オペアンプを使用したシンプルな超音波センサー警報回路

この記事では、20 kHz以上の範囲で、通常の人間の聴取能力をはるかに超える音圧を検出するように適切に設定できる、単純な超音波センサーアラーム回路について説明します。

超音波の概念

超音波または超音波音波は、コウモリ、イルカ、および同様の他の生き物などのいくつかの動物種によって、人間がこの惑星に存在する前でさえ、おそらく発明されました。これらは基本的に、これらの動物の潜在的な獲物である可能性のある遠くの物体を見つけるために使用されます。

信号は、これらの動物に存在する特殊な器官を振動させることによって放出され、前の潜在的な獲物から反射されます。したがって、生き物は反射波を通して正確な位置を判断することによって獲物を見つけることができ、それらを追い詰めることができます。

人間は超音波をかなり遅く発見する可能性がありますが、それでもここでは、通常の人間の耳には聞こえないこれらの高周波信号を検出するために、簡単な超音波検出器を作成して使用する方法を研究します。

回路図

上の図は、単純なIC741ベースの超音波センサーアラーム回路を示しています。

ここで使用している検出装置は、通常のエレクトレットコンデンサーマイクです。マイク入力はICピン＃2の反転入力に供給されます。

使い方

ICのピン＃3は、ICのピン＃2に対して適切に選択された基準電圧に適切にクランプされます。

フィードバックリンクは、ICの出力と反転入力の両端にある1Mプリセットを介して確認することもできます。このフィードバックリンクにより、ICは高感度の反転増幅器のように機能します。

したがって、MICは、テレビやDVDプレーヤーなどの電子機器の電源を入れたときや、近くの携帯電話の通話を感知したときなど、関連するソースから自然に放出される可能性のある超音波パルスを検出するように設定されます。車のイグニッションは、アラームで回路をトリガーすることもできます。

回路の検出ゲインまたは感度範囲は、表示されている1Mプリセットを調整することで設定できます。

超音波範囲の高周波音がマイクによって感知されると、ICのピン＃6で高ロジックパルスが生成され、適切な寸法になり、470nFの直列カップリングコンデンサと直列の出力構成によって整流されます。関連するダイオード、抵抗、コンデンサフィルターの設計。

ハイロジックは、MCU回路への入力として、または単にリレードライバステージを駆動するために使用できます。