Feidhmiú microcomputer sliseanna aonair sa trasduchtóir ceirmeach piezoelectric

Is féidir le criadóireacht piezoelectric éifeachtaí leictreastatacha a tháirgeadh faoi ghníomh an réimse leictrigh ailtéarnaigh. Is féidir le trasduchtóirí ultrasonaic ceirmeacha piezoelectric creathadh a ghiniúint faoi ghníomh an réimse leictrigh ailtéarnaigh, agus féadann siad tonnta ultrasonaic láidre a ghiniúint le linn athshondais. Ós rud é gur feistí capacitive iad criadóireacht piezoelectric i gciorcaid bheathú trasduchtóir ultrasonaic ceirmeach piezoelectric, is minic a úsáidtear ionduchtóirí agus criadóireacht piezoelectric chun ciorcad athshondach LC a fhoirmiú. I gcás ciorcaid bheathú athshondach LC den sórt sin, baineann an minicíocht athshondach le ciorcaid piezoelectric. Cinntear luach toilleas coibhéiseach na ceirmeach, an luach ionduchtais, fachtóir aimplithe an trasraitheora, pointe oibriúcháin an chuaird amplifier, an comhéifeacht aiseolais, agus an teocht oibriúcháin. Ós rud é go bhfuil scaipeadh mór ag an trasducer ceirmeach piezoelectric le minicíocht athshondach ainmniúil de 28 kHz, tá a minicíocht athshondach go ginearálta sa raon 26-32 kHz, agus tá leath-leithead an fhoirmithe i gcoitinne níos lú ná 200 Hz. Dá bhrí sin, úsáidtear an ciorcad athshondach LC mar an tonn ultrasonaic ceirmeach piezoelectric. Tá na fadhbanna seo a leanas sa fáinne trasducer piezoelectric : Ar dtús, tá an coigeartú ciorcad deacair. 

Is gá iolrachas na bparaiméadar a choigeartú chun go n-oibreoidh an trasducer ag an bpointe athshondais, mar shampla an pointe oibre agus an comhéifeacht aiseolais a choigeartú. Sa dara háit, tá tréithe an chomhpháirt ard, mar shampla an trasraitheoir. Ní mór an formhéadú a scagadh, agus níor cheart go mbeadh an earráid luacha ionduchtaithe meaitseála ró-mhór; is é an tríú ná go bhfuil an oibríocht éagobhsaí, cuirfidh an t-athrú ar an teocht chomhthimpeallach faoi deara go n-imeoidh an minicíocht athshondais ón bpointe athshondais, agus go n-athróidh caitheamh an trasducer a mais, ionas go n-athróidh minicíocht athshondas; Tá na fadhbanna seo mar thoradh ar phróisis táirgthe casta de thrasduchtóirí ultrasonaic ceirmeacha piezoelectric, nach gcuidíonn le táirgeadh mais. Is féidir le húsáid na teicneolaíochta rialaithe aon-sliseanna na fadhbanna seo a réiteach go héasca. Úsáidtear an microcontroller PIC16C712, teicneolaíocht PWM agus teicneolaíocht chomhshó minicíochta chun ciorcad beathaithe trasducer ultrasonaic ceirmeach piezoelectric a dhearadh. Oibríonn an scéim go maith i dtáirgeadh iarbhír.

Is microcomputer aon-sliseanna ardfheidhmíochta 8-giotán é PIC16C712 a tháirgtear ag cuideachta MICROCHIP sna Stáit Aontaithe. Ritheann sé go tapa. Nuair a bhíonn an minicíocht ascalaithe 20MHz, is é 200ns timthriall meaisín amháin. Tá ceithre thiontairí A/D 8-giotán ar an tslis, ionchur gabhála amháin/comparáid aschuir/aschur modhnaithe leithead bíge PWM (ie modúl CCP). a thaispeánann ciorcad beathaithe an trasducer ultrasonaic fáinne ceirmeach piezo arna rialú ag an microcomputer aon-sliseanna. Socraítear modúl CCP an microcomputer aon-sliseanna PIC16C712 go dtí an modh aschuir PWM. Mar fhoinse comhartha ascalaithe an trasducer, téann an comhartha aschuir trí fheadán cumhachta TIP122 Darlington. tá aschur T1 claochladán ard-minicíochta agus voltas ard-minicíochta luchtaithe ar an trasducer ultrasonaic ceirmeach piezoelectric, ionas go dtáirgeann an trasducer ascalaithe, más é minicíocht aschuir an chomhartha PWM an minicíocht athshondais trasducer ultrasonaic ceirmeach piezoelectric, ansin is é an sruth príomhúil an claochladán minicíochta is mó. Is é friotaíocht an fhriotóra aiseolais samplála Rf ná 0.05 ohm, agus déantar an sruth atá ag sreabhadh tríd an mbunscoil den chlaochladán ard-minicíochta T1 a thiontú ina chomhartha voltais (is é an corna príomhúil sruth oibriúcháin an claochladáin ard-minicíochta ná 0.5A go 2.0A, agus déantar an oibríocht dhifreálach. Tá an t-aimplitheoir IC2 amplified, agus tá an raon scagtha de .0V go .7V sa raon voltas. 

Úsáidtear an comhartha seo mar chomhartha aiseolais VR agus tá sé ionchurtha ag bioráin RA2 an PIC16C712 (is é an bioráin seo an t-ionchur analógach AN2). Is éard atá anseo ná córas rialaithe lúb gar. Nuair a bhíonn modúl CCP an PIC16C712 ag feidhmiú i mód PWM, tá ceithre chlár feidhm speisialta ag an PIC16C712 TMR2, PR2, CCPR1L, agus CCP1CON chun tréimhse agus leithead cuisle an chuisle aschuir PWM a rialú. Is é an fhoirmle seo a leanas a chinneann tréimhse an chomhartha buille aschuir PWM: Tréimhse comhartha PWM = [(PR2) + 1] × 4 × TOSC × (minicíocht réamhroinnte TMR2). Ina measc, is féidir 4 × TOSC = 200ns, TMR2 minicíocht réamhroinnte a shocrú go 1:1. Trí luach an chláir PR2 a athrú, is féidir an tréimhse ascalaithe de chomhartha aschuir PWM a athrú, agus athrófar an minicíocht comhartha freisin. D'fhonn minicíocht an chomhartha PWM a chumasú minicíocht athshondach an ábhar ceirmeach piezo , is féidir na nithe seo a leanas a úsáid. Modh scuabtha minicíochta chun an pointe minicíochta athshondais a chinneadh.