Détecteur de mouvement acoustique. Schéma, description

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Détecteur de mouvement acoustique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sûreté et sécurité

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Le fonctionnement de nombreux systèmes d’alarme de sécurité repose sur un principe très simple : il ne doit y avoir aucun mouvement dans la zone protégée à des heures impaires. Pour le détecter, la pièce est « remplie » de rayonnements – le plus souvent radio ou acoustiques. Après avoir été réfléchis à plusieurs reprises par les murs et les objets de la pièce, les rayons atteignent le récepteur. Tout changement de situation provoquera une modulation du signal reçu, qui sera enregistré par le capteur.

Les capteurs acoustiques (ultrasons) de ce type présentent un avantage assez important par rapport à ceux utilisant des ondes radio : ils n'émettent rien dans « l'éther » et ne nécessitent pas d'autorisation pour l'installation et le fonctionnement. Les lecteurs se voient proposer la description d'un de ces capteurs, relativement simple et suffisamment sensible pour protéger une pièce allant jusqu'à 20 m2.

Contrairement aux capteurs acoustiques, dont les descriptions ont déjà été publiées dans la revue "Radio" [1 - 3], celui proposé fonctionne selon un principe légèrement différent, protégé par un brevet [4].

Principales caractéristiques techniques

Fréquence sonore, kHz ...... 10
Puissance acoustique rayonnée, mW, pas plus......5
Tension d'alimentation (constante), V......10...16
Consommation électrique en mode veille, mW......120
Dimensions, mm......150x50x30

Le circuit de sortie est constitué de contacts de relais « secs » ; de plus, l'activation est indiquée par l'allumage de la LED.

Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. une.

Détecteur de mouvement acoustique
(cliquez pour agrandir)

Un microphone piézoélectrique VM1.1 est connecté à l'entrée de l'amplificateur aux amplificateurs opérationnels DA1.2 et DA1, et un émetteur de son piézoélectrique BF1 est connecté à la sortie. En conséquence, l'amplificateur est couvert par un retour acoustique via un volume de gaz contrôlé, grâce auquel des auto-oscillations se produisent dans le système. Leur fréquence dépend de la réponse en fréquence et de la réponse en phase des éléments (principalement le microphone et l'émetteur) ainsi que des propriétés acoustiques de la zone protégée. L'amplitude d'oscillation est maintenue constante par un système AGC composé d'un détecteur sur diodes VD2, VD3 et d'un amplificateur sur l'un des éléments du microcircuit DA2 K176LP1. Les éléments de commande AGC sont des transistors à effet de champ individuels situés dans le même microcircuit, dont les sections drain-source sont incluses dans les circuits de rétroaction locaux des cascades sur les amplificateurs opérationnels DA1.1 et DA1.2.

Si un objet (intrus) se déplace dans la zone sensible du capteur, l'atténuation et le retard des ondes acoustiques réfléchies par celui-ci changent, ce qui entraîne une modification de l'amplitude des oscillations générées par le capteur. Les circuits R7C10 et R6C1C6 définissent les caractéristiques de fréquence du circuit AGC, nécessaires au fonctionnement stable du capteur dans diverses conditions tout en surveillant efficacement les changements d'amplitude du signal.

La composante de tension alternative à la sortie de l'amplificateur AGC, provoquée par le mouvement, est introduite à l'entrée du comparateur DA1.3. Le seuil de réponse est défini en coupant la résistance R8. La LED HL1 est connectée à la sortie du comparateur via un amplificateur tampon composé de deux éléments connectés en parallèle du microcircuit DD1, qui clignote pour indiquer un mouvement dans la zone protégée.

De plus, le signal des sorties des éléments DD1.1 et DD1.2 déclenche un monostable sur les éléments DD1.3 et DD1.4 dont les impulsions ouvrent l'interrupteur sur le transistor VT2, provoquant le fonctionnement du relais K1. Le générateur mono-coup génère des impulsions uniquement si l'entrée 13 de l'élément DD1.4 est un niveau logique haut. Grâce au circuit R14C16, ce niveau ne sera atteint qu'un certain temps après la mise sous tension, ce qui donne au capteur la possibilité d'entrer en régime permanent sans générer d'alarmes.

Si les impulsions d'alarme se répètent trop souvent, le condensateur C16 se décharge à travers la résistance R16 et la diode VD5, ce qui bloque le démarrage du monovibrateur et empêche un fonctionnement inutile du relais K1. Cela permet de réaliser des économies significatives en termes de durée de vie du relais et de consommation électrique.

Le stabilisateur de tension d'alimentation est construit selon un circuit quelque peu inhabituel avec un transistor de régulation VT1 dans le circuit négatif, ce qui a permis de réduire le nombre de pièces dans l'appareil. La diode VD1 protège contre une polarité incorrecte de connexion à la source d'alimentation.

L'apparence du capteur est représentée sur la Fig. 2. Il est assemblé sur un circuit imprimé placé dans un boîtier en matériau isolant, tel que le polystyrène. Le microphone VM1 et l'émetteur BF1 sont installés sur le capot supérieur du boîtier, isolés acoustiquement du boîtier et l'un de l'autre à l'aide de rondelles en mousse de 3 mm d'épaisseur. Plus la distance entre l'émetteur et le microphone est grande, plus la sensibilité du capteur est élevée. Dans la conception de l'auteur, c'était 100 mm. Le même couvercle comporte un trou pour la LED HL1.

Détecteur de mouvement acoustique

Les mêmes transducteurs piézoélectriques VUTA-1, produits par l'entreprise Alfa-Optim (Volgograd), sont utilisés comme BF1 et VM1. Il est souhaitable de les remplacer par des capteurs à plus haute fréquence et sensibles, mais cela nécessitera quelques modifications du capteur, modifiant ainsi les caractéristiques de fréquence du circuit d'auto-génération.

Le capteur est équipé de condensateurs à oxyde K50-35, de condensateurs céramiques K10-17, de résistances MLT-0,125, de relais RES55A (passeport RS4.569.600-01). Les transistors KT361B peuvent être remplacés par des KT361G, KT361E et d'autres structures pn-p en silicium de faible puissance.

Lors du réglage de la sensibilité du capteur (avec résistance de trimmer R8), il est parfois nécessaire d'intervertir les broches 12 et 13 de l'élément DA1.3 pour obtenir le résultat souhaité.

littérature

Will W. Autoguard à ultrasons. - Radio, 1996, n° 1, p. 52-54.
Volkov A. Capteur à ultrasons pour les alarmes de sécurité. - Radio, 1996, n° 5, p. 54-56.
Koinov A. Dispositif de sécurité à ultrasons. - Radio, 1998, n° 7, p. 42.
Guskov V., Guskova M. Une méthode pour déterminer les changements d'état d'un volume rempli d'un milieu élastique et des dispositifs (options) pour sa mise en œuvre. - Brevet RF n° 2104494 MKI 6G 01D1/18, déclaré le 26 janvier 1995, publié le 10 février 1998

Auteurs : V.Guskov, V.Sviridov, Samara

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