Šajā ziņojumā ir apspriesti 6 ļoti noderīgi, bet vienkārši ultraskaņas raidītāja un uztvērēja ķēdes projekti, kurus var izmantot daudzām izšķirošām lietojumprogrammām, piemēram, ultraskaņas tālvadība , ielaušanās signalizācijas, elektroniskās durvju slēdzenes un ultraskaņas diapazona frekvenču klausīšanai, kuras parasti nav dzirdamas cilvēka ausīm.
Ievads
Daudzi komerciālie ultraskaņas sīkrīki darbojas ar iepriekš noteiktu frekvenci un izmanto pārveidotājus, kas tiek veikti, lai sasniegtu maksimālo vai rezonējošo frekvenci. Lielākā daļa šādu pārveidotāju ierobežotais joslas platums un cena izraisa to, ka tie kļūst neatbilstoši hobija un DIY ieviešanai.
Bet patiesībā tas nav jautājums, jo praktiski jebkurš pjezo skaļrunis abiem var izmantot kā ultraskaņas devēju gan raidītāja izejas ierīces veidā, gan arī kā uztvērēja sensoru.
Lai gan pjezo skaļruņu efektivitāti nevar salīdzināt ar specializēta, rūpnieciska pārveidotāja efektivitāti, tie kā hobijs un jautrs projekts var darboties nevainojami. Ierīce, kuru izmantojām ar zemāk izskaidrotajām shēmām, bija 33/4 collu pjezo tweeter, kas ir pieejama lielākajā daļā tiešsaistes veikalu.
1) Vienkāršākais ultraskaņas ģenerators
1. attēls. Šī vienkāršā ultraskaņas
ģeneratoru var izgatavot bez lielām grūtībām
un ļoti ātri.
Mūsu pirmā ķēde, kas parādīta iepriekšējā attēlā, ir ultraskaņas ģenerators, kas izmanto labi zināmo 555 IC taimeris regulējamas frekvences astable multivibratora ķēdē. Konstrukcija izdod kvadrātveida viļņu signālu, kas darbojas ar R2, lai noregulētu ap frekvenču diapazonu no 12 kHz līdz virs 50 kHz.
Šo frekvenču diapazonu var viegli pielāgot, mainot kondensatora C1 vērtību, izmantojot zemāku vērtību, diapazons kļūs lielāks, savukārt lielāka vērtība padarīs diapazonu daudz mazāku.
2) Ultraskaņas ģenerators ar fiksētu 50% darba ciklu
Nākamais ultraskaņas ģenerators, kas parādīts iepriekš redzamajā 2. attēlā, izmanto 6 atsevišķa 4049 CMOS invertējošā bufera IC bufera vārtus.
Pāris buferi, U1a un U1b, ir redzami piesaistīti mainīgas frekvences robežās astable-oscilators ķēde ar 50% darba ciklu, kvadrātveida viļņu izeja.
Pārējie 4 buferi, kas visi ir savienoti paralēli, lai uzlabotu izvadi virs pievienotā pjezo elementa. Šī daudz labākā ultraskaņas ģeneratora frekvenču diapazons ir aptuveni līdzīgs iepriekšējai IC 555 versijai. Tomēr šī dizaina galvenā priekšrocība ir precīzs 50% darba cikls visā frekvenču diapazonā.
Tas nozīmē, ka frekvences diapazonu var palielināt, samazinot kondensatora C1 vērtību, un frekvenci var samazināt, izmantojot augstākas C1 vērtības. 100k potenciometrs kopā ar rezistoru R3 nosaka izejas frekvenci.
3) PLL ultraskaņas ģenerators
Precīza un jaudīga ultraskaņas ģeneratora shēma, izmantojot PLL LM567 IC un push pull izejas pjezo draiveri
The LM567 fāzes bloķētas cilpas (PLL) IC tiek izmantots ultraskaņas frekvences ģenerēšanai mūsu 3. koncepcijā, kā pierādīts iepriekš 3. attēlā. Šī shēma nodrošina vairākas funkcijas labāk nekā iepriekšējie divi ultraskaņas jēdzieni.
