Акустический датчик движения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охрана и безопасность

 Комментарии к статье

Работа многих систем охранной сигнализации основана на очень простом принципе: в охраняемом помещении в неурочное время не должно быть никакого движения. Чтобы обнаружить его, помещение "заполняют" излучением - чаще всего радио- или акустическим. Многократно отразившись от стен и находящихся в помещении предметов, лучи достигают приемника. Любое изменение обстановки вызовет модуляцию принятого сигнала, что и зафиксирует датчик.

Акустические (ультразвуковые) датчики такого типа имеют довольно существенное преимущество над использующими радиоволны - ничего не излучая в "эфир", они не требуют оформления разрешений на установку и эксплуатацию. Читателям предлагается описание одного из подобных датчиков, сравнительно простого и достаточно чувствительного для охраны помещения площадью до 20 м2.

В отличие от акустических датчиков, описания которых были ранее опубликованы в журнале "Радио" [1 - 3], предлагаемый действует по несколько иному принципу, защищенному патентом [4].

Основные технические характеристики

• Частота звука, кГц......10
• Излучаемая акустическая мощность, мВт, не более......5
• Напряжение питания (постоянное), В......10...16
• Потребляемая мощность в дежурном режиме, мВт......120
• Габариты, мм......150x50x30

Выходная цепь - "сухие" контакты реле, кроме того, о срабатывании сигнализирует зажигание светодиода.

Схема прибора показана на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

К входу усилителя на ОУ DA1.1 и DA1.2 подключен пьезоэлектрический микрофон ВМ1, к выходу - пьезоэлектрический звукоизлучатель BF1. В результате усилитель охвачен акустической обратной связью через контролируемый газовый объем, за счет которой в системе возникают автоколебания. Их частота зависит от АЧХ и ФЧХ элементов (в первую очередь микрофона и излучателя) и от акустических свойств охраняемого помещения. Амплитуду колебаний поддерживает постоянной система АРУ из детектора на диодах VD2, VD3 и усилителя на одном из элементов микросхемы DA2 К176ЛП1. Регулирующими элементами АРУ служат имеющиеся в той же микросхеме отдельные полевые транзисторы, участки сток-исток которых включены в цепи местной обратной связи каскадов на ОУ DA1.1 и DA1.2.

Если в чувствительной зоне датчика движется какой-либо объект (нарушитель), изменяется затухание и задержка отраженных от него акустических волн, что приводит к изменению амплитуды генерируемых датчиком колебаний. Цепями R7C10 и R6C1C6 заданы частотные характеристики контура АРУ, необходимые для устойчивой работы датчика в различных условиях при эффективном слежении за изменениями амплитуды сигнала.

Переменная составляющая напряжения на выходе усилителя АРУ, вызванная движением, поступает на вход компаратора DA1.3. Порог срабатывания устанавливают подстроечным резистором R8. К выходу компаратора через буферный усилитель из двух соединенных параллельно элементов микросхемы DD1 подключен светодиод HL1, вспышками свидетельствующий о движении в охраняемом помещении.

Кроме того, сигнал с выходов элементов DD1.1 и DD1.2 запускает одновибратор на элементах DD1.3 и DD1.4, импульсы которого открывают ключ на транзисторе VT2, заставляя сработать реле К1. Одновибратор генерирует импульсы лишь при условии, что на входе 13 элемента DD1.4 - высокий логический уровень. Благодаря цепи R14C16 этот уровень будет достигнут лишь через некоторое время после включения питания, давая датчику возможность войти в установившийся режим, не подавая сигналов тревоги.

Если тревожные импульсы повторяются слишком часто, конденсатор С16 разряжается через резистор R16 и диод VD5, что блокирует запуск одновибрато-ра и предотвращает лишние срабатывания реле К1. Таким образом достигается значительная экономия ресурса реле и потребляемой мощности.

Стабилизатор напряжения питания построен по несколько необычной схеме с регулирующим транзистором VT1 в минусовой цепи, что позволило уменьшить число деталей в приборе. Диод VD1 защищает от неправильной полярности подключения к источнику питания.

Внешний вид датчика показан на рис. 2. Он собран на печатной плате, помещенной в корпус из изоляционного материала, например, полистирола. На верхней крышке корпуса установлены микрофон ВМ1 и излучатель BF1, акустически изолированные от корпуса и друг от друга с помощью поролоновых шайб толщиной 3 мм. Чем больше расстояние между излучателем и микрофоном, тем выше чувствительность датчика. В авторской конструкции оно составило 100 мм. В той же крышке предусмотрено отверстие для светодиода HL1.

В качестве BF1 и ВМ1 применены одинаковые пьезопреобразователи ВУТА-1, выпускаемые предприятием "Альфа-Оптим" (г. Волгоград). Замена их на более высокочастотные и чувствительные желательна, однако это потребует некоторых доработок датчика, изменяющих частотные характеристики контура автогенерации.

В датчике установлены оксидные конденсаторы К50-35, керамические К10-17, резисторы МЛТ-0,125, реле РЭС55А (паспорт РС4.569.600-01). Транзисторы КТ361Б можно заменить на КТ361Г, КТ361Е и другие маломощные кремниевые структуры p-n-р.

При регулировке чувствительности датчика (подстроечным резистором R8) иногда приходится для достижения нужного результата поменять местами выводы 12 и 13 элемента DA1.3.

Литература

1. Вилл В. Ультразвуковой автосторож. - Радио, 1996, № 1, с. 52-54.
2. Волков А. УЗ датчик охранной сигнализации. - Радио, 1996, № 5, с. 54-56.
3. Койнов А. Ультразвуковое охранное устройство. - Радио, 1998, № 7, с. 42.
4. Гуськов В., Гуськова М. Способ для определения изменения состояния объема, заполненного упругой средой, и устройства (варианты) для его осуществления. - Патент РФ № 2104494 МКИ 6G 01D1/18, заявлено 26 января 1995 г., опубликовано 10 февраля 1998 г.

Авторы: В.Гуськов, В.Свиридов, г.Самара

Смотрите другие статьи раздела Охрана и безопасность.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Восприятие цвета меняется по временам года 27.08.2015 Хотя глаза у всех людей устроены одинаково, зрительное восприятие может заметно отличаться. Например, известно, что при тяжелой депрессии все видится в сером цвете, и это вовсе не фигура речи: несколько лет назад исследователи из Университета Фрайбурга измерили активность клеток сетчатки глаза у нескольких пациентов с клинической формой депрессии и выяснили, что их сетчатка плохо чувствует цветовой контраст - как если бы изображение, предмет были погружены в серую дымку. Дело все в том, что подавленное, депрессивное состояние сопровождается проблемами с некоторыми нейромедиаторами, которые нужны не только в нервных цепочках, отвечающих за эмоции, но и для передачи зрительного импульса. (В скобках уточним, что антидепрессанты на "посерение" мира никак не влияли.) Но восприятие цвета отличается и у вполне здоровых людей, без психологических проблем. Например, совсем недавно мы писали о том, как память мешает нам различать цвета: мы склонны все цветовые оттенки сводить к нескольким цветам, которые по каким-то причинам сделали для себя основными. Другой фактор "цветокоррекции" - культурно-языковые особенности: считается, что если в языке есть обозначение для какого-нибудь цвета, то человек и будет его отличать среди других. (Классический пример: слово "голубой" помогает носителям русского языка лучше различать соответствующий цвет по сравнению с носителями английского, у которых этот оттенок обозначается просто как "светло-синий".) При всем при том долгое время полагали, что красный, желтый, зеленый и синий все видят одинаково, без разночтений. С психофизиологической точки зрения все четыре называют чистыми цветами, тогда как остальные получаются составными и неизбежно воспринимаются с оттенками: например, в оранжевом всегда будут видны доли желтого и красного, и вот тут-то как раз проявляются культурные и психологические "цветофильтры". Впоследствии и тут возникли уточнения: хотя у всех людей есть представление о чистом красном и чистом зеленом, но на деле чистые цвета могут располагаться немного на разных длинах волн. И только желтый как будто оказывается всеобщей константой: в самых разных культурах его видят вообще одинаково. Однако, как выяснили исследователи из Йоркского университета, желтый в нашем восприятии тоже непостоянен, только его непостоянство обусловлено не индивидуальными психологическими особенностями, и не культурными, а - временем года. В экспериментах Алекса Уэйда (Alex Wade) и его коллег участвовали 67 мужчин и женщин: их вводили в абсолютно темную комнату, давали время на то, чтобы глаза привыкли к темноте, а потом просили на специальном устройстве выбрать такой желтый цвет, который кажется им "настоящим", чистым желтым. Опыт повторяли в январе и в июне, и, как пишут авторы работы в Current Biology, зимой и летом выбор был разный, то есть "зимний чистый желтый" отличался от "летнего чистого желтого". Как именно и где именно происходит корректировка цветового баланса, на уровне ли сетчатки, или уже в зрительной коре мозга, мы пока не знаем, но сам факт можно объяснить сезонными различиями в окружающей среде. Зимой слабеет освещенность и цветовая насыщенность того, что мы видим вокруг, и изменение в цветовом зрении, вероятно, играет компенсаторную роль. Причем в течение дня никаких таких перемен в видении желтого нет. Теперь было бы интересно узнать, есть ли сезонность в восприятии остальных цветов, и как видят тот же желтый цвет те, кто живет в других географических широтах, где зима и лето выглядят иначе, чем на севере Англии.

Другие интересные новости:

▪ Компактный универсальный адаптер для ноутбуков

▪ Чего недостает генам человека

▪ Инфракрасный детектор камер Smoovie

▪ Ветровая энергетика взамен атомной

▪ Следующий iPhone получит самые большие изменения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Применение микросхем. Подборка статей

▪ статья Здесь Родос, здесь прыгай! Крылатое выражение

▪ статья Какие животные могут делать запасы из консервированных дождевых червей? Подробный ответ

▪ статья Дозиметрист. Должностная инструкция

▪ статья Секретные (симпатические чернила). Простые рецепты и советы

▪ статья Ветряной двигатель. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026