השימוש באולטרסאונד. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

השימוש באולטרסאונד. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אלקטרוניקה בחיי היומיום

השימוש באולטרסאונד הוא כיוון נוסף בפיתוח גלאי קרבה. איור 1 מראה כיצד פועל מכשיר כזה. החלק העליון של האיור מציג תצורה אפשרית כאשר המשדר והמקלט של האולטרסאונד נמצאים זה מול זה. כל עוד שום דבר לא מונע מהאולטרסאונד להגיע במלואו למקלט, המעגל בהמתנה. ורק הפורץ, הממוקם בין הפולט למקלט, יכול למנוע זאת.

השימוש באולטרסאונד
אפשרויות אזעקה אולטרסאונד

מכשיר כזה יכול לספק רמה גבוהה מאוד של אמינות. אחרי הכל, כל ירידה ברמת האות מהמשדר או אפילו הפסקת פעולתו באופן כללי תיחשב בעיני מעגלי המקלט כסכנה. הדוגמאות לעיל עשויות להתרחש פשוט כאשר המשדר מושבת.

בחלק התחתון של האיור נראה סידור מקלט ומשדר יעיל נוסף. במקרה זה, האולטרסאונד משתקף מעצם מוצק במרחק ומגיע אל המקלט. האות הנפלט מהמשדר חייב להיות חזק מספיק. באופן טבעי, כל חפץ שיפריע לקול יפעיל אזעקה.

דרך נוספת לתפעול המכשיר אפשרית. במקרה זה, הצליל מגיע למקלט רק בהקפצת הפורץ בקרבת המשדר והמקלט.

כל השיטות המתוארות טובות, אז בחרו באחת המתאימה ביותר לתנאים שלכם. כלב שמירה אולטראסוני עם מקלט ומשדר נפרדים

איור 1 מציג תרשים סכמטי של משדר קולי.

הוא מבוסס על טיימר מסוג 555, ותדר הפעולה נקבע על פי ערכי הנגדים R1 ו-R4 והקבלים C1.

השימוש באולטרסאונד
תרשים של משדר קולי.

המתמר האולטראסוני TR1 מספק את ההחזר הגדול ביותר בתדר התהודה שלו, מה שאומר שהוא חייב להיות מופעל בתדר זה. אם במהלך פעולת המכשיר התדר של מחולל המשדר "יצוף", הדבר יוביל בשלב מסוים לירידה ברמת האות שפולט המשדר, כלומר יגרום לאזעקת שווא. כדי להגביר את היציבות של תדר המחולל, נוצר בו משוב דרך הקבל C3. הפולט עצמו הופך לדומה למעגל תהודה, שהאות עליו הוא מקסימלי בתדר התהודה. לפיכך, המשוב החיובי המושרה שומר על הגנרטור בתדר הטבעי של הפולט ומצמצם את טווח הכוונון של הנגד R4 שלו. כדי להגביר עוד יותר את יציבות התדר, הפעל את המעגל מאספקת חשמל יציבה. אבל אני חייב לומר שנחשולי מתח אספקה של עד 1 V אינם גורמים להזזה בתדר או לירידה ברמת אות המוצא.

המשדר מורכב על לוח מחומר מבודד ומונח במארז מתכת או פלסטיק. בעת ההתקנה, היזהר, אך באופן כללי, התוכנית אינה קריטית לסידור החלקים, ובחר את העיצוב לפי שיקול דעתך. מכיוון שיש מעט חלקים במשדר, יהיה נחמד למקם גם את הלוח וגם את הפולט בבית אחד. בנוסף, חוטי חיבור ארוכים המובילים לפולט משפיעים לרעה על פעולת המעגל. אבל אם אתה עדיין לא יכול להסתדר בלי חוטים, הפוך אותם לא יותר מ-15 ס"מ באורך.

לאחר סיום כל עבודת ההכנה, התחל להגדיר את המשדר. המשימה היא לכוון אותו לתדר הטבעי של הפולט. אם יש לך אוסילוסקופ, חבר את חוט האות שלו לנקודת החיבור של הקבלים C2 ו-C3, ואת ה"אדמה" לחוט המשותף של המעגל. הגדר את מתג טווח ההגברה ל-1 V/div. הנגד R4 משיג עלייה משמעותית באמפליטודה של האות על מסך האוסילוסקופ. האות המקסימלי מראה שהתכווננו לתדר התהודה. ניתן לדחות את הפעולה הבודדת הזו להגדרת המשדר עד למועד שבו המקלט מוכן.

מעגל המקלט מוצג באיור 2.

השימוש באולטרסאונד
מעגל מקלט

טרנזיסטורים Q1, Q2 ו-Q3 יוצרים מגבר תלת-שלבי ידוע, שתפקידו להעלות את רמת האות המתקבל לערך שבו ניתן לזהות אותו, ולהפוך את הטרנזיסטור Q4 למצב פתוח עם הקבוע המתקבל מתח. הרווח הכולל של המעגל נשלט על ידי נגד משתנה R13 הכלול במעגל הפולט של טרנזיסטור Q3. מהאספן של טרנזיסטור זה, האות עובר למיישר עם הכפלה של המתח. מתח ה-DC שנוצר על פני הקבל C5 יוצר הטיה בבסיס הטרנזיסטור Q4 דרך הנגד R12. הרכבת המקלט כמעט ואינה שונה מהרכבת המשדר. כמו שם, החוטים המחברים את החיישן האולטראסוני למעגל צריכים להיות קצרים ככל האפשר. הנח את הלוח המוגמר במארז מתכת או פלסטיק.

