Ультразвуковой радар

Общее описание 

Это очень интересный проект с большими вариантами использования в системах безопасности, тревожных домашних системах и в автомобилях. В устройстве скомпонованы ультразвуковой передатчик и приемник работающие на одной частоте. Когда в зоне действия прибора появляется какой либо объект, то он нарушает балансировку схемы и запускается тревожный сигнал. Устройство обладает высокой чувствительностью. Может восстанавливать начальное состояние автоматически или в ручном режиме.

Технические характеристики

Рабочее напряжение: 12V
Потребляемый ток: 30 mA

Внешний вид устройства

Работа схемы

Приемник и передатчик работают на одной и той же частоте. В передатчике и приемнике используются ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи. Передатчик собран на двух элементах НЕ N1, N2 IC3 образующих мультивибратор. Генерируемый сигнал излучается УЗ преобразователем подключенным к точкам 5 и 6. Частота генерации подстраивается резистором R2.
В приемнике используется аналогичный УЗ преобразователь для приема отраженных сигналов передатчика. Малые электрические сигналы усиливаются транзистором TR3 и операционным усилителем IC1. Усиленный сигнал выпрямляется и фильтруется элементами D1, D2, C8 и поступает на операционный усилитель на IC2. Коэффициент усиления регулируется переменным резистором P2. Схема отрегулирована таким образом, что остается стабильной при постоянстве частоты излучения передатчика. Если в контролируемой области что-то перемещается, то принимаемый сигнал становится искаженным и вызывает разбалансировку схемы. Грубые изменения сигнала на выходе IC2 выпрямляются элементами D3, D4, C12 и подаются на схему триггера Шмитта собранного на элементах N3, N4 IC3. Триггер в свою очередь включает цепь тревожной сигнализации через транзисторы TR1, TR2 в которую входит реле (подключается к точке 9). Напряжение питания схемы составляет 9 - 12 Вольт.

Схема устройства

Настройка

Подсоедините между положительным полюсом источника питания и выводом 9 на схеме последовательно соединенные светодиод и резистор номиналом 560 Ом. Затем соедините положительный полюс источника питания с точками на схеме обозначенные как Vcc+. Движок переменного резистора P1 поверните в среднее положение. Затем медленно поворачивайте движок подстроечного резистора P2 и одновременно перемещайте кисть руки перед преобразователем до тех пор пока не будет загораться тестовый светодиод подключенный к точке 9. Быстрее произвести настройку можно, если использовать частотомер. Для этого подсоедините частотомер параллельно передающему УЗ преобразователю. Настраивая P2 добиваются совпадения частоты генератора и паспортного значения УЗ преобразователя. Затем P1 устанавливают требуемую чувствительность. Как вариант можно использовать НЧ осциллограф подключенный к коллектору TR3. В этом случае также настраивается частота генератора по максимальной амплитуде отраженного сигнала. Амплитуда отраженного сигнала на требуемой частоте будет максимальна если вся система УЗ преобразователей настроена в резонанс.
Если замкнуть точки на схеме 7 и 8 система будет сбрасываться вручную. При разомкнутых точках 7 и 8 УЗ радар дает короткие сигналы при появлении посторонних объектов и самостоятельно сбрасывается в исходное положение при их исчезновении.

Монтажные платы

Детали: