Сигнализатор присутствия-2

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Датчики

Опубликовано: 02.05.2019 12:19

Просмотров: 2272

И. Нечаев, г.Москва
В сигнализаторе, описание которого приведено выше, реализован метод контроля длительности импульса на выходе Echo дальномера. Но импульсы на этом выходе относительно просто преобразовать в постоянное напряжение и уже затем использовать его для проведения измерений или управления другими элементами. Дело в том, что дальномер работает постоянно, и на выходе Echo дальномера HC-SR04 присутствует не отдельный импульс, а их последовательность. Если такую последовательность подать на вход интегрирующей RC-цепи, на её выходе будет напряжение U_BblХ, пропорциональное амплитуде U_П и скважности Q импульсов: U_BblХ = U_П/Q, где Q = T_TR/t_EC. На практике это означает, что с приближением объекта постоянное напряжение на выходе интегрирующей RC-цепи уменьшается. Схема второго варианта датчика присутствия показана на рис. 1.

Формирователь запускающих импульсов здесь реализован по несколько иному принципу, он собран на логических элементах микросхемы DD1. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран RC-генератор импульсов с частотой следования около 60 мс. Эти импульсы напрямую поступают на первый вход (вывод 12) элемента DD1.3, а на второй — через дифференцирующую RC-цепь C3R4, в результате на его выходе формируются запускающие импульсы, которые инвертирует элемент DD1.4, после чего они поступают на вход Trig дальномера HC-SR04. Формирователь запускающих импульсов в этой конструкции собран на большем числе элементов, чем в предыдущем устройстве, но зато не содержит высокоомных резисторов.
Выходные импульсы дальномера HC-SR04 поступают на интегрирующую RC-цепь R2C4, постоянное напряжение на выходе которой зависит от расстояния до объекта. Это напряжение подаётся на инвертирующий вход ОУ DA2, который работает как компаратор. На его неинвертирующий вход поступает образцовое напряжение с делителя напряжения R3R5. Если объект находится за пределами зоны контроля сигнализатора, напряжение на выходе интегрирующей цепи превышает образцовое и на выходе ОУ будет напряжение, близкое к нулю. Поэтому включён светодиод HL1 зелёного свечения, сигнализирующий о работе устройства. Светодиод HL2 красного свечения и акустический сигнализатор со встроенным генератором обесточены.
При появлении в зоне контроля объекта напряжение на инвертирующем входе ОУ уменьшается и на его выходе появляется напряжение примерно на 1,5 В меньше питающего. В результате светодиод HL1 гаснет, включаются светодиод HL2 и акустический излучатель НА1, которые и подадут сигнал.
Длительность запускающего импульса можно изменить подборкой конденсатора СЗ. Дальность срабатывания сигнализатора устанавливают подстроечным резистором R5. Чтобы ввести гистерезис и сделать переключение сигнализатора более чётким, следует ввести резистор R8, который обеспечивает положительную обратную связь. Этот резистор можно установить со стороны печатных проводников.
Чтобы сделать питание сигнализатора более универсальным, например, питать его от батареи "Крона" или блока питания с выходным напряжением 7...12 В, в устройство введён интегральный стабилизатор DA1, который стабилизирует напряжение питания дальномера HC-SR04 и цифровой микросхемы. В дежурном режиме потребляемый ток — 8 мА, при подаче сигнала — 13 мА.
Чертёж односторонней платы сигнализатора, изготовленной из стеклотекстолита толщиной 1...1.5 мм, показан на рис. 2, а смонтированная плата — на рис. 3.


В этом сигнализаторе можно применить аналогичные детали.
Эти сигнализаторы присутствия можно применить в моделях автомобилей или других подвижных объектах для исключения столкновения с препятствиями, а также в различных устройствах домашней автоматики.
Чертеж печатной платы в формате Sprint-Layout
Радио №6, 2018
Ультразвуковой датчик измерения расстояния HC-SR04