הפעלת המכשיר

אם אתה עוקב אחר התמונה בחלק העליון של איור. 3.20, השלב הראשון באימות פעולת המעגל צריך להיות לקבוע עד כמה ניתן להפריד בין המקלט והמשדר. בחר מקום שבו אין זרמי אוויר. הנח את פולט המשדר בגובה של 1 מ' מעל הרצפה, מכוון אותו לחלל פתוח. הפעל כוח זמני למקלט. הגדר את הנגד R13 למיקום ההתנגדות הנמוכה ביותר, שתתאים לרווח המרבי. חבר מד מתח DC למסופי Liv. אם משרעת הגלים האולטראסוניים גבוהה מספיק, מד המתח יראה מתח כמעט שווה למתח האספקה. התרחק לאט עם המקלט מהפולט של המשדר. ממקום כלשהו, קריאות מד המתח יתחילו לקפוץ, לפעמים אפילו יירדו לאפס. לאחר מכן, צמצם את המרחק ב-30-60 ס"מ, וודא שוב שהמכשיר פועל בצורה אמינה.

בעת התקנת אזעקה קולית, יש כמה הנחיות ברורות שיש לפעול לפיהן.

1. אין לערבב אותו באזור בו פועל המזגן במצב נושבת אוויר. אחרת, האזעקה תופעל בכל פעם שהיא מוחלפת.
2. אין להשאיר חפצים בקרבת מקום שעלולים להיתפס באלומת המשדר עקב טיוטות.
3. אל תנסה להשתמש במערכת בחוץ או בתוך הבית שבו חלונות ודלתות נפתחים כל הזמן.
4. אם בעלי חיים או ציפורים הם תושבי קבע של השטח שבו אתה הולך להשתמש באזעקה כזו, אז זה לא מקובל כאן.

כפי שהוזכר לעיל, ניתן לסדר את המשדר והמקלט בצורה כזו שהאחרון יתפוס את הצליל המוחזר מכל משטח מוצק. זה יכול להיות ערימה או דלת. לבוש אנושי משתקף בצורה גרועה ולהפך, סופג היטב אולטרסאונד. כשמישהו חוצה את אחת הקורות, האזעקה תידלק. אם הדלת הייתה חמושה, המכשיר יגיב עם פתיחתה.

פולט המשדר והחיישן הקולי של המקלט ממוקמים במרחק של לא יותר מ-5 ס"מ אחד מהשני, כאשר המכשיר מסוגל "להבחין" באדם או בכל חפץ במרחק של כמה סנטימטרים ממנו. בכל מקום בו תתקין את היצירה שלך, אל תשכח את הדברים הבאים: אל תכוון לרגישות מרבית והשתמש במכשיר בתנאי סביבה קשים. מכשיר איתות עם מקלט ומשדר משולבים

התוכנית של השומר האולטראסוני הבא מוצגת באיור 1. הסכימה יוצאת דופן בכך שעל בסיס מיקרו-מעגל אחד, היא מכילה מחולל משדר וכי היא פועלת גם כמקלט סלקטיבי של האות המשתקף. לשם כך, נעשה שימוש במיקרו-מעגל 567, המכיל מקור אות והמקלט שלו.

השימוש באולטרסאונד
איור.1. מעגל מקלט משדר

הבה נסקור מקרוב כיצד פועל מעגל שמבצע עבודה כפולה. הגלים נתפסים על ידי חיישן piezoceramic, ולאחר מכן הם מוגברים על ידי מפל על הטרנזיסטור Q2, הם עוברים לפין 3 של המיקרו-מעגל, ותדר האות שווה בדיוק לזה שנוצר על ידי המיקרו-מעגל עצמו. בניגוד למכשיר שתואר קודם, במצב זה כבר לא חשוב עד כמה התדר עשוי לסטות מהתדר שהוגדר במקור.

תדירות הפעולה נקבעת על ידי ערכי שרשרת הנגדים R3 ו-R6 והקיבול של הקבל C3. הוא מווסת על ידי נגד משתנה R6. עם דירוג נתון של חלקים, זה יכול להשתנות בין 8 ל-25 קילו-הרץ, ובסופו של דבר נקבע על ידי החיישנים הפיאזואלקטריים המשמשים. מפין 5 של המיקרו-מעגל, אות מלבני מוזרם לבסיס הטרנזיסטור Q1, המחובר לפי מעגל אספן משותף. כעומס של טרנזיסטור זה, מחוברת שרשרת של נגד R5 ורמקול בעל התנגדות נמוכה. כאשר אות בעל משרעת מספקת מגיע לכניסת המעגל, הנורית דולקת, והמסופים A ו-B הם בדרך כלל מגעים סגורים. במקרה שבו משרעת האות פוחתת או שהיא נעדרת לחלוטין, הפלט של המעגל עובר למצב פתוח. אחרת, ניתן להשתמש במכשיר זה על פי כל תצורה המוצעת באיור. 3.20. למען האמת, המעגל עובד טוב יותר בתדרי שמע גבוהים מאשר בתדרי קולי.

