Ультразвуковой детектор движения объектов

Детекторы движения (смещения в пространстве) различных объектов чаще всего реализуют на основе ИК (инфракрасных) приемников. Перед ними, как правило, устанавливают светофильтры. Это исключает или хотя бы снижает влияние внешней засветки предметов контроля. В том случае, если в зоне контроля (дей­ствия) ИК-приемника появляется и перемещается какой-либо "теплый" предмет, происходит изменение вос­принимаемых приемником тепловых сигналов. Говорят - ИК-приемник активизируется.

Ультразвуковые приемники вы­годно отличаются от ИК-приемников тем, что их работа не зависит от тем­пературы перемещающегося объек­та относительно внешнего теплово­го фона. При этом, однако, система контроля усложняется — требуется не только ультразвуковой приемник, но и передатчик. Очень часто они работают на ультразвуковых часто­тах порядка 40 кГц. Объект контро­ля может быть и болёе холодным, чем окружающая среда, и даже иметь ту же температуру.

В [1] была описана простая сис­тема ультразвукового контроля, ко­торая использовалась в Чехии для автоматического включения аудио­информации для посетителей выс­тавки. Как только перед экспоната­ми появлялся очередной посети­тель, автоматически включался аудиоинформатор этого раздела выставки. Это было практично и ча­сто интриговало посетителей.

Схема передатчика приведена на рис. 1.

 Она построена на микросхе­ме IC1 типа ICM7555. Как известно, это микросхема таймера, выполнен­ная на МОП структурах. Этот тип был выбран из-за маленького по­требления тока микросхемой. Если при повторении схемы возникнут трудности с ее приобретением, то можно использовать более распро­страненные таймеры серии 555. Их отечественным аналогом является микросхема КР1006ВИ1.

Частота генерации таймера по­рядка 40 кГц. Она может быть из­менена при настройке при помощи подстроечного сопротивления Р1.

К выходу генератора подключе­на пара комплементарных транзи­сторов Т1 и Т2. Они возбуждают ультразвуковой излучатель, напри­мер, типа USR40.

Схема приемника приведена на рис. 2. 

Ультразвуковой приемник, например, типа UST40, подключает­ся к разъему К1. Две ступени усиле­ния выполнены на IC1 -А и IC1 -В мик­росхемы типа LM324. В настоящее время эта микросхема имеется в продаже на всех крупных радиорын­ках по очень небольшой цене.

Общее усиление IC1-A и IC1-B порядка 1600. На выходе IC1-B включен диод D1. При приеме ульт­развуковых колебаний приемником диод D1 отпирается и через резис­тор R7 снижает потенциал на инвер­тирующем входе компаратора - IC1-C. Потенциал неинвертирующего входа компаратора при настрой­ке схемы выставляется подстроечным сопротивлением Р1 так, чтобы на выходе микросхемы IC1-C был низкий потенциал. При наличии сиг­нала на ее входе (вывод 9) компа­ратор переключается и на его вы­ходе (вывод 8) появляется высокий потенциал. Состояние компаратора индицируется светодиодом LD2. Разъем КЗ - выходной разъем при­емника.

Описанная в [1 ] система ультра­звукового контроля имеет преиму­щество перед другими системами в том, что реагирует на объекты не­зависимо от их температуры отно­сительно окружающей среды. 

Литература

1. Ultrazvukovy detector pohybu // Amaterske RAD!0.-№6.-2008.-S.25-26.

Е.Л. Яковлев

г. Ужгород, Украина