音響モーションセンサー。スキーム、説明

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音響モーションセンサー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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多くの防犯警報システムの動作は、非常に単純な原則に基づいています。それは、奇数時間に保護エリア内を移動してはいけないということです。それを検出するために、部屋は放射線、ほとんどの場合、無線または音響で「満たされ」ます。光線は部屋の壁や物体で繰り返し反射した後、受信機に到達します。状況に変化が生じると受信信号に変調が発生し、それがセンサーによって記録されます。

このタイプの音響 (超音波) センサーには、電波を使用するセンサーに比べてかなり大きな利点があります。つまり、「エーテル」に何も放出せず、設置や操作に許可を必要としません。読者には、比較的シンプルで最大 20 平方メートルの部屋を保護するのに十分な感度を備えたこれらのセンサーの 2 つについての説明が提供されます。

以前にジャーナル「Radio」に記載された音響センサー [1 ～ 3] とは異なり、提案されたセンサーはわずかに異なる原理で動作し、特許によって保護されています [4]。

主な技術的特徴

音響周波数、kHz ...... 10
放射音響パワー、mW、それ以上......5
供給電圧 (一定)、V......10...16
スタンバイモード時の消費電力、mW......120
寸法、mm......150x50x30

出力回路は「ドライ」リレー接点であり、さらに LED の点灯によって作動が示されます。

デバイスのスキームを図に示します。 1。

音響モーションセンサー
（クリックして拡大）

圧電マイク VM1.1 はオペアンプ DA1.2 および DA1 のアンプの入力に接続され、圧電サウンドエミッタ BF1 は出力に接続されます。その結果、アンプは制御されたガス量による音響フィードバックによってカバーされ、これによりシステム内で自励発振が発生します。それらの周波数は、要素 (主にマイクとエミッター) の周波数応答と位相応答、および保護領域の音響特性に依存します。発振振幅は、ダイオード VD2、VD3 の検出器と DA2 K176LP1 マイクロ回路の素子の 1.1 つ上の増幅器で構成される AGC システムによって一定に保たれます。 AGC 制御要素は、同じマイクロ回路内に配置された個別の電界効果トランジスタであり、そのドレイン-ソースセクションは、オペアンプ DA1.2 および DAXNUMX のカスケードのローカルフィードバック回路に含まれています。

何らかの物体 (侵入者) がセンサーの感知ゾーン内を移動すると、そこから反射される音波の減衰と遅延が変化し、センサーによって生成される振動の振幅の変化につながります。回路 R7C10 および R6C1C6 は、信号振幅の変化を効果的に監視しながら、さまざまな条件下でセンサーが安定して動作するために必要な AGC 回路の周波数特性を設定します。

動きによって生じる AGC アンプの出力の交流電圧成分は、コンパレータ DA1.3 の入力に供給されます。応答しきい値はトリミング抵抗 R8 によって設定されます。 HL1 LED は、DD1 マイクロ回路の XNUMX つの並列接続された要素で構成されるバッファアンプを介してコンパレータの出力に接続されており、点滅して保護領域内での移動を示します。

さらに、要素 DD1.1 および DD1.2 の出力からの信号は要素 DD1.3 および DD1.4 の単安定をトリガーし、そのパルスがトランジスタ VT2 のスイッチを開き、リレー K1 を動作させます。ワンショット発生器は、要素 DD13 の入力 1.4 が高論理レベルの場合にのみパルスを生成します。 R14C16 回路のおかげで、電源投入後しばらくしてからのみこのレベルに到達し、センサーはアラームを生成することなく定常状態に入ることができます。

アラームパルスが頻繁に繰り返される場合、コンデンサ C16 が抵抗 R16 とダイオード VD5 を介して放電され、モノバイブレータの起動がブロックされ、リレー K1 の不必要な動作が防止されます。これにより、リレーの寿命と消費電力が大幅に節約されます。

電源電圧安定化装置は、負の回路に調整トランジスタ VT1 を備えた少し変わった回路に従って構築されており、これによりデバイス内の部品数を減らすことができました。ダイオード VD1 は、電源への接続の極性が間違っていることを防ぎます。

センサーの外観を図に示します。 2. ポリスチレンなどの絶縁材料で作られたハウジング内に配置されたプリント回路基板上に組み立てられます。 VM1 マイクと BF1 エミッターはハウジングのトップカバーに取り付けられ、厚さ 3 mm の発泡ワッシャーを使用してハウジングから、また相互から音響的に絶縁されています。エミッターとマイクの間の距離が離れるほど、センサーの感度は高くなります。筆者の設計では100mmでした。同じカバーには HL1 LED 用の穴があります。

音響モーションセンサー

Alfa-Optim 企業 (Volgograd) によって製造された同じ VUTA-1 圧電トランスデューサーが、BF1 および VM1 として使用されます。より高周波で感度の高いものに置き換えるのが望ましいですが、そのためにはセンサーの改造が必要になり、自己生成回路の周波数特性が変わります。

センサーには酸化物コンデンサ K50-35、セラミックコンデンサ K10-17、抵抗 MLT-0,125、リレー RES55A (パスポート RS4.569.600-01) が装備されています。 KT361B トランジスタは、KT361G、KT361E、およびその他の低電力シリコン pnp 構造に置き換えることができます。

センサーの感度を調整する場合（トリミング抵抗 R8 を使用）、望ましい結果を達成するために要素 DA12 のピン 13 と 1.3 を交換する必要がある場合があります。

文学

ウィル・W・超音波オートガード。 - ラジオ、1996 年、No. 1、p. 52-54。
Volkov A. セキュリティアラーム用の超音波センサー。 - ラジオ、1996 年、第 5 号、p. 54-56。
コイノフ A. 超音波セキュリティデバイス。 - ラジオ、1998 年、No. 7、p. 42.
Guskov V.、Guskova M. 弾性媒体で満たされたボリュームの状態の変化を判断する方法、およびその実装のためのデバイス（オプション）。 - RF 特許番号 2104494 MKI 6G 01D1/18、26 年 1995 月 10 日に宣言、1998 年 XNUMX 月 XNUMX 日に公開

著者: V.Guskov、V.Sviridov、Samara

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