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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo ultrasónico de seguridad. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Dispositivos de seguridad y señalización de objetos. En los sistemas de seguridad para locales, se utilizan varios sensores. Característica de ultrasonidos - facilidad de instalación. Cuando se usa en interiores, no es necesario instalar un bucle de seguridad. El dispositivo consta de un sensor de movimiento, una señal de sonido y una fuente de alimentación autónoma unidos en una carcasa. Puede proteger una habitación de hasta 20 metros cuadrados. Colóquelo en la pared dentro del objeto protegido. Se activa una señal audible cuando se mueve un objeto, con un breve pitido de advertencia primero. Si el propietario ingresó a la habitación, esta señal le advertirá que el dispositivo ha funcionado y debe apagarse. Si esto no se hace, en un minuto el dispositivo emitirá un pitido fuerte que sonará durante varios minutos y luego volverá a cambiar al modo armado. El sensor de desplazamiento incluye un emisor acústico y un receptor. El emisor produce una señal en el rango ultrasónico de amplitud y frecuencia estables. Es aconsejable seleccionar la frecuencia dentro del rango de 25...35 kHz. Las ondas sonoras viajan en todas direcciones desde el emisor y entran al sensor receptor de diferentes maneras. La señal directa va directamente del emisor al receptor. Además, la entrada del sensor receptor recibe señales reflejadas de los objetos circundantes. La amplitud y el desplazamiento de fase de la señal reflejada con respecto a la directa tienen un valor aleatorio pero constante y dependen del tamaño de la habitación, la ubicación del sensor y los objetos en la habitación. En el sensor receptor, las señales directa y reflejada se mezclan, formando una señal total recibida de cierta amplitud. Al mover al menos un objeto, que golpea la onda de sonido, la fase y la amplitud de la señal reflejada cambian. Mover la superficie reflectante aproximadamente 1 cm cambiará la fase de la señal reflejada en 180°, por lo que el movimiento prolongado de la superficie reflectante hará que la señal recibida total se ondule a una frecuencia de 1 a 100 Hz, según la velocidad y la dirección. de movimiento Cuando aparece este tipo de ondulación en la señal recibida, se activa un dispositivo de alarma y se emite una señal audible. El diagrama del dispositivo se muestra en la figura. El generador emisor está construido de acuerdo con el esquema capacitivo de tres puntos. El emisor BQ1 está incluido en el circuito de retroalimentación del transistor VT1.
La frecuencia de oscilación del generador depende de la frecuencia de resonancia del emisor BQ1 y de los parámetros del circuito L1 C1. La potencia de radiación se regula mediante la selección de la resistencia R3 y la frecuencia se ajusta mediante la selección del condensador C1. El receptor consta de un micrófono ultrasónico BM1, un amplificador de la señal recibida en el amplificador operacional DA1.1, un detector en los elementos R11, VD2, C8, R13, un amplificador de la señal detectada en el amplificador operacional DA1.2. 2 y un interruptor de transistor VT3VT25. Los parámetros del detector se seleccionan de tal manera que la supresión de la frecuencia portadora en el rango de 35...1 kHz sea máxima y la atenuación de las ondas de baja frecuencia de 100...7 Hz sea mínima. El circuito C12R9C14R1.2 establece la ganancia y el ancho de banda del amplificador operacional DA10. Cuando aparece un voltaje alterno en su salida, una media onda positiva a través del capacitor C2 abre el interruptor del transistor VT3VT3, y una media onda negativa a través del diodo VD10 recarga el capacitor CXNUMX. El dispositivo de señalización incluye un disparador Schmitt en los elementos DD1.1, DD1.2, una unidad de control en los elementos DD1.3, DD1.4, un amplificador de corriente en los transistores VT5, VT6, un tiristor VS1 y un emisor de señal de sonido BF1 . Cuando se enciende la alimentación, el condensador C12 se carga. Después de aproximadamente 1 ... 1.5 minutos, se produce un nivel alto en el pin 2 del elemento DD1.1. Ahora, si se activa el detector de desplazamiento, los transistores VT2, VT3 y VT4 se abren, un nivel alto en el pin 1 del elemento DD1.1 activará el gatillo. Se producirá un nivel bajo en la salida de DD1.1 y un nivel alto en la salida del disparador (pin 4 de DD1.2). El circuito C13R23 establece la duración de un pitido corto - 0,1 s, y el circuito R21C14 - un retraso en el suministro de un pitido largo - 60 s. El circuito R20C12 determina la duración del pitido y el retraso en el funcionamiento del dispositivo después de encenderlo. La corriente consumida en modo de espera no supera los 70 mA, y en el modo de señal de sonido: 1 ... 2A. Como emisor BQ1 y receptor BM1 se utilizaron elementos piezoeléctricos bimorfos sintonizados a la misma frecuencia de resonancia, por ejemplo 34 kHz. La distancia entre los piezoelementos debe ser de 3...5 cm, entre ellos se debe colocar una almohadilla de espuma insonorizada. En principio, si no hay piezoelementos bimorfos, se pueden utilizar un cabezal dinámico y un micrófono ordinarios de alta frecuencia, reduciendo al mismo tiempo la frecuencia de radiación a 10 kHz. Pero esto empeorará la inmunidad al ruido del dispositivo, ya que se deteriorará la selectividad de frecuencia del receptor. El sonido emitido también se oirá, pero para la protección de espacios y objetos pequeños y cerrados, como por ejemplo un coche, la sensibilidad será suficiente y la radiación sonora quedará bien protegida por la carrocería. En este caso, se debe cambiar el diseño del generador. La sirena de sonido BF1 es una señal de automóvil con un consumo de corriente de 1 ... 2 A. La bobina L1 está enrollada en un anillo de ferrita de la marca M2000 con dimensiones de 20x12x6 y contiene 100 vueltas de cable PEV-0,3 con un grifo de la mitad. El cuerpo del dispositivo debe estar hecho con un margen de seguridad y firmemente fijado a la pared dentro del recinto protegido. El establecimiento comienza con la instalación del generador. Para hacer esto, apague el elemento piezoeléctrico receptor BM1 y conéctelo al osciloscopio. Al colocar los elementos piezoeléctricos uno contra el otro y suministrar energía al generador, al seleccionar el capacitor C1 y la resistencia R3, se logra la máxima amplitud de la señal recibida. Puede medir la frecuencia del generador; debe corresponder a la frecuencia de resonancia del emisor. Luego, debe restaurar las conexiones, colocar los elementos piezoeléctricos en la carcasa y aplicar energía a todo el dispositivo. El voltaje en las salidas del amplificador operacional DA1.1 y DA1.2 (pines 10 y 12) debe ser igual a la mitad del voltaje de suministro. En conclusión, se verifica la amplitud del voltaje alterno amplificado en la salida del amplificador operacional DA1.1, debe ser aproximadamente igual a 0,1 V. Una fuerte diferencia en la amplitud de este valor conducirá a un cierto deterioro de la sensibilidad. Si coloca su mano frente a los elementos piezoeléctricos, la amplitud del voltaje de CA en la salida del amplificador operacional DA1.1 comenzará a pulsar. La frecuencia de pulsación será mayor cuanto mayor sea la velocidad de movimiento. No es necesario configurar el resto del dispositivo y, si se instala correctamente, debería funcionar de inmediato. Autor: A. Koinov, Nakhodka, Territorio de Primorsky; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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