Pirmkārt, IC 567 iebūvētais oscilators ir izstrādāts darbam neticami lielā frekvenču spektrā, zem 1 Hz un pat 500 kHz. Ģeneratora izejas viļņu formai 5. tapā ir izcila simetrija visā darbības diapazonā.
Ģenerators papildus palielina jaudu, salīdzinot ar citām divām ķēdēm, tāpēc, ka izeja tiek cieši saskaņota ar pjezo tweeter (SPKR1) pretestību.
Ķēdes izvadi varēja pielāgot aptuveni no 10 kHz līdz vairāk nekā 100 kHz strādājot ar potenciometru R5. Tranzistors Q1 ir savienots kā kopēja kolektora shēma, lai 567 izvadi noturētu no attāluma, kā arī darbinātu izejas-pastiprinātāja ķēdi, kas izveidota, izmantojot tranzistorus Q2 un Q3. Kontūru varēja mainīt par ultraskaņas cw raidītāju, pārtraucot IC 7. kontakta savienojumu un virknē ievietojot slēdža atslēgu.
Tādā gadījumā jums būs nepieciešama kāda veida ultraskaņas uztvērējs, lai dzirdētu signālus, un tieši to mēs apspriedīsim savā nākamajā ķēdē.
4) Ultraskaņas uztvērēju shēmas
Šo noskaņojamo ultraskaņas uztvērēju IC 567 var savienot pārī ar
labākos rezultātus paskaidroja ultraskaņas raidītājs LM 567.
Ultraskaņas uztvērēja ķēde, izmantojot 567 PLL IC, kurai ir frekvences noregulēšanas spēja, parādīta iepriekšējā diagrammā. IC noregulējamā oscilatora shēma ir identiska agrākajai ģeneratora ķēdei, un tā darbojas tieši ar tādu pašu frekvenču diapazonu. Pie IC 8. detektora tapas ir novietots gaismas diode, kas ātri norāda uz konstatētajiem signāliem.
Tranzistors Q1 ir novietots, lai pastiprinātu pjezo ierīces noteiktos minūšu ultraskaņas signālus un pārsūtītu tos uz PLL.
Kā pārbaudīt
Lai pārbaudītu ultraskaņas darbību, ieslēdziet IC 567 ultraskaņas ģeneratora ķēdi un pārvietojiet raidītāju pjezo visā apgabalā. Sākot ar minimālo iestatījumu, precīzi noregulējiet R5, līdz vairs nevarat neko klausīties no skaļruņa. Tam vajadzētu noteikt ķēdes izejas frekvenci aptuveni līdz 16 un 20 kHz atkarībā no auss jutības pret augstfrekvenci.
Tagad ieslēdziet ultraskaņas uztvērēja ķēdi un novietojiet tā pjezo pārveidotāju aptuveni 12 collu attālumā no ģeneratora skaļruņa, lai gan tas ir paredzēts tieši tajā pašā virzienā. Pielāgojiet uztvērēju caur R5, sākot no minimālā frekvences punkta (kas atbilst katla maksimālajam pretestības diapazonam), un pamazām maksimāli palieliniet frekvenci, līdz redzat, ka uztvērēja gaismas diode tikai iedegas.
Ja redzat, ka uztvērējs nereaģē uz raidītāja izejas signāliem, mēģiniet precīzi novirzīt uztvērēja pjezo ģeneratora skaļrunim un turpiniet to neatlaidīgi darīt. Tiklīdz uztvērējs uztver signālu un iedegas gaismas diode, pārvietojiet divus Tx / Rx pjezo vismaz par desmit pēdām un sāciet vēlreiz precīzi noregulēt.
Kad esat pārliecinājies, ka viss darbojas apmierinoši, varat izmantot raidītāja pievienoto telegrāfa taustiņu (pēc izvēles pie pin7) un pārbaudīt uztvērēja LED reakciju.
