Circuito del rilevatore di movimento che utilizza l'effetto Doppler

Il circuito del sensore di movimento spiegato nell'articolo funziona utilizzando il principio dello spostamento doppler, in cui il bersaglio in movimento viene rilevato attraverso la frequenza variabile in modo continuo, riflessa dall'oggetto in movimento.

Cos'è l'effetto Doppler

Una caratteristica molto affascinante del suono è il effetto Doppler .

L'effetto Doppler si verifica quando la sorgente che produce la frequenza del suono si muove continuamente. Quando la sorgente sonora in movimento si avvicina, il volume del suono sembra aumentare in frequenza e volume e mentre si allontana, la frequenza e il volume del suono sembrano diminuire.

Nel caso in cui l'origine del suono non si muova e ti avvicini alla sorgente o ti allontani dalla sorgente, si verifica lo stesso effetto Doppler.

Il circuito del rilevatore di movimento sopra funziona utilizzando il effetto Doppler per rilevare il movimento all'interno di un'area specifica.

Un trasmettitore del suono ad alta frequenza (da 15 a 25 kHz) è mirato alla regione specificata e un trasduttore sensibile viene posizionato accanto alla sorgente rivolto verso lo stesso percorso del trasduttore del trasmettitore.

Finché non c'è movimento all'interno della regione target, la frequenza del suono riflesso e il suono trasmesso tendono ad essere esattamente con la stessa frequenza.

Tuttavia, qualsiasi tipo di movimento dal bersaglio si traduce in un piccolo cambiamento di frequenza che viene rapidamente rilevato dal ricevitore e indicato su un'unità di visualizzazione collegata.

Come funziona il circuito

SPKR1 E SPKR2 SONO TRASDUTTORI PIEZO DA 27 MM, SPKR3 PU ESSERE UN PICCOLO ALTOPARLANTE DA 8Ω, CUFFIE O UN VOLTMETRO CA

Facendo riferimento allo schema del circuito sopra, IC1 (a 567 anello ad aggancio di fase ) è configurato come un oscillatore sintonizzabile con una gamma di frequenze di uscita da 15 a 25 kHz. Potenziometro R22 viene applicato per adattare la frequenza di uscita dell'oscillatore.

L'uscita IC1 è tamponata dal transistor Q1 e applicata a trasduttore BZ1. La frequenza sonora riflessa viene catturata dal secondo trasduttore BZ2, configurato con lo stadio ricevitore del circuito e applicato alla base di Q2.

L'uscita potenziata tramite Q2 viene applicata a IC2 (che è collegato come un mixer doppio bilanciato) al pin 1. Un ulteriore segnale sonoro (estratto dall'uscita di IC1) viene inviato a IC2 al pin 10.

Il resistore R21 (che è un potenziometro da 50k) viene impiegato come un controllo di bilanciamento del portante che è regolabile per garantire che il segnale dell'oscillatore non perde nell'uscita del mixer del chip IC2 al suo pin 6.

L'uscita del mixer al pin 6 di IC2 viene applicata tramite un filtro passa-basso sull'ingresso di IC3 (che è costruito attorno al IC LM 386 , amplificatore di potenza audio a bassa tensione).

Un altoparlante o un paio di cuffie adatti consente di controllare l'uscita dall'IC3.

Il potenziometro R23 viene utilizzato come controllo del volume.

Come testare e configurare

In pratica, niente dovrebbe essere troppo critico su questo circuito del sensore di movimento doppler. La verità è che il circuito potrebbe essere costruito semplicemente su un pezzo di veroboard.

E se costruisci questa unità su un PCB bello e pulito (assicurandoti che tutti i cavi dei componenti siano i più piccoli possibile), puoi ottenere rapidamente i risultati desiderati.

Si consiglia di mantenere i circuiti di ingresso del ricevitore e di uscita del trasmettitore isolati l'uno dall'altro, per quanto possibile nel layout di costruzione, e di utilizzare le prese per tutti i circuiti integrati indicati.

Iniziare il test posizionando i due trasduttori BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) a una distanza di circa 4 pollici l'uno dall'altro, focalizzati nella stessa direzione e lontano da qualsiasi oggetto vicino.

Regolare i resistori variabili R21, R22 e R23 sui punti centrali e accendere il circuito.

Se ritieni che l'uscita del trasmettitore sia udibile, la frequenza dell'oscillatore potrebbe essere stata fissata molto bassa. In tal caso, è possibile sintonizzare R22 fino a quando non è più possibile ascoltare la frequenza.

Successivamente, modifica R21 fino a ottenere l'uscita più silenziosa su BZ1 (SPKR1).

Dopodiché, prova a muovere la mano verso l'alto e verso il basso davanti ai due trasduttori (SPKR1 / SPKR2), e questo dovrebbe causare un tono fluttuante a bassa frequenza sull'altoparlante (SPKR3).

Man mano che muovi la mano più velocemente, dovresti trovare la frequenza del suono in uscita che diventa molto più alta. Per oggetti in movimento estremamente lento, potresti voler vedere l'effetto su un misuratore CC di tipo a bobina mobile collegato attraverso l'uscita IC3, sul pin 5.

È possibile che l'ago del misuratore fluttui su / giù sulla scala, in risposta all'oggetto che si muove lentamente che passa davanti ai trasduttori.