حاسوب صغير ذو شريحة واحدة مزود بمستشعر بالموجات فوق الصوتية

تشير الموجات فوق الصوتية إلى موجات ميكانيكية بتردد أعلى من 20 كيلو هرتز. من أجل استخدام الموجات فوق الصوتية كوسيلة للكشف، من الضروري توليد موجات فوق صوتية واستقبال موجات فوق صوتية. الجهاز الذي يؤدي هذه الوظيفة هو جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية، والذي يسمى عادة محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية أو مسبار الموجات فوق الصوتية. يحتوي محول قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية على جهاز إرسال واستقبال، ولكن يمكن أن يكون لجهاز استشعار الموجات فوق الصوتية أيضًا وظيفة مزدوجة لإرسال واستقبال الموجات الصوتية. تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية مبدأ التأثير الكهرضغطي لتحويل الطاقة الكهربائية والموجات فوق الصوتية إلى بعضها البعض، أي أنه عند نقل الموجات فوق الصوتية يتم تحويل الطاقة الكهربائية ونقل الموجات فوق الصوتية؛ ومتى يتم استقبال الأصداء، وتحويل الاهتزازات فوق الصوتية إلى إشارة كهربائية.

هذا دائرة استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية عبارة عن مستشعر يدمج الإرسال والاستقبال. يوجد داخل المستشعر لوح دائري من مادة بلاستيكية مع طبقة معدنية في الأمام ولوحة خلفية من الألومنيوم في الخلف. تشكل الورقة واللوحة الخلفية مكثفًا. عندما يتم تطبيق جهد موجة مربعة بتردد 49.4 كيلو هرتز وجهد 300 فولت تيار متردد pk-pk على الورقة، تهتز الورقة بنفس التردد لتوليد موجات فوق صوتية بتردد 49.4 كيلو هرتز. عند استقبال الصدى، تسمح دائرة الضبط فقط باستقبال الإشارات ذات الترددات التي تقترب من 49.4 كيلو هرتز، بينما يتم ترشيح الإشارات ذات الترددات الأخرى. الموجات فوق الصوتية التي ينقلها المستشعر بالموجات فوق الصوتية لها زاوية شعاع تبلغ 30 درجة.

يمكن استخدام جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية كجهاز إرسال واستقبال. يصدر المستشعر سلسلة من حزم الموجات فوق الصوتية لفترة من الوقت. لا يمكن بدء الاستقبال إلا بعد اكتمال الإرسال. زمن إرسال الشعاع هو D، والذي ينعكس من الجسم في زمن D. لا يمكن التقاط الإشارة؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لديه بعض الجمود، ولا يزال هناك اهتزاز متبقي معين بعد نهاية الإرسال. ويولد هذا الاهتزاز المتبقي أيضًا إشارة جهد عبر محول الطاقة، مما يزعج النظام لالتقاط إشارة الإرجاع. لذلك، قبل اختفاء الاهتزاز المتبقي، لا يمكن للنظام بدء استقبال الصدى. السببان يجعلان جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية يقيس نطاق قياس معين. يمكن لهذه الموجات فوق الصوتية قياس 37 سم مؤخرًا.

يستخدم هذا النظام وحدة التحكم الدقيقة لتحقيق التحكم في مستشعر سلسلة Polaroid 600 ووحدة المسافة بالموجات فوق الصوتية من سلسلة Polaroid 6500. تتحكم MCU في نقل الموجات فوق الصوتية من خلال العاكس من خلال دبوس P1.0، ثم تكتشف MCU بشكل مستمر دبوس INT0. عندما يتغير مستوى طرف INT0 من المستوى العالي إلى المستوى المنخفض، تعتبر الموجة فوق الصوتية عائدة. البيانات التي يحسبها العداد هي الوقت المنقضي بواسطة الموجات فوق الصوتية، ويمكن الحصول على المسافة بين المستشعر والعائق عن طريق التحويل. يظهر الرسم التخطيطي للأجهزة لمحول الطاقة لقياس المسافة بالموجات فوق الصوتية. أثناء التشغيل، يقوم المعالج الدقيق أولاً بتنشيط مستشعر الموجات فوق الصوتية لنقل الموجات فوق الصوتية، ويبدأ المؤقت الداخلي T0 لبدء التوقيت. نظرًا لأن جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الذي نستخدمه مدمج ومرسل، فإن جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لديه هزات ارتدادية بعد إرسال 16 نبضة. من أجل إزالة إشارة الإرسال الخاصة بمستشعر الموجات فوق الصوتية من تحديد إشارة الإرجاع، من الضروري اكتشاف إشارة الإرجاع بعد 2.38 مللي ثانية بعد بدء إشارة الإرسال. بحيث يمكن قمع التدخل الناتج. عندما تصطدم إشارة الموجات فوق الصوتية بالعائق، تعود الإشارة على الفور، ويقوم المعالج الدقيق بمسح دبوس INT0 بشكل مستمر. إذا تغيرت الإشارة التي يستقبلها INT0 من مستوى عالٍ إلى مستوى منخفض، فهذا يشير إلى عودة الإشارة ودخول المعالج الدقيق في المقاطعة. ثم يمكن تحويل البيانات الموجودة في جهاز ضبط الوقت للحصول على مستشعر الموجات فوق الصوتية والعقبات.

تصميم دائرة محول قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية، الاتجاه بالموجات فوق الصوتية قوي، واستهلاك الطاقة بطيء، والمسافة المقطوعة في الوسط بعيدة. ولذلك، غالبا ما تستخدم الموجات فوق الصوتية لقياس المسافة. على سبيل المثال، يمكن لجهاز تحديد المدى وجهاز قياس المستوى تحقيق التردد المنخفض 400 هرتز HID بواسطة الموجات فوق الصوتية. الوحدة هي حل بسيط لتصميم مصدر طاقة مصباح تفريغ الغاز. وحدة دعم مصباح HID الصابورة الإلكترونية الموفرة للطاقة لم تعد مرهقة. بدعمكم، سيتم تزويدكم بالمزيد من المنتجات النهائية لكم.