Gaismas diodei uz to jāatbild, mirgot punktu un domuzīmju stilā, kā jūs pieskarties, izmantojot telegrāfa taustiņu. Papildu šī ultraskaņas ģeneratora / uztvērēja komplekta pielietojums var būt vienkārša uzlaušanas trauksmes sensora veidā.
Piestipriniet 5 V releju uztvērēja LM567 8. kontaktā un akumulatora pozitīvajā polā. Sakārtojiet Tx un Rx pjezo ierīces aptuveni vienu pēdu attālumā un fokusētas tajā pašā ceļā, bet netālu no tuvumā esoša priekšmeta.
Ja persona dodas skaļruņu pāra tiešā tuvumā un priekšpusē, ultraskaņas frekvence tiks atspoguļota atpakaļ, izraisot uztvērēja releja ieslēgšanos. Releja izejas kontaktus var izmantot, lai ieslēgtu trauksmes signālu vai sirēnas ierīci.
5) ļoti jutīga ultraskaņas uztvērēja ķēde
Pēdējais ultraskaņas uztvērēja ķēdes dizains faktiski ir ārkārtīgi jutīgs ultraskaņas uztvērējs, kas var viegli uztvert gandrīz visu ultraskaņas frekvenču diapazonā. Jūs, iespējams, varat klausīties kukaiņus, sikspārņu sakarus, dzinējus utt. Ideju varētu izmantot arī kopā ar iepriekš paskaidrotajiem ultraskaņas ģeneratoriem augstas kvalitātes ultraskaņas sistēmu izstrādei.
Dizains darbojas pēc tiešas pārveidošanas principa. Tranzistori Q1 un Q2 pastiprina pjezo skaļruņa noteiktos ultraskaņas signālus. Pēc tam Q2 kolektora izvadi izmanto, lai vadītu JFET (Q3) ieeju, ko var redzēt savienotu kā produkta detektora shēmu.
Šīs koncepcijas PLL (U1) posms tiek izmantots kā noskaņojams heterodīna oscilators, kas papildus baro JFET detektora ķēdes ieeju. Ienākošais ultraskaņas signāls apvienojas ar heterodīna-oscilatora frekvenci, radot summas un starpības frekvenci.
Augstfrekvences elements tiek filtrēts caur C3, R8 un C6 komponentu tīklu. Atlikušo zemfrekvences izeju drīkst ievadīt LM386 audio pastiprinātāja ieejā. Ķēdes audio izejai varētu pievienot skaļruni vai austiņas.
6) Vēl viena ultraskaņas uztvērēja shēma, lai klausītos skaņas, kas pārsniedz 20 kHz diapazonu
Mūsu auss frekvences noteikšanas diapazons gandrīz nepārsniedz 13 kHz frekvenci. Ultraskaņas detektora funkcija ir pārvarēt šo ierobežojumu, pārslēdzot augstfrekvences trokšņu biežumu, piemēram, suņu svilpes, tikko dzirdamas gāzes noplūdes, sikspārņu pīkstēšanu un vairākas mākslīgas ultraskaņas skaņas, piemēram, viegli piesitot avīzei.
Ieejas pārveidotāja noteiktā “ultraskaņa” tiek pastiprināta un tiek padota produkta detektoram. Ir iekļauts pārsteidzošs multivibrators, jo BFO stabilitātei var nebūt lielas nozīmes. Papildus vajadzīgajam signāla diferenciālim ķēde papildus pati ģenerē BFO signālu, kā arī summēšanas frekvenci, kas pēc tam tiek pārtraukta zemfrekvences filtrā, kas fiksēts pie 4 kHz.
Šeit iegūtais signāls atkal tiek pastiprināts, lai darbotos ar austiņu komplektu. Ķēde darbojas ar aptuveni 8 miliampiem, tāpēc to var viegli darbināt no 9 V sausa akumulatora.
Pāri: Regulējama komutācijas barošanas ķēde - 50 V, 2,5 ampēri Nākamais: Sejas maska ar UVC dezinficētu svaigu gaisu
