Dokumentace k semestrální práci z předmětu Elektronické zabezpečovací systémy UZ detektor pohybu Vypracoval: Lukáš Štěpán stepal2@fel.cvut.cz LS 2007/2008
1.Úplné zadání Stručný popis fce: Základem detektoru jsou UZ vysílač UST40T a přijímač UST40R, které mají pracovní kmitočet 40kHz. Při dopadu rozdílného kmitočtu na přijímač dojde k aktivaci zvukového alarmu(generování tónu pomocí NE555). Ovládání jednopovelovým dálkovým IR ovládáním na bázi NE555, IR přijímač založen na obvodu 7490. Vstupní veličiny: napájecí napětí: napájecí proud: 12V ze síťového adaptéru a z akumulátoru do 100mA v klidu,typ. 150mA,max. 200mA Výstupní veličiny: dosah IR ovládání: alespoň 5m frekv. IR ovládání: 38kHz vybavovací vzdál.: alespoň 3m citlivost: vysoká indikace LED: zelená detektor je napájen z AKU 2x zelená detektor je napájen z adaptéru červená detektor aktivní Provedení: přístroj ve vlastní krabičce
2.Schéma zapojení Step-up měnič pro AKU IR vysílač
IR přijímač UZ vysílač
UZ přijímač
Siréna 3.Popis funkce Detektor pohybu využívá Dopplerova jevu, podle kterého mají zvukové i UZ vlny odražené od předmětů a osob v pohybu rozdílný kmitočet, než je ten, který na ně dopadá. Pracovní kmitočet detektoru je 40kHz. Přijímací část detektoru zpracovává směs vysílaného a všech odražených kmitočtů. Pokud se něco pohybuje ve směru od, nebo k detektoru, objeví se mimo základního kmitočtu 40kHz i vyšší, nebo nižší kmitočet. Po smíšení přijímaných signálů, dostaneme rozdílovou složku mezi kmitočty(např. 40000Hz a 40005Hz, rozdílová složka je 5Hz). Další zpracování signálu spočívá v odstranění kmitočtů vyšších než několik Hz, následně se pomocí komparátoru vyhodnotí tento nízký kmitočet. Napájení celého detektoru je přes stablizátor 7809. Jako vysílač je použit obvod 4047, který pracuje jako AKO, trimrem P1 nastavujeme jeho kmitočet. Přijímací část je tvořena TL064, signál je zesílen ve 3 zesilovacích stupních(invertující OZ) o cca 75dB. Za zesilovačem je diodový zdvojovač napětí. Interferenční signál následuje přes jednoduchý omezovací filtr do komparátoru, kde pomocí P2 nastavujeme jeho prahovou hodnotu. Komparátor reaguje na obě úrovně, jak kladnou tak zápornou. Následuje selektor poruch, proti náhodným sepnutím detektoru. Následuje časovací obvod sepnutí s tranzistorem, kde dobu vybavení nastavujeme pomocí trimru P3. V případě pohybu je na vstup 4 časovače přiveden kladný signál z výstupu přijímací části detektoru a obvod začne generovat zvukový tón podobný siréně, kterým je buzen reproduktorek. Detektor je spínán jednoduchým jednokanálovým IR dálkovým ovládáním, kde je vysílač tvořen časovačem NE555, který vytváří signál o kmitočtu cca 38kHz. Přijímač je tvořen obvodem 7490, který překlápí na sestupnou hranu z IR čidla TSOP1738.
4.Seznam součástek IR ovládání R1 220k R2 22k R3 47R R4 10R R5 47R C1 100p C2 2n2 C3 10M/16V C4 220M/16V IC1 ICM7555 LED1 IR 5mm Q1 BC557 S1 mikroswitch R1 R2 R3 RSC CIN COUT CT IC1 L1 D1 Zdroj 1k5 13k 180R 0R167 100u/25V 470u/25V 533p MC34063AP 30uH 1N5818 UZ detektor R1 68k P1 100k D7 1N4148 R2 470k P2 47k D8 1N4148 R3 470k P3 1M D9 1N4148 R4 100k P4 100k R5 1M5 IC1 7809 R6 47k C1 470u/35V IC2 4047N R7 1M C2 100n IC3 7809 R8 47k C3 10u/35V IC4 7490N R9 1M C4 100n IC5 ICM7555 R10 10k C5 100n IC6 ICM7555 R11 100k C6 2u2/35V U1 TL064 R12 2k2 C7 47p U2 TL064 R13 100k C8 100n R14 100k C9 2p2 Q1 BC548 R15 1M5 C10 470p Q2 BC548 R16 1M5 C11 3n3 Q3 BC548 R17 22k C12 100n Q4 BC548 R18 1M C13 100n Q5 BC558 R19 100k C14 1u/50V R20 68k C15 470u/35V X1 UST40T R21 10k C16 100n X2 UST40R R22 100k C17 100n LED2 RED R23 3k3 C18 100u/35V R24 3k3 C19 100n K1 RR1A R25 22k C20 47u/35V K2 G5L R26 470 C21 22u/35V R27 10k C22 4u7/35V IR-REC1 SFH511XB R28 27k C23 22u/35V R29 10k C24 4u7/35V R30 10R C25 4u7/35V R31 22k C26 22n R32 22k R33 10k D1 1N4148 R34 1k D2 1N4148 R35 1k D3 1N4148 R36 510R D4 1N4148 R37 120R D5 1N4148 R38 1R D6 1N4148
5.Oživení a oměření detektoru Po osazení a kontrole umístění součástek připojíme napájecí napětí.poté nastavíme sladíme IR vysílač a přijímač, dále naladíme UZ vysílač s přijímačem a nastavíme potřebnou citlivost a dobu vybavení. Podmínky měření: Vcc=12V STDBY odběr: Odběr v pohotovosti: Odběr při vybavení: Zpoždění sepnutí alarmu: Vybavení do vzdálenosti: Citlivost na pohyb: Doba vybavení alarmu: Dosah dílkového ovládání: Doba pohotovosti AKU: 55mA 90mA 180mA 10s cca 4m velmi vysoká 2-80s cca 10m cca 40h 6.Závěr Podařilo se mi sestavit detektor pohybu, který je schopen vyhodnotit i nepatrný pohyb do vzdálenosti několika metrů. Jeho předností je pohodlné zapnutí/vypnutí pomocí IR dálkového ovládání na několik metrů. Indikace stavu detektoru je pomocí 2 stavových a 1 signalizační LED. 7.Seznam použité literatury Strážnický Petr: Ultrazvukový detektor pohybu, Praktická elektronika 04/str.14, 96 Datasheets: NE555: http://www.datasheet4u.com/download.php?id=454345 4047: http://www.datasheet4u.com/download.php?id=206758 7490: http://www.datasheet4u.com/download.php?id=455499 TL064: http://www.datasheet4u.com/download.php?id=320971
8.DPS a osazení(strana součástek) UZ detektor
Zdroj IR ovládání