Schema electronique de conception ultrason

Ce projet a débuté après que j'ai regardé le module de Polaroid Allant à ultrasons. Il dispose d'un certain nombre d'inconvénients pour une utilisation dans de petits robots etc

1. La portée maximale de 10,7 mètres est beaucoup plus que ce qui est normalement requis, et en conséquence
2. La consommation de courant, à 2,5 ampères pendant la salve sonore est vraiment horrible.
3. Le courant 150mA au repos est aussi beaucoup trop élevé.
4. La distance minimale de 26cm est inutile. 1 à 2 cm est plus comme elle.
5. Le module est assez grand pour tenir dans les petits systèmes, et
6. C'est cher.

Ici dans le Royaume-Uni de Maplin Electronics, le module de GB38.00 coûts et le transducteur coûte GB17.00 supplémentaires. En toute équité, le module de Polaroid fait le travail qu'il était censé faire, ce qui nécessite de la gamme, mais ce travail n'est pas de fournir les yeux d'un petit robot.
 
Voici le schéma, vous pouvez télécharger une meilleure qualité de pdf (161K) Version srf1.pdf
 

Le circuit est conçu pour être à faible coût. Il utilise un PIC12C508 pour remplir les fonctions de contrôle et standard 40kHz transducteurs piézoélectriques. L'entraînement à la sonde émettrice pourrait être plus simple conduit directement à partir du PIC. Le lecteur 5v peut donner une portée utile pour les gros objets, mais peut être problématique de détecter des objets plus petits. Le transducteur peut gérer 20v de voiture, j'ai donc décidé de se rapprocher de ce niveau. Un IC MAX232, habituellement utilisé pour les communications RS232 rend et le pilote idéal, fournissant environ 16v de voiture.
Le récepteur est un classique à deux étapes du circuit ampli-op. Le condensateur d'entrée C8 bloque certains DC résiduelle qui semble toujours être présent. Chaque étage de gain est fixé à 24 pour un gain total de 576-ish. Ce chiffre est proche du gain maximum de 25 disponible en utilisant le LM1458. Le produit de la bande passante de gain pour les LM1458 est 1Mhz. Le gain maximal à 40 kHz est 1000000/40000 = 25. La sortie de l'amplificateur est alimenté dans un comparateur LM311. Une petite quantité de commentaires positifs fournit quelques hystérésis pour donner une sortie propre stable.
Le problème de l'obtention fonctionnement jusqu'à 1 à 2 cm, c'est que le récepteur va ramasser couplage direct de l'émetteur, ce qui est juste à côté. Pour empirer les choses le transducteur piézoélectrique est un objet mécanique qui maintient résonne quelque temps après l'entraînement a été supprimée. Jusqu'à 1mS selon le moment où vous décidez qu'il est arrêté. Il est beaucoup plus difficile de faire la différence entre cette sonnerie directes couplées et un écho de retour, ce qui explique pourquoi de nombreux modèles, y compris le module de Polaroid, tout simplement vides à cette période. En regardant l'écho de retour sur un oscilloscope montre qu'il est beaucoup plus important dans l'ampleur de près à celle du signal à couplage croisé. J'ai donc ajuster le seuil de détection pendant ce temps de sorte que seul l'écho est détectable. Le condensateur C10 100N est chargée à environ-6v pendant la salve. Cette décharge très rapidement grâce à la résistance de 10k R6 à restaurer la sensibilité des plus lointain écho.
Une tension négative commodes pour le ampli-op et le comparateur est généré par le MAX232. Malheureusement, cela génère aussi un peu de bruit haute fréquence. J'ai donc l'éteindre tout en écoutant l'écho. Le condensateur 10uF C9 détient le rail négatif juste assez longtemps pour ce faire.
En fonctionnement, le processeur attend une impulsion de déclenchement bas actif à venir po Il génère ensuite seulement huit cycles de 40kHz. La ligne de l'écho est alors soulevée pour indiquer le processeur hôte pour lancer le chronomètre. Le relèvement de la ligne echo s'arrête également sur le MAX232. Après un certain temps - pas plus de 10 12ms normalement, l'écho de retour sera détecté et le PIC sera inférieure de la ligne d'écho. La largeur de cette impulsion représente le temps de vol de l'éclatement de Sonic. Si aucun écho est détecté, il sera automatiquement interrompue après environ 30ms (Ses deux fois la période de WDT du PIC). Parce que le MAX232 est arrêté lors d'une détection d'écho, vous devez attendre au moins 10 ms entre les cycles de mesure pour les + / - 10V pour recharger.
Performance de cette conception est, je pense, assez bonne. Il va mesurer de manière fiable jusqu'à 3cm et continuera détecter jusqu'à 1 cm ou moins, mais au bout de 2-3cm de largeur d'impulsion ne peut pas faire plus petit.
Portée maximale est un peu plus de 3m. Comme exemple et de la sensibilité de cette conception, il permet de détecter une 1inch plastique épais manche à balai à 2.4m.
La consommation moyenne actuelle est raisonnable à moins de 50mA et typiquement environ 30mA.
Téléchargez le code source et d'un prêt assemblé fichier hexadécimal .
Vous pouvez également acheter un petit prêt assemblé, le module à faible coût basé sur le dessin ci-dessus.
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Gerald Coe.