超音波盗難警報回路

超音波盗難警報回路

超音波盗難警報回路は、侵入者の動きを検出するために超音波を送信する電子デバイスです。超音波が侵入者に当たり、反射波が回路によって拾われます。この反射波は、侵入者または潜在的な泥棒の存在について所有者に警告する大きな警報を作動させるために使用されます。



当社の超音波盗難警報回路では、汎用性の高い LM567 フェーズロック ループ IC が使用されています。

IC の主な技術仕様を以下に示します。





  • 電源電圧範囲 3.5 V ~ 8.5 V
  • 入力電圧範囲 20 mV RMS ~ VCC (+0.5)
  • 入力周波数 1 Hz ~ 500 kHz
  • 出力電流最大。 15ミリアンペア

IC の詳細については、次の投稿を参照してください。

IC LM567 データシート



当社の現在の超音波盗難警報機の設計では、IC LM567 は 2 つの機能を一緒に実装しています。

これは、ピン #3 で LM567 にリンクされた特定のトーン周波数に応答して出力をオンにするトーン デコーダー回路のように機能します。

さらに、LM567 はトーン トランスミッタとして機能し、レシーバ ステージが受信して検出することを意図した正確な周波数トーンをピン #5 から生成します。

つまり、ピン 5 は特定の周波数のトーンを生成し、この同じ周波数がピン 3 に供給されると、IC は出力ピン 8 をオンに切り替えます。ピン #3 で他の周波数が検出された場合、IC は応答せず、その出力は非アクティブのままになります。

したがって、出力がアクティブになるには、ピン #5 から生成されるように設定された周波数がピン #3 で正確に検出される必要があることを意味します。ピン 5 とピン 3 の周波数が一致しない場合、出力は決してオンになりません。

回路のセンサー段は、外付けトランジスタ数個とその他の部品だけで構築できます。回路の送信部では、ピエゾ スピーカーを使用して高周波オーディオ信号を送信します。

反射されたトーン信号は受信機のピックアップによって検出されます。 エレクトレットマイク その後、増幅のためにトランジスタ Q1 に送られます。信号は増幅された後、LM567 の入力に転送されます。

図に示されているように、ピエゾ スピーカーとマイクロフォン ユニットは 3 ~ 6 インチ離して配置され、侵入者である可能性のあるターゲットの方を向いています。

この回路は、マイクとスピーカーの前で何かが動かされるたびに、出力アラーム デバイスをオンに切り替えます。これにより、十分な信号がマイクに反射されます。回路は、数インチから 1 メートル以上離れたアイテムを検出するように構成することができます。

回路説明

上記の超音波盗難警報回路図を参照すると、次の説明で回路の動作を理解できます

C1 と R5 は、LM567 の内部発振器周波数を決定します。動作周波数範囲は、14 ~ 20 kHz であれば問題ありません。

エレクトレットマイクロホンは、周波数を高く設定しすぎると感度が低下し、動作範囲が狭くなります。継続的に放出される高周波音を聞くことが気にならない場合、回路ははるかに低い周波数で動作できます。

ピン #5 では、LM567 の内部発振器が方形波出力を生成します。 Q2 はエミッタ フォロワとして動作し、この信号を LM567 から分離してピエゾ スピーカーに供給します。

R8 はスピーカーの出力ボリュームをコントロールします。共通エミッタ増幅器トランジスタ Q1 は、反射されたトーン信号を、LM567 の入力回路が検出してラッチできるレベルまでブーストするために使用されます。

セットアップ方法

回路のセットアップと調整は簡単です。

  • 検出したいもののタイプとサイズを選択し、出力アラームが鳴り始めるまでスピーカーとマイクの真正面に置きます。
  • ここで R8 を調整して、検出範囲を微調整します。動作範囲は、主にリフレクターとして選択されたアイテムのタイプによって決まります。たとえば、平らな表面を持つオブジェクトは、円筒形の表面を持つオブジェクトよりも適切に検出されます。

この回路は、エレクトロニクス愛好家や研究者に最適です。 R5 を 20 Kohm ポテンショメータに置き換えることで、動作周波数を調整できます。 C1 の値も変更できます。いずれかのコンポーネントの値を小さくすると動作周波数が低下する可能性がありますが、値を大きくすると動作周波数が高くなります。

動作周波数の計算

前に説明したように、送信と検出の理想的な周波数は約 14 kHz です。この周波数は、C1 と R5 によって決まります。

この頻度を計算する式は次のとおりです。

fo = 1 / (1.1 × R1 × C1)

ここで、R1 はオームで、C1 はファラッドである必要があります。周波数はヘルツになります。

パーツリスト

  • 抵抗器
  • (特に指定のない限り、すべての抵抗器は 1/4 ワット、5% 単位です。)
  • R1、R2 - 2.2K
  • R3 - 1K
  • R1 - 470オーム
  • R5 - 10K
  • R6 - 100オーム
  • R7 - 22K
  • R8 - 1K ポテンショメータ
  • コンデンサ
  • C1 - 0.02 uF、セラミックディスク
  • C2、C3 - 0.01 uF、セラミックディスク
  • C4、C5 - 0.22 uF セラミックディスク
  • 半導体
  • IC1 - LM567 トーンデコーダ、集積回路
  • Q1 - 2N3904 NPN シリコン トランジスタ
  • Q2 - 2N2907 PNP シリコン トランジスタ
  • Q3 - TIP127 PNP ダーリントン トランジスタ
  • LED1 - 発光ダイオード、任意のタイプまたは色
  • その他
  • ピエゾブザー
  • エレクトレットMIC