Оглавление
Предлагаем ещё одну полезную в хозяйстве схему — автоматическое ультразвуковое охранное устройство для двора, которое может не допускать проникновения вредителей (зловредных животных) на участок. Данное устройство управлятся датчиком движения. Его встроенный пассивный инфракрасный детектор излучает высокочастотные звуковые волны (бесшумные для людей), когда вредители проникают в зону его действия.
Конструкция состоит из трех ключевых элементов, а именно: пассивного инфракрасного датчика движения (PIR), генератора ультразвуковых сигналов и модуля импульсного источника питания. Давайте изучим их подробнее, прежде чем увидеть полную принципиальную схему.
Пассивный инфракрасный датчик движения
MH-SR02 — это миниатюрный пироэлектрический модуль инфракрасного датчика движения человеческого тела, идеально подходящий для обнаружения движений на расстоянии до 3,5 метров.
Время выхода высокого уровня (H/3,3 В) этого модуля регулируется от 2,5 секунды до 1 часа, но 2,5 секунды — это продолжительность, установленная по умолчанию в заводской настройке. Диапазон напряжения питания модуля составляет от 3,3 В до 15 В. Дополнительно в модуле предусмотрена возможность добавления фотодатчика для контроля уровня внешней освещенности (после установки фотодатчика он не работает днем, а только ночью, если животные ночные).
Длину выходного сигнала и уровень чувствительности обнаружения сенсорного модуля можно изменить, заменив всего два резистора микросхемы.
Ультразвуковой динамик
Разумным выбором на данный момент является ультразвуковой динамик MANORSHI MA4120. Но здесь конечно подойдут и другие водонепроницаемые (лавсановые) ультразвуковые динамики (или ультразвуковые пьезопреобразователи) с рабочей частотой 25 ±5 кГц.
Модуль импульсного источника питания
Импульсный источник питания позволяет схеме работать от источника переменного тока (100–240 В). В качестве БП здесь выбран модуль HLK-2M09 9VDC/2W SMPS.
Если нет возможности запустить схему от сети, в качестве альтернативного источника питания можно использовать обычную аккумуляторную батарею.
Принципиальная электрическая схема
Ниже представлена принципиальная схема автоматического ультразвукового ограждения двора.
Микросхема таймера NE555 (IC1) подключена как автономный генератор для управления ультразвуковым динамиком (SP1). Высота звука УЗ динамика задается резистором R2 и конденсатором С4, подключенными к контактам 2 и 6 микросхемы IC1.
Питание схемы может осуществляться от модуля SMPS 9 В или батареи. Ультразвуковой динамик не звучит в режиме ожидания, поскольку вход сброса (Pin4) микросхемы IC1 удерживается на низком уровне резистором R3. Низкое напряжение (менее 0,7 В), подаваемое на контакт сброса, приводит к переходу в низкий уровень выходного сигнала (0 В).
Если PIR-датчик обнаруживает движение, наличие выходного сигнала 3,3 В от него через диод 1N4148 (D1) приводит к «сбросу» состояния микросхемы NE555 для запуска ультразвукового генератора. Резистор сопротивлением 100 Ом (R4) добавлен последовательно с SP1 для защиты IC1 (чтобы уменьшить потенциальную нагрузку на его выходе).
Дополнительный индикатор состояния LED1 подключен к выходу с открытым коллектором (контакт 7) микросхемы IC1. Он ярко светится на холостом ходу, но тускнеет, когда система активна.
Вначале сборку по традиции выполняем на макетной плате и тестируем. Устройство легко помещается в водонепроницаемую пластиковую коробку среднего размера. Оставляем это на ваше усмотрение.
Датчик движения PIR очень чувствителен, обратите внимание на его ориентацию, старайтесь избегать прямого воздействия солнечных лучей и других источников тепла.
Чтобы максимизировать выходную мощность, можете использовать соответствующий H-мост для управления ультразвуковым динамиком после модификации схемы генератора.
Также можно попробовать использовать сразу 4 ультразвуковых динамика, расположенных под углом 90° друг к другу, для охвата двора на 360°. Не лишним будет ввести модуляцию сигнала, но это уже тема для другого материала…
