Obwód urządzenia do pomiaru odległości z czujnikiem ultradźwiękowym

 

Cechą charakterystyczną tego systemu jest wykorzystanie jednoukładowego mikrokomputera do sterowania transmisją fal ultradźwiękowych i synchronizacją czasu podróży w obie strony od transmisji fal ultradźwiękowych do odbiornika. Wśród nich narysowany jest tylko schemat okablowania przedniego obwodu odległościowego. Obwody lewy i prawy są takie same jak przedni obwód zmiany biegów, dlatego są pomijane.

 

1. Generowanie impulsów 40 kHz i emisja ultradźwiękowa

Przetwornik ultradźwiękowy częstotliwości 40 kHz,  do odległości wykorzystuje piezoelektryczny czujnik ceramiczny UCM40, a jego napięcie robocze jest sygnałem impulsowym o  pomiaru odległości w  który układzie  jest generowany przez mikrokomputer jednoukładowy wykonujący poniższą procedurę.

puzel: ruch 14h, #12h; emisja ultradźwiękowa trwa 200 ms

tutaj: cpl p1.0; wyjściowa fala prostokątna 40 kHz

nie;

nie;

nie;

djnz 14h, tutaj;

gnić

 

Zacisk wejściowy przedniego obwodu pomiaru odległości jest podłączony do portu P1.0 mikrokomputera jednoukładowego. Po wykonaniu powyższego programu mikrokomputer jednoukładowy wyprowadza na port P1.0 sygnał impulsowy o częstotliwości 40 kHz, który jest wzmacniany przez tranzystor T sterujący  przetwornikiem ultradźwiękowym UCM40T i emituje impulsowe fale ultradźwiękowe o częstotliwości 40 kHz. I kontynuuj nadawanie przez 200 ms. Zaciski wejściowe prawego i lewego obwodu odległościowego  są podłączone odpowiednio do portów P1.1 i P1.2, a zasada działania  przetwornika ultradźwiękowego odległości

jest taki sam, jak obwód przedniego zakresu.

 

2. Odbiór i przetwarzanie fal ultradźwiękowych

Głowica odbiorcza wykorzystuje UCM40R w połączeniu z głowicą nadawczą w celu konwersji ultradźwiękowego impulsu modulacyjnego na sygnał napięcia przemiennego, który jest wzmacniany przez dwa bieguny wzmacniaczy operacyjnych IC1A i IC1B, a następnie dodawany do IC2. IC2 to zintegrowany blok dekodujący dźwięk LM567 z pętlą blokującą. Częstotliwość środkowa wewnętrznego oscylatora sterowanego napięciem f0=1/1,1R8C3, a kondensator C4 określa jego szerokość pasma blokowania. Dostosowując . R8 do częstotliwości nośnej, sygnał wejściowy LM567 jest większy niż 25 mV, 8-pinowy koniec wyjściowy zmienia się z poziomu wysokiego na niski, jako sygnał żądania przerwania wysyłany do mikrokontrolera w celu przetworzenia

 

Wyjście przedniego obwodu pomiarowego jest podłączone do portu INT0 mikrokomputera jednoukładowego. Priorytet przerwania jest najwyższy. Wyjście lewego i prawego obwodu  ultradźwiękowego przetwornika zbliżeniowego  jest podłączone do portu INT1 mikrokomputera jednoukładowego poprzez wyjście bramki AND IC3A. Jednocześnie jednoukładowe P1.3 i P1.4 są podłączone do wejścia IC3A. Na koniec identyfikacja źródła przerwania odbywa się za pomocą zapytania programu, a priorytet przerwania jest ustawiony na prawo, a potem na lewo.