Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
OptexOptex
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Mikrofalowy czujnik ruchu

Stiepanowna 05 Kwi 2013 13:48 18090 1
  • Mikrofalowy czujnik ruchu

    Niniejszy artykuł dotyczy radarowego czujnika ruchu. Główną funkcją urządzenia jest informowanie o ruchu osób postronnych w pobliżu środka transportu lub wejściu na teren strzeżony. Ale jego zastosowanie nie musi być aż tak poważne - autor wykorzystał je w kuchni do automatycznego włączania lampy nad stołem.

    Jak działa to urządzenie? Czujnik w swojej pracy wykorzystuje efekt Dopplera, który polega na zmianie długości fali odbitej od poruszającego się obiektu. W czasie pracy czujnik stale emituje drgania o wysokiej częstotliwości. Jeśli nie ma czynnika przeszkadzającego, to odbijające się od ścian sygnały zachowują bez zmian wyjściową długość fali. Ale jeśli w strefie emisji pojawi się ruchomy obiekt, to długość fali odbitej od tego obiektu ulega zmniejszeniu bądź zwiększeniu. Zależy to od tego, czy obiekt oddala się czy przybliża do czujnika.

    Ale to nie jest najważniejsze - istotą jest sama zmiana. Następnie już zmienione drgania wracają do czujnika, w którym generator jest jednocześnie mieszaczem i sumują się z drganiami podstawowej długości fali. W wyniku tego otrzymujemy sygnał różnicowy o niskiej częstotliwości. Jego częstotliwość będzie zależała od prędkości i kierunku, w którym będą się poruszać obiekty. Najważniejsza jest jednak amplituda, która będzie zależała od siły przyjmowanego sygnału, który został odbity od obiektu, czyli od odległości od obiektu. I tu otwiera się możliwość zbudowania czujnika z dwoma, a nawet trzema strefami wykrywania. W prezentowanym czujniku akurat to nie zostało zrealizowane, ponieważ zasięg, w którym urządzenie będzie stabilnie pracować, to 4m.

    Mikrofalowy czujnik ruchu

    Teraz trochę o schemacie.

    Schemat czujnika jest prosty i dzieli się na część wysoko i niskoczęstotliwościową. Część wysokoczęstotliwościowa składa się z jednego tranzystora i „tajemniczego” wzoru po obu stronach płytki drukowanej. Są to wszystkie cewki, kondensatory i dławiki części wysokoczęstotliwościowej.

    Elementy płytki drukowanej W1 (2) i W2 (1) na drugiej stronie to tzw. antena szczelinowa. To znacznie ogranicza grubość płytki, która wynosi 1,25mm. Można również zauważyć dwie „pokręcone” ścieżki (6, 7) - to nie przypadek, tylko dławiki w.cz. L1, L2, przy czym kąty tych cewek są zwrócone względem siebie o 45 stopni. Następnie mamy trzy wieloboki (3, 4, 5) o różnych kształtach, które między sobą elektrycznie oddziałują. Jeden jest połączony z wyjściem - (5), drugi z + (4), a trzeci W3 z kolektorem tranzystora (3).

    Mikrofalowy czujnik ruchu

    Element połączony z kolektorem tranzystora W3 (3) to rezonator mieszacza heterodyny, ponieważ z niego jest pobierany sygnał różnicowy o niskiej częstotliwości, a podpięte do niego pasmo rezonatora W1 (2) to sprzężenie zwrotne dodatnie. W ogóle to urządzenie to autodyna, czyli odbiornik radiowy ze sprzężeniem zwrotnym dodatnim, w którym równocześnie zachodzą procesy generowania właściwej częstotliwości i demodulacji, w wyniku czego powstaje różnica generowanych i odbieranych częstotliwości w postaci zdudnień.

    Pobór prądu przez czujnik w trybie standby wynosi 15mA, a w momencie wykrycia skacze do 32mA.

    Mikrofalowy czujnik ruchu

    Teraz trochę o kalibracji. Kalibracja została przeprowadzona w następujący sposób - autor ustawił potencjometr R9 na minimum rezystancji (maksimum zasięgu wykrywania) i potencjometrem R3 starał się uzyskać stabilną pracę. Nadmierne zwiększenie rezystancji tego rezystora powodowało generację fałszywych impulsów, a zmniejszenie - jej całkowity brak. Tak więc trzeba znaleźć złoty środek... Po kalibracji rezystancja rezystora strojeniowego R3 w większości czujników wynosiła ok. 30Ω.

    Część niskoczęstotliwościową zrealizowano na poczwórnym wzmacniaczu operacyjnym LM324 (ОР1). Pierwszy z nich to wzmacniacz w kombinacji z filtrem, dwa pozostałe to komparator poziomu sygnału z detektorem. Czwarty jest nie podłączony - można go podłączyć zgodnie ze sztuką, czyli wejście dodatnie połączyć z masą, a ujemne zewrzeć z wyjściem.

    Autor początkowo nie zastosował kondensatorów С3, С4, С5, ale się okazało, że bez C3 i C4 niektóre modele pracowały niestabilnie, więc trzeba je było dolutować z drugiej strony płytki.

    Wykres kierunkowości, czysto subiektywny, wygląda mniej więcej tak i mocno się zmienia w rzeczywistych warunkach.

    Mikrofalowy czujnik ruchu

    Odległość wykrywania w niektórych modelach wynosiła aż 10-15m, ale trudno było ją przewidzieć. Prototyp nie był cynowany i został wykonany z zastosowaniem elementów SMD.

    Czujnik można zastosować w alarmach samochodowych i w celu ochrony pomieszczeń. Jeśli chcemy zamontować urządzenie w samochodzie, najlepiej to zrobić pośrodku sufitu - czujnik będzie ustalać obecność osób postronnych w odległości 1m od samochodu.

    Przy zastosowaniu w pomieszczeniach również optymalny jest środek sufitu - w pokoju 15-20m2 ciężko się będzie przed nim ukryć.

    Czujnik może też reagować na przedmioty. Dla przykładów można wymienić reakcję na drgania lodówki czy ruszające się firanki pod wpływem ciepłego powietrza z grzejników w okresie zimowym. Również nie należy zapominać o sąsiadach piętro wyżej, którzy np. trzaskają drzwiami.

    Mikrofalowy czujnik ruchu

    Płytka drukowana w załączniku.
    Autor: Igor Parunin, egor-palunin(malpa)rambler.ru

    Link do tłumaczonego tekstu: http://radiokot.ru/circuit/analog/receiv_transmit/27/.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Stiepanowna
    Poziom 12  
    Offline 
    Język rosyjski - tłumaczenia

    strona: www.dagatlumaczy.pl
    e-mail: tlumacze(malpa)dagatlumaczy.pl
    Specjalizuje się w: elektronika
    Stiepanowna napisał 90 postów o ocenie 60, pomógł 1 razy. Mieszka w mieście Kraków. Jest z nami od 2011 roku.
  • OptexOptex
  • #2
    Tonick
    Poziom 10  
    Można taki czujnik zamontować na suficie podwieszanym z płyty GK? Ale tak że nie będzie go widać a na jego przeszkodzie będzie płyta GK na której będzie leżał.