Litar Pengesan Gerak menggunakan Doppler Effect

Litar sensor gerakan yang dijelaskan dalam artikel berfungsi dengan menggunakan prinsip pergeseran doppler, di mana sasaran bergerak dikesan melalui frekuensi yang terus berubah, yang dipantulkan dari objek bergerak.

Apakah Kesan Doppler

Salah satu ciri bunyi yang sangat menarik adalah Kesan Doppler .

Kesan Doppler berlaku apabila sumber yang menghasilkan frekuensi suara, bergerak secara berterusan. Ketika sumber suara bergerak semakin dekat, volume suara nampaknya semakin meningkat dalam frekuensi dan kelantangan dan ketika ia hilang, frekuensi dan kelantangan suara nampaknya semakin berkurang.

Sekiranya asal suara tidak bergerak, dan anda melangkah ke arah sumber atau menjauh dari sumber, anda akan mengalami kesan Doppler yang sama.

Litar pengesan gerakan di atas berfungsi dengan menggunakan Kesan Doppler untuk mengesan pergerakan dalam kawasan yang ditentukan.

Pemancar suara frekuensi tinggi (15 hingga 25 kHz) disasarkan pada kawasan yang ditentukan, dan transduser sensitif diletakkan di sebelah sumber yang menghadap ke jalan yang sama dengan transduser pemancar.

Selagi tidak ada gerakan dalam wilayah yang disasarkan, frekuensi suara yang dipantulkan dan suara yang dipancarkan cenderung dengan frekuensi yang sama.

Walau bagaimanapun, apa-apa jenis pergerakan oleh sasaran menghasilkan perubahan frekuensi kecil yang cepat dikesan oleh penerima, dan ditunjukkan melalui unit paparan terpasang.

Bagaimana Litar Berfungsi

SPKR1 DAN SPKR2 ADALAH 27 MM PIEZO TRANSDUCERS, SPKR3 BOLEH MENJADI KECIL 8Ω LOUDSPEAKER, HEADPHONE, ATAU VOLTMETER AC

Merujuk kepada rajah litar di atas, IC1 (a Gelung terkunci fasa 567 ) diatur seperti pengayun yang dapat ditala yang mempunyai julat frekuensi output 15 hingga 25 kHz. Potensiometer R22 digunakan untuk menyesuaikan frekuensi output pengayun.

Output IC1 disangga oleh transistor Q1 dan digunakan untuk transduser BZ1. Frekuensi suara yang dipantulkan ditangkap oleh transduser BZ2 kedua, dikonfigurasi dengan tahap penerima litar dan diterapkan ke dasar Q2.

Output yang ditingkatkan melalui Q2 diterapkan pada IC2 (yang dihubungkan seperti pengadun seimbang dua kali) pada pin 1. Satu lagi isyarat bunyi (diekstrak dari output IC1) dihantar ke IC2 pada pin 10.

Resistor R21 (yang merupakan potensiometer 50k) digunakan seperti kawalan keseimbangan pembawa yang boleh disesuaikan untuk memastikan bahawa isyarat pengayun tidak bocor ke output pengadun cip IC2 pada pin 6nya.

Output pengadun pada pin 6 dari IC2 diterapkan melalui saringan lulus rendah pada Input IC3 (yang dibina di sekitar IC LM 386 , penguat kuasa audio voltan rendah).

Pembesar suara atau sepasang fon kepala yang sesuai membolehkan anda memeriksa output dari IC3.

Potentiometer R23 digunakan sebagai kawalan kelantangan.

Cara Menguji dan Menyiapkan

Secara praktikal, tidak ada yang terlalu kritikal mengenai rangkaian sensor gerakan doppler ini. Yang benar adalah, litar boleh dibina hanya di atas sekeping papan kenyataan.

Dan jika anda membina unit ini menggunakan PCB yang bagus dan bersih (memastikan semua komponen komponen disimpan sekecil mungkin), anda dapat dengan cepat memperoleh hasil yang diinginkan.

Mungkin disarankan agar anda menyimpan input penerima dan litar output pemancar yang terpisah antara satu sama lain, sejauh mungkin dalam susun atur pembinaan, dan menggunakan soket untuk semua IC yang ditunjukkan.

Mulakan pengujian dengan penentuan kedudukan kedua transduser BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) kira-kira pada jarak jarak 4 inci, fokus pada arah yang sama, dan jauh dari objek yang berdekatan.

Laraskan perintang pemboleh ubah R21, R22, dan R23 ke titik tengah dan tukar kuasa ON ke litar.

Sekiranya anda mendapati output pemancar dapat didengar, frekuensi pengayun mungkin tetap rendah. Dalam kes itu, anda boleh menyesuaikan R22 sehingga anda tidak dapat lagi mendengar frekuensi.

Seterusnya, ubah R21 sehingga anda mencapai output yang paling senyap pada BZ1 (SPKR1).

Selepas ini, cuba gerakkan tangan anda ke atas dan ke bawah di hadapan dua transduser (SPKR1 / SPKR2), dan ini akan menyebabkan nada frekuensi rendah berubah-ubah pada pembesar suara (SPKR3).

Semasa anda menggerakkan tangan dengan lebih pantas, anda akan mendapati frekuensi bunyi output semakin tinggi. Untuk objek bergerak yang sangat perlahan, anda mungkin ingin melihat kesannya pada meter DC jenis gegelung bergerak yang disambungkan melintasi output IC3, pada pin 5.

Anda mungkin melihat jarum meter berubah-ubah ke atas / ke bawah skala, sebagai tindak balas terhadap objek bergerak perlahan yang melintas di hadapan transduser.