Plan de producción de teleón de rango ultrasónico.

El telémetro ultrasónico adopta el circuito NE555, el circuito de amplificador de dos etapas y el circuito de comparación de niveles para realizar la transmisión y la recepción de ondas ultrasónicas. El comparador es la unidad central de la máquina de rango, que realiza el control del circuito de transmisión y el procesamiento de los datos recibidos. Este sistema tiene un fuerte valor práctico y buenas perspectivas de mercado.

一 el plan general

1.1 alternativas

Solución 1: Gama Ultrasonic está utilizando módulos discretos

El sistema incluye cinco partes: módulo de medición de distancia ultrasónica, módulo de pantalla digital LED, módulo de control de módulos de accionamiento y fuente de alimentación.

El sensor de módulo de rango ultrasónico se compone principalmente de parte de transmisión y parte de recepción. La transmisión del pequeño transductor ultrasónico está controlado por el controlador principal (como se muestra en la Figura 1); El transductor ultrasónico resuena a una frecuencia de 40 kHz, y el módulo tiene un circuito generador de onda cuadrada de 40 kHz.

El módulo de pantalla es un segmento digital de 8 dígitos LCD; La pantalla de resultados de la medición utiliza un código de campo de tres dígitos, el formato es X Points XX Medidores, y se utiliza un código de segmento de dos dígitos para mostrar el número de datos.

La fuente de alimentación adopta una entrada de potencia de 9V DC. Después del tubo del regulador de voltaje, se utilizan fuentes de alimentación de 5V y 3.3V para varias partes del sistema.

Figura 1 La estructura del sensor de rango ultrasónico.

Esquema 2: Medidor de distancia ultrasónico basado en el microcontrolador PIC16F876A.

El telémetro ultrasónico se basa principalmente en la única PIC16F876A chip de microordenador. Su transmisor utiliza la resonancia del cristal piezoeléctrico para conducir el aire que rodea a vibrar al trabajo. El emisor de ultrasonidos emite ondas ultrasónicas en una dirección determinada, y empieza a contar al mismo tiempo que las ondas ultrasónicas se encuentran en el aire. Propagación, devolverá inmediatamente cuando encuentra un obstáculo en el camino, y el receptor de ultrasonidos se detendrá la sincronización cuando recibe la onda reflejada. En circunstancias normales, la velocidad de propagación de ondas ultrasónicas en el aire es 340m / s. Según el tiempo t registrado por el contador de tiempo, las distancias entre el punto de lanzamiento y el obstáculo se pueden calcular, es decir, S = 340 y horas; t / 2, que es el método de diferencia de tiempo de uso general para la medición de distancia.

En el diseño del circuito contador que van, se adoptó el método de conteo correspondiente. El principio fundamental de sensor transductor ultrasónico es el sistema de microordenador de un solo chip proporciona primero señales de impulso al circuito transmisor durante la medición, y el contador de un solo chip está en el estado de espera y no cuenta; cuando la señal se transmite durante un período de tiempo, el microordenador de un solo chip envía la señal hace que el sistema se apague la señal de transmisión, y el contador comienza a contar para lograr la sincronización en el inicio; cuando el último pulso de la señal recibida llega, el contador se detiene el recuento.

El sistema de telémetro de ultrasonidos bidireccional se compone principalmente de varias partes (como se muestra en la Figura 2): módulo de pantalla LED, viruta PIC16F876A, módulo transmisor ultrasónico, módulo receptor ultrasónico, módulo de potencia y otros cinco módulos.

diagrama de bloques Figura 2 En general del diseño del sistema

1.2 selección del esquema

Dado que el diseño de este transductor de aire ultrasónico es un diseño de circuito analógico digital, y considerando que la programación de MCU no es familiar para los miembros del equipo, la depuración se encontrará con mayores dificultades. Los circuitos de Esquema 1 se construyen para los conocimientos aprendidos, y los principios son relativamente familiares, por lo que se adopta el esquema 1 con circuitos de hardware más complicados.

二 Diseño e implementación

El buscador de rango ultrasónico se basa en las características de las ondas ultrasónicas reflejadas cuando se encuentran con obstáculos. El transmisor ultrasónico emite ondas ultrasónicas en una determinada dirección, y comienza a momento al mismo tiempo que la transmisión. Las ondas ultrasónicas se propagan en el aire y regresan inmediatamente al encontrar obstáculos en el camino. El receptor ultrasónico interrumpe inmediatamente y detiene el tiempo cuando se reciben las ondas reflejadas. Al detectar continuamente los ecos reflejados por los obstáculos encontrados después de que se emita la onda generada, la diferencia horaria T entre la onda ultrasónica transmitida y el eco recibido se mide, y luego se obtiene la distancia L. La fórmula de rango básico es: L = (△ T / 2) * C

donde l es la distancia a medir

T - el intervalo de tiempo entre la onda transmitida y la onda reflejada

C - La velocidad de sonido de ultrasonido en el aire, que es de 340 m / s a ​​temperatura ambiente.

Después de determinar la velocidad del sonido, se puede obtener siempre que se mida el tiempo de ultrasonido de ultrasonidos.

2.1 Principio de rango ultrasónico

2.1.1 Pieza de lanzamiento

Figura 3 El diagrama de estructura de emisión ultrasónica se compone de dos circuitos integrados 555. IC1 (555) Constituye el generador de señales de pulso ultrasónico, la fórmula de cálculo del ciclo de trabajo es la siguiente, habrá algunas diferencias en el circuito real debido a errores, como los componentes.

Condiciones: RA = 9,1MΩ, RB = 150KΩ, C = 0.01μF

Tl = 0.69 x rb x c = 0.69 x 150 x 103 x 0.01 x 10-6 = 1 msec

Th = 0.69 x (ra + rb) x c = 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6 = 64 MSEC

IC2 constituye un generador de señal ultrasónico portador. Controlado por la salida de la señal de pulso por IC1, sale de un pulso de 1 ms con una frecuencia de 40 kHz, un ciclo de trabajo del 50% y una parada durante 64ms. Calculado de la siguiente manera:

Condiciones: RA = 1.5KΩ, RB = 15KΩ, C = 1000PF

Tl = 0.69 x rb x c = 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12 = 10μSEC

Th = 0.69 x (ra + rb) x c = 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12 = 11μSec

F = 1 / (TL + TH) = 1 / ((10.35 + 11.39) x 10-6) = 46.0 kHz

IC3 (CD4069) compone el circuito de accionamiento de la cabeza de transmisión ultrasónica.