Circuito detector de movimento usando efeito Doppler

O circuito do sensor de movimento explicado no artigo funciona usando o princípio de deslocamento doppler, no qual o alvo em movimento é detectado por meio da frequência de variação contínua, refletida do objeto em movimento.

O que é efeito Doppler

Uma característica muito fascinante do som é o efeito Doppler .

O efeito Doppler ocorre quando a fonte que está produzindo a frequência do som está se movendo continuamente. À medida que a fonte de som em movimento se aproxima, o volume do som parece aumentar em frequência e volume e, à medida que vai embora, a frequência e o volume do som parecem diminuir.

Caso a origem do som não esteja se movendo e você se aproxime ou se afaste da fonte, você experimenta o mesmo efeito Doppler.

O circuito detector de movimento acima funciona usando o efeito Doppler para detectar movimento dentro de uma área especificada.

Um transmissor de som de alta frequência (15 a 25 kHz) é direcionado para a região especificada e um transdutor sensível é colocado ao lado da fonte voltado para o mesmo caminho que o transdutor do transmissor.

Contanto que não haja nenhum movimento na região-alvo, a frequência do som refletido e o som transmitido tendem a estar exatamente com a mesma frequência.

Contudo, qualquer tipo de movimento pelo alvo resulta em uma pequena mudança de frequência que é rapidamente detectada pelo receptor e indicada em uma unidade de exibição acoplada.

Como funciona o circuito

SPKR1 E SPKR2 SÃO TRANSDUTORES PIEZO DE 27 MM, SPKR3 PODE SER UM PEQUENO ALTO-FALANTE DE 8Ω, FONE OU UM VOLTÍMETRO CA

Referindo-se ao diagrama de circuito acima, IC1 (a 567 loop de fase bloqueada ) é configurado como um oscilador sintonizável com uma faixa de frequência de saída de 15 a 25 kHz. Potenciômetro R22 é aplicado para adaptar a frequência de saída do oscilador.

A saída IC1 é armazenada em buffer pelo transistor Q1 e aplicada a transdutor BZ1. A frequência do som refletido é capturada pelo segundo transdutor BZ2, configurado com o estágio receptor do circuito e aplicado na base de Q2.

A saída reforçada através de Q2 é aplicada ao IC2 (que é conectado como um mixer duplo balanceado) no pino 1. Mais um sinal de som (extraído da saída de IC1) é enviado ao IC2 no pino 10.

O resistor R21 (que é um potenciômetro de 50k) é empregado como um controle de balanceamento de portadora que é ajustável para garantir que o sinal do oscilador não vaza para a saída do misturador do chip IC2 em seu pino 6.

A saída do mixer no pino 6 do IC2 é aplicada através de um filtro passa-baixa na entrada do IC3 (que é construído em torno do IC LM 386 , amplificador de potência de áudio de baixa tensão).

Um alto-falante adequado ou um par de fones de ouvido permite que você verifique a saída do IC3.

O potenciômetro R23 é empregado como um controle de volume.

Como testar e configurar

Praticamente, nada deve ser muito crítico sobre este circuito de sensor de movimento doppler. A verdade é que o circuito poderia ser construído simplesmente sobre um pedaço de veroboard.

E se você construir esta unidade sobre uma placa de circuito impresso limpa e bonita (garantindo que todos os cabos dos componentes sejam mantidos o menor possível), você pode obter rapidamente os resultados desejados.

Pode ser recomendado que você mantenha a entrada do receptor e os circuitos de saída do transmissor isolados um do outro, tanto quanto possível no layout de construção, e use soquetes para todos os ICs indicados.

Comece o teste posicionando os dois transdutores BZ1 / BZ2 (SPKR1 / SPKR2) aproximadamente a uma distância de 4 polegadas um do outro, focados na mesma direção e longe de quaisquer objetos próximos.

Ajuste os resistores variáveis ​​R21, R22 e R23 para os pontos centrais e ligue a alimentação do circuito.

Se você achar que a saída do transmissor é audível, a frequência do oscilador pode ter sido fixada em um valor muito baixo. Nesse caso, você pode fazer o ajuste fino do R22 até não poder mais ouvir a frequência.

Em seguida, ajuste R21 até obter a saída mais silenciosa no BZ1 (SPKR1).

Depois disso, tente mover sua mão para cima e para baixo na frente dos dois transdutores (SPKR1 / SPKR2), e isso deve causar um tom de baixa frequência flutuante no alto-falante (SPKR3).

Conforme você move sua mão mais rápido, você deve perceber que a frequência do som de saída fica muito mais alta. Para objetos em movimento extremamente lento, você pode querer ver o efeito em um medidor DC tipo bobina móvel conectado através da saída IC3, no pino 5.

Você pode ver a agulha do medidor flutuando para cima / para baixo na escala, em resposta ao objeto em movimento lento passando antes dos transdutores.