Un circuit d'alarma ultrasònica contra robatoris és un dispositiu electrònic que transmet ones ultrasòniques per detectar el moviment d'una persona intrusa. Les ones ultrasòniques impacten contra l'intrus i les ones reflectides són recollides pel circuit. Aquestes ones reflectides s'utilitzen per activar una alarma forta que alerta el propietari de la presència d'un intrús o d'un possible lladre.
Al nostre circuit d'alarma ultrasònica contra robatoris, s'utilitza el versàtil IC de bucle bloquejat en fase LM567.
A continuació es donen les principals especificacions tècniques de l'IC.
- Interval de tensió d'alimentació de 3,5 V a 8,5 V
- Interval de voltatge d'entrada 20 mV RMS a VCC (+0,5)
- Freqüència d'entrada 1 Hz a 500 kHz
- Corrent de sortida Màx. 15 mA
Per obtenir més informació sobre l'IC, podeu consultar la següent publicació:
Full de dades IC LM567
En el nostre disseny d'alarma ultrasònica actual, l'IC LM567 implementa dues funcions juntes.
Funciona com un circuit descodificador de to que activa la sortida en resposta a una freqüència de to específica vinculada amb l'LM567 al pin #3.
A més, l'LM567 funciona com a transmissor de to, produint el to de freqüència exacte a partir del pin #5 que l'etapa receptora ha de rebre i detectar.
És a dir, el pin # 5 genera un to amb una freqüència específica, i quan aquesta mateixa freqüència es torna a subministrar al seu pin # 3, aleshores l'IC activa el seu pin de sortida # 8. Si es detecta qualsevol altra freqüència al pin #3, l'IC no respon i la seva sortida roman inactiva.
Per tant, implica que el conjunt de freqüències que s'ha de generar a partir del pin #5 s'ha de detectar exactament al pin #3 perquè la sortida estigui activa. Si les freqüències dels pins 5 i 3 no coincideixen, la sortida mai s'activarà.
L'etapa del sensor del circuit es podria construir amb només un parell de transistors externs i algunes parts més. La secció del transmissor del circuit utilitza l'altaveu piezoeléctrico per transmetre un senyal d'àudio d'alta freqüència.
El senyal de to reflectit és detectat per la captació del receptor, que és un micròfon electret dispositiu, i després s'envia al transistor Q1 per a l'amplificació. A continuació, el senyal es transfereix a l'entrada de l'LM567 després de ser amplificat.
Tal com es mostra al diagrama, les unitats d'altaveu i micròfon piezoelectrònic es col·loquen entre 3 i 6 polzades, mirant cap a l'objectiu, que pot ser un possible intrús.
El circuit activa el dispositiu d'alarma de sortida sempre que es mou alguna cosa davant del micròfon i l'altaveu que reflecteix prou del senyal al micròfon. El circuit es pot configurar per detectar elements des d'unes poques polzades fins a més d'un metre de distància.
Descripció del circuit
En referència al diagrama de circuit d'alarma ultrasònica anterior, podem entendre el funcionament del circuit amb l'explicació següent
C1 i R5 determinen la freqüència de l'oscil·lador intern de l'LM567. No importa quin sigui el rang de freqüències de funcionament sempre que estigui entre 14 i 20 kHz.
La sensibilitat del micròfon electret es reduirà i el seu rang operatiu es deteriorarà si la freqüència s'estableix massa alta. El circuit pot funcionar a freqüències molt més baixes si no us importa escoltar el so d'alta freqüència emès contínuament.
Al pin #5, l'oscil·lador intern de l'LM567 genera una sortida d'ona quadrada. Q2 funciona com a seguidor d'emissor per aïllar aquest senyal de l'LM567 i l'alimenta a l'altaveu piezoeléctrico.
R8 controla el volum de sortida de l'altaveu. El transistor amplificador d'emissor comú Q1 s'utilitza per augmentar el senyal de to reflectit a una magnitud en què els circuits d'entrada de LM567 puguin detectar i enganxar-se.
Com configurar
Configurar i ajustar el circuit és senzill.
- Trieu el tipus i la mida desitjats de qualsevol cosa que vulgueu detectar i col·loqueu-la directament davant de l'altaveu i el micròfon, fins que comenci a sonar l'alarma de sortida.
- Ara ajusteu R8 per ajustar l'abast de la detecció. El rang d'operació està determinat principalment pel tipus d'element escollit com a reflector. Per exemple, qualsevol objecte amb una superfície plana es detectarà millor que els objectes amb superfície cilíndrica.
Aquest circuit és ideal per a aficionats i investigadors a l'electrònica. Substituint R5 per un potenciòmetre de 20 Kohm, es podria ajustar la freqüència de funcionament. El valor de C1 també es pot alterar. Els valors més petits de qualsevol dels components poden reduir la freqüència de funcionament, mentre que els més grans ajudaran a augmentar-la.
Càlcul de la freqüència operativa
Com s'ha explicat a l'anterior, la freqüència ideal per a la transmissió i la detecció pot estar al voltant dels 14 kHz. Aquesta freqüència ve determinada per C1 i R5.
La fórmula per calcular aquesta freqüència és la següent:
fo = 1 / (1,1 × R1 × C1)
Aquí, R1 hauria d'estar en ohms i C1 hauria de ser Farads. Aleshores, la freqüència serà en Hertz.
Llista de peces
- RESISTÈNCIES
- (Totes les resistències són unitats d'1/4 de watt, 5% tret que s'indiqui el contrari).
- R1, R2 - 2,2K
- R3 - 1K
- R1 - 470 ohms
- R5 - 10K
- R6 - 100 ohms
- R7 - 22K
- Potenciòmetre R8 - 1K
- CONDENSADORS
- C1 - 0,02 uF, disc ceràmic
- C2, C3 - 0,01 uF, disc ceràmic
- C4, C5 - Disc ceràmic de 0,22 uF
- SEMICONDUCTORS
- IC1 - LM567 descodificador de to, circuit integrat
- Q1 - 2N3904 transistor de silici NPN
- Q2 - 2N2907 Transistor de silici PNP
- Q3 - TIP127 PNP Transistor Darlington
- LED1 - Díode emissor de llum, qualsevol tipus o color
- Divers
- Zumbador piezoelèctric
- MIC Electret
