su un valore troppo alto. Il circuito può funzionare a frequenze molto più basse se non ti dispiace ascoltare il suono ad alta frequenza emesso continuamente.

Al pin#5, l'oscillatore interno dell'LM567 genera un'uscita a onda quadra. Q2 funziona come emettitore follower per isolare questo segnale dall'LM567 e inviarlo all'altoparlante piezo.

R8 controlla il volume di uscita dell'altoparlante. Il transistor dell'amplificatore a emettitore comune Q1 viene utilizzato per aumentare il segnale del tono riflesso a una grandezza alla quale il circuito di ingresso dell'LM567 può rilevare e agganciarsi.

Come impostare

La configurazione e la regolazione del circuito è semplice.

• Scegli il tipo e la dimensione desiderati di tutto ciò che desideri rilevare e posizionalo direttamente davanti all'altoparlante e al microfono, finché l'allarme in uscita non inizia a suonare.
• Ora regola R8 per modificare l'intervallo di rilevamento. Il raggio di azione è determinato principalmente dal tipo di oggetto scelto come riflettore. Ad esempio, qualsiasi oggetto con una superficie piana verrà rilevato meglio degli oggetti con una superficie cilindrica.

Questo circuito è ottimo per hobbisti e ricercatori di elettronica. Sostituendo R5 con un potenziometro da 20 Kohm, è possibile regolare la frequenza di funzionamento. Il valore di C1 potrebbe anche essere modificato. Valori inferiori di entrambi i componenti potrebbero ridurre la frequenza operativa, mentre valori maggiori contribuiranno ad aumentarla.

Calcolo della frequenza operativa

Come spiegato in precedenza, la frequenza ideale per la trasmissione e il rilevamento può essere di circa 14 kHz. Questa frequenza è determinata da C1 e R5.

La formula per calcolare questa frequenza è la seguente:

fo = 1 / (1,1 × R1 × C1)

Qui, R1 dovrebbe essere in Ohm e C1 dovrebbe essere Farad. La frequenza sarà quindi in Hertz.

Elenco delle parti

• RESISTENZE
• (Tutte le resistenze sono unità da 1/4 di watt, 5% se non diversamente specificato.)
• R1, R2 - 2.2K
• R3 - 1K
• R1 - 470 ohm
• R5 - 10K
• R6 - 100 ohm
• R7 - 22K
• R8 - Potenziometro 1K
• CONDENSATORI
• C1 - 0,02 uF, disco in ceramica
• C2, C3 - 0,01 uF, disco ceramico
• Disco ceramico C4, C5 - 0,22 uF
• SEMICONDUTTORI
• IC1 - Decoder tono LM567, circuito integrato
• Q1 - Transistor al silicio NPN 2N3904
• Q2 - Transistor al silicio PNP 2N2907
• Q3 - Transistor PNP Darlington TIP127
• LED1 - Diodo luminoso, di qualsiasi tipo e colore
• Varie
• Cicalino piezoelettrico
• Microfono a elettrete