המילה האחרונה לגבי תדר הפעולה נאמרת על ידי הפולט והחיישן הפיאזואלקטרי המשמשים במכשיר. עבור אלה הרשומים ברשימת החלקים הרלוונטיים, התדר נע בין 8 ל-16 קילו-הרץ. אם אתה לא מרוצה מתדרים כאלה, אתה רק צריך לבחור "זוג אחר, שכן המעגל עצמו יכול לפעול בתדרים של עד 25 קילו-הרץ. הגבול העליון מוגבל רק על ידי היכולות של המיקרו-מעגל. אבל אתה לא צריך להיות במיוחד קנאי, שכן עבור תדרים מעל 43 קילו-הרץ כבר קשה לבחור פולט וחיישן פיזואלקטרי.

שלם עם שני ממירים מוצעים, המעגל עובד טוב מאוד בתדר של 12 קילו-הרץ. וזה לא מפחיד ששומעים אותה. הרי כמעט אף אחד לא מעז להתווכח איתה. והעכברים, ככל הנראה, יעדיפו מקום אחר מזה.

הרכבת מעגלים

חלקי המעגל מותקנים על לוח העשוי מחומר מבודד, ומכיוון שאין כל כך הרבה מהם, צפיפות ההרכבה אינה משפיעה על פעולתו. בתכנון זה, אין צורך למקם את החיישן הפיאזואלקטרי ואת הפולט בקרבת המעגל עצמו. אבל אז רצוי להשתמש בחוטים מסוככים עבור כל ממיר. זה ימנע חיבור ישיר בין הפלט לקלט של המעגל.

הפעלת המכשיר. לאחר בדיקת ההתקנה הנכונה, חבר את מתח המעגל. זה עשוי להיות מקור 6-9 V. הגדר את המחוון של הנגד R6 למצב האמצעי, ואתה אמור לשמוע חריקה בגובה רב. התקן את הפולט על שולחן או מעמד אחר כך שיהיה מקום פנוי של 3 מ' לפניו. החזק את החיישן הפיאזואלקטרי בידיים שלך, כוון אותו אל הפולט. הנורית צריכה להידלק. התרחק מהפולט עם החיישן הפיאזואלקטרי, שימו לב למקום בו נכבית ה-LED, זה אומר שמצאתם את נקודת הרגישות המרבית.

אנו מציינים את המקומות שבהם נוח להציב אזעקה כזו:

- דרך החדר;
- ביציאה;
- מול רצפה, כספת קיר או ציור יקר;
- על המעבר לעליית הגג או למרתף;
- בכל מקום אחר בו יכול לעבור שודד.

פרסום: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף אלקטרוניקה בחיי היומיום.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

שליטה על חפצים באמצעות זרמי אוויר 04.05.2024

התפתחות הרובוטיקה ממשיכה לפתוח בפנינו אפשרויות חדשות בתחום האוטומציה והבקרה על אובייקטים שונים. לאחרונה הציגו מדענים פינים גישה חדשנית לשליטה ברובוטים דמויי אדם באמצעות זרמי אוויר. שיטה זו מבטיחה לחולל מהפכה באופן המניפולציה של חפצים ולפתוח אופקים חדשים בתחום הרובוטיקה. הרעיון של שליטה בעצמים באמצעות זרמי אוויר אינו חדש, אך עד לאחרונה, יישום מושגים כאלה נותר אתגר. חוקרים פינים פיתחו שיטה חדשנית המאפשרת לרובוטים לתפעל חפצים באמצעות סילוני אוויר מיוחדים כ"אצבעות אוויר". אלגוריתם בקרת זרימת האוויר, שפותח על ידי צוות מומחים, מבוסס על מחקר יסודי של תנועת עצמים בזרימת האוויר. מערכת בקרת סילון האוויר, המתבצעת באמצעות מנועים מיוחדים, מאפשרת לך לכוון חפצים מבלי להזדקק לפיזי ... >>

כלבים גזעיים לא חולים לעתים קרובות יותר מכלבים גזעיים 03.05.2024

טיפול בבריאות חיות המחמד שלנו הוא היבט חשוב בחייו של כל בעל כלב. עם זאת, ישנה הנחה נפוצה שכלבים גזעיים רגישים יותר למחלות בהשוואה לכלבים מעורבים. מחקר חדש בראשות חוקרים מבית הספר לרפואה וטרינרית ולמדעי ביו-רפואה בטקסס מביא פרספקטיבה חדשה לשאלה זו. מחקר שנערך על ידי פרויקט ההזדקנות של הכלבים (DAP) של יותר מ-27 כלבים נלווים מצא שכלבים גזעיים ומעורבים היו בדרך כלל בסבירות שווה