本文中介紹的運動傳感器電路的工作原理是利用多普勒頻移原理,通過從運動物體反射的連續(xù)變化的頻率來檢測運動目標。
什么是多普勒效應(yīng)
聲音的一個非常迷人的特征是多普勒效應(yīng)。
當產(chǎn)生聲音頻率的聲源連續(xù)移動時,就會發(fā)生多普勒效應(yīng)。隨著移動聲源越來越近,聲音的音量似乎在頻率和音量上都在增長;隨著它的消失,聲音頻率和音量似乎正在下降。
如果聲音源不移動,并且您走向聲源或遠離聲源,您就會體驗到相同的多普勒效應(yīng)。
上面的運動檢測器電路通過使用多普勒效應(yīng)來檢測指定區(qū)域內(nèi)的運動。
高頻(15至25 kHz)聲音發(fā)射器瞄準指定區(qū)域,敏感傳感器放置在與發(fā)射器傳感器路徑相同的路徑的聲源旁邊。
只要目標區(qū)域內(nèi)沒有任何運動,反射的聲音頻率和傳輸?shù)穆曇敉哂型耆嗤念l率。
然而,目標的任何類型的移動都會導(dǎo)致微小的頻率變化,接收器會迅速檢測到該變化,并通過連接的顯示單元指示。
電路的工作原理
SPKR1 和 SPKR2 是 27 MM 壓電換能器,SPKR3 可以是小型 8Ω 揚聲器、耳機或交流電壓表
參考上面的電路圖,IC1(567鎖相環(huán))的設(shè)置類似于輸出頻率范圍為15至25kHz的可調(diào)諧振蕩器。電位計R22用于調(diào)整振蕩器的輸出頻率。
IC1輸出由晶體管Q1緩沖,并施加于傳感器BZ1。反射的聲音頻率由第二個換能器BZ2捕獲,該換能器配置有電路的接收器級并施加到Q2的基極。
通過Q2的升壓輸出施加于引腳1處的IC2(像雙平衡混頻器一樣連接)。另一個聲音信號(從IC1的輸出中提?。┍话l(fā)送到引腳10處的IC2。
電阻R21(50k電位計)采用的類似于載波平衡控制,可調(diào)節(jié)以確保振蕩器的信號不會泄漏到芯片IC2引腳6的混頻器輸出中。
混頻器在IC2引腳6處的輸出通過IC3輸入端的低通濾波器施加(IC3的輸入端圍繞低壓音頻功率放大器IC LM 386構(gòu)建)。
合適的揚聲器或耳機使您能夠檢查IC3的輸出。
電位計R23用作音量控制。
如何測試和設(shè)置
實際上,對于這個多普勒運動傳感器電路來說,沒有什么應(yīng)該太關(guān)鍵。事實是,電路可以簡單地在一塊veroboard上構(gòu)建。
如果您在漂亮干凈的PCB上構(gòu)建此單元(確保所有組件引線盡可能?。?,則可以快速獲得所需的結(jié)果。
在結(jié)構(gòu)布局中,可能建議您盡可能將接收器的輸入和發(fā)射器的輸出電路彼此隔離,并為所有指示的IC使用插座。
首先,將兩個探頭BZ1/BZ2(SPKR1/SPKR2)定位在相距約4英寸的距離處,聚焦在同一方向,遠離任何附近的物體。
將可變電阻R21、R22和R23調(diào)整到中心點,并將電路的導(dǎo)通電源打開。
如果您發(fā)現(xiàn)發(fā)射器的輸出是可聽的,則振蕩器的頻率可能已固定得非常低。在這種情況下,您可以微調(diào)R22,直到無法再收聽頻率。
接下來,調(diào)整 R21,直到在 BZ1 (SPKR1) 上實現(xiàn)最靜音的輸出。
在此之后,嘗試在兩個換能器 (SPKR1/SPKR2) 前面向上和向下移動您的手,這應(yīng)該會導(dǎo)致?lián)P聲器 (SPKR3) 上的低頻音調(diào)波動。
隨著手移動速度加快,您應(yīng)該會發(fā)現(xiàn)輸出聲音頻率會更高。對于移動速度極慢的物體,您可能希望看到對連接在引腳5上的IC3輸出端的動圈型直流電表的影響。
您可能會看到儀表的指針在刻度上上下波動,以響應(yīng)緩慢移動的物體經(jīng)過換能器之前。
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