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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 초음파의 사용. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 일상 속의 전자제품 초음파의 사용은 근접 감지기 개발의 또 다른 방향입니다. 그림 1은 그러한 장치가 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 그림의 상단은 초음파의 송신기와 수신기가 서로 반대일 때 가능한 구성을 보여줍니다. 초음파가 수신기에 완전히 도달하는 것을 방해하는 것이 없는 한 회로는 보류됩니다. 그리고 송신기와 수신기 사이에 있는 침입자만이 이를 방지할 수 있습니다.
이러한 장치는 매우 높은 수준의 신뢰성을 제공할 수 있습니다. 결국, 송신기의 신호 레벨이 감소하거나 일반적으로 작동이 종료되는 경우 수신기 회로에서 위험으로 간주됩니다. 위의 예는 송신기가 비활성화된 경우에만 발생할 수 있습니다. 그림의 하단은 또 다른 효과적인 수신기 및 송신기 배열을 보여줍니다. 이 경우 초음파는 멀리 있는 고체 물체에서 반사되어 수신기에 도달합니다. 송신기에서 방출되는 신호는 충분히 강해야 합니다. 당연히 소리를 방해하는 물체가 있으면 경보가 울립니다. 장치를 작동하는 다른 방법이 가능합니다. 이 경우 소리는 송신기와 수신기 근처에 있는 도둑을 튕겨내야만 수신기에 도달합니다. 설명된 모든 방법이 좋으므로 조건에 가장 적합한 방법을 선택하십시오. 별도의 수신기와 송신기가 있는 초음파 감시 장치 그림 1은 초음파 송신기의 개략도를 보여줍니다. 555형 타이머를 기반으로 하며 동작 주파수는 저항 R1, R4와 커패시터 C1의 값에 의해 결정된다.
TR1 초음파 방출기는 자체 공진 주파수에서 가장 큰 출력을 제공합니다. 즉, 정확히 이 주파수에서 전력을 공급받아야 합니다. 장치 작동 중에 송신기 발진기의 주파수가 "부동"하면 어느 시점에서 송신기에서 방출되는 신호 레벨이 감소합니다. 즉, 잘못된 경보가 발생합니다. 발생기의 주파수 안정성을 높이기 위해 커패시터 C3을 통해 피드백이 생성됩니다. 이미터 자체는 공진 주파수에서 신호가 최대가 되는 공진 회로와 유사해집니다. 따라서 유도된 포지티브 피드백은 생성기를 이미터의 고유 주파수로 유지하고 저항 R4에 의한 튜닝 범위를 좁힙니다. 주파수 안정성을 더욱 높이려면 안정화된 전원 공급 장치에서 회로에 전원을 공급해야 합니다. 그러나 최대 1V의 공급 전압 서지는 주파수 이동이나 출력 신호 레벨 감소를 유발하지 않습니다. 트랜스미터는 절연 재료 보드에 조립되고 금속 또는 플라스틱 케이스에 넣습니다. 설치할 때 주의해야 하지만 일반적으로 구성표는 부품 배치에 중요하지 않으며 재량에 따라 디자인을 선택합니다. 송신기에 부품이 거의 없기 때문에 기판과 이미 터를 하나의 하우징에 배치하는 것이 좋습니다. 또한 이미 터로 이어지는 긴 연결 와이어는 회로 작동에 부정적인 영향을 미칩니다. 그러나 여전히 전선 없이는 할 수 없다면 길이를 15cm 이하로 만드십시오. 모든 준비 작업이 완료되면 송신기 설정을 진행합니다. 임무는 이미터의 고유 주파수에 맞춰 조정하는 것입니다. 오실로스코프가 있는 경우 신호선을 커패시터 C2 및 C3의 연결 지점에 연결하고 접지를 회로의 공통선에 연결합니다. 게인 범위 스위치를 1V/div로 설정합니다. 오실로스코프 화면의 신호 진폭을 크게 높이려면 저항 R4를 사용하십시오. 최대 신호는 공진 주파수에 맞춰 조정되었음을 나타냅니다. 송신기를 설정하는 이 단일 작업은 수신기가 준비될 때까지 연기될 수 있습니다. 수신기 회로는 그림 2에 나와 있습니다.
트랜지스터 Q1, Q2 및 Q3은 잘 알려진 4단 증폭기를 형성하며, 그 임무는 수신 신호의 레벨을 감지할 수 있는 값으로 증가시키고 트랜지스터 Q13를 개방 상태로 전환하는 것입니다. 결과 정전압. 회로의 전체 이득은 트랜지스터 Q3의 에미터 회로에 포함된 가변 저항 R5에 의해 제어됩니다. 이 트랜지스터의 컬렉터에서 신호는 전압이 두 배로 증가하여 정류기로 이동합니다. 커패시터 C4에 걸쳐 생성된 DC 전압은 저항 R12를 통해 트랜지스터 QXNUMX의 베이스에 바이어스를 생성합니다. 수신기의 조립은 실제로 송신기의 조립과 다르지 않습니다. 따라서 초음파 센서를 회로에 연결하는 전선은 가능한 한 짧게 유지해야 합니다. 완성된 보드를 금속 또는 플라스틱 케이스에 넣습니다. 장치 작동 그림의 상단에 있는 이미지를 따라가면 3.20, 회로의 작동을 검증하는 첫 번째 단계는 수신기와 송신기를 얼마나 멀리 분리할 수 있는지 결정하는 것이어야 합니다. 기류가 없는 장소를 선택하십시오. 송신기의 이미터를 바닥에서 1m 높이에 놓고 열린 공간을 향하게 합니다. 수신기에 일시적인 전원을 공급하십시오. 저항 R13을 최대 이득에 해당하는 가장 낮은 저항 위치로 설정합니다. DC 전압계를 Liv 단자에 연결합니다. 초음파의 진폭이 충분히 높으면 전압계에 공급 전압과 거의 동일한 전압이 표시됩니다. 송신기의 송신기에서 수신기를 천천히 멀리 이동합니다. 어떤 곳에서 전압계의 판독 값이 점프하기 시작하고 때로는 30으로 떨어지기도 합니다. 그런 다음 장치가 안정적으로 작동하는지 다시 한 번 확인하여 거리를 60-XNUMXcm 줄이십시오. 초음파 경보기를 설치할 때 따라야 할 몇 가지 명확한 지침이 있습니다. 1. 에어컨이 송풍 모드로 작동하는 곳에서는 휘젓지 마세요. 그렇지 않으면 알람이 전환될 때마다 알람이 트리거됩니다. 위에서 언급했듯이 송신기와 수신기를 후자가 단단한 표면에서 반사된 소리를 인식하도록 배열하는 것이 가능합니다. 스택이나 문이 될 수 있습니다. 인간의 의복은 반사가 잘 되지 않고 반대로 초음파는 잘 흡수합니다. 누군가가 빔 중 하나를 건너면 경보가 울립니다. 문이 무장된 경우 장치가 열릴 때 반응합니다. 송신기의 이미 터와 수신기의 초음파 센서는 서로 5cm 이하의 거리에 있으며 장치는 몇 센티미터 떨어진 사람이나 물체를 "인식"할 수 있습니다. 창작물을 설치할 때마다 다음 사항을 잊지 마십시오. 최대 감도로 조정하지 말고 열악한 환경 조건에서 장치를 사용하십시오. 수신기와 송신기가 결합된 신호 장치 다음 초음파 가드의 계획은 그림 1에 나와 있습니다. 이 방식은 하나의 마이크로 회로를 기반으로 송신기 생성기를 포함하고 반사 신호의 선택적 수신기로도 작동한다는 점에서 이례적입니다. 이를 위해 신호 소스와 수신기가 포함 된 567 마이크로 회로가 사용됩니다.
이중 작업 기능을 수행하는 회로를 자세히 살펴보겠습니다. 파동은 압전 세라믹 센서에 의해 감지된 후 트랜지스터 Q2의 캐스케이드에 의해 증폭되고 미세 회로의 핀 3으로 이동하며 신호 주파수는 미세 회로 자체에서 생성된 주파수와 정확히 동일합니다. 이전에 설명한 장치와 달리 이 상황에서는 더 이상 주파수가 원래 설정된 주파수에서 얼마나 벗어날 수 있는지가 중요하지 않습니다. 작동 주파수는 저항 R3 및 R6 체인 값과 커패시터 C3의 커패시턴스에 의해 결정됩니다. 가변 저항 R6에 의해 조절됩니다. 특정 부품 등급의 경우 8~25kHz까지 다양할 수 있으며 궁극적으로 사용되는 압전 센서에 따라 결정됩니다. 마이크로 회로의 핀 5에서 공통 컬렉터가 있는 회로에 따라 연결된 트랜지스터 Q1의 베이스에 직사각형 신호가 공급됩니다. 이 트랜지스터의 부하로 저항 R5 체인과 저임피던스 스피커가 연결됩니다. 회로 입력에서 충분한 진폭의 신호가 수신되면 LED가 켜지고 단자 A와 B는 상시 폐쇄 접점입니다. 신호의 진폭이 감소하거나 완전히 없는 경우 회로의 출력은 개방 상태가 됩니다. 그렇지 않으면 이 장치는 그림 3.20에 제안된 모든 구성으로 사용될 수 있습니다. XNUMX. 솔직히 말해서 이 회로는 초음파보다 높은 오디오 주파수에서 더 잘 작동합니다. 작동 주파수에 대한 마지막 단어는 장치에 사용되는 이미터 및 압전 센서로 표시됩니다. 해당 부품 목록에 나열된 부품의 주파수 범위는 8~16kHz입니다. 이러한 주파수에 만족하지 않으면 회로 자체가 최대 25kHz의 주파수에서 작동할 수 있기 때문에 다른 "쌍을 선택하면 됩니다. 상한은 미세 회로의 기능에 의해서만 제한됩니다. 그러나 특별히 해서는 안 됩니다. 43kHz 이상의 주파수에 대해서는 이미 터와 압전 센서를 선택하는 것이 어렵기 때문에 열성적입니다. 두 개의 제안된 변환기로 완성된 이 회로는 12kHz의 주파수에서 매우 잘 작동합니다. 그리고 그녀가 듣는 것이 무섭지 않습니다. 결국, 그녀와 논쟁을 벌이는 사람은 거의 없습니다. 그리고 쥐들은 분명히 이곳이 아닌 다른 곳을 선호할 것입니다. 회로 어셈블리 회로의 부품들은 절연체로 만들어진 기판에 실장되며, 그 수가 많지 않기 때문에 실장 밀도가 동작에 영향을 미치지 않습니다. 이 설계에서는 압전 센서와 이미 터를 회로 근처에 배치할 필요가 없습니다. 그러나 각 변환기에 대해 차폐 와이어를 사용하는 것이 바람직합니다. 이것은 출력과 회로의 입력 사이의 직접적인 연결을 피할 것입니다. 장치를 작동시킵니다. 올바른 설치를 확인한 후 회로 전원을 연결하십시오. 이것은 6-9V 소스일 수 있습니다.저항 R6의 슬라이더를 중간 위치로 설정하면 높은 음조의 끽끽 소리가 들릴 것입니다. 투광기 전면에 3m의 여유 공간이 있도록 탁자나 기타 스탠드에 투광기를 설치하고 압전 센서를 손에 들고 투광기를 향하게 하면 LED가 켜질 것입니다. 압전 센서, LED가 꺼지는 위치를 확인하십시오.즉, 최대 감도 지점을 찾았습니다. 우리는 그러한 경보를 배치하는 것이 편리한 장소를 나타냅니다. - 방을 통해; 간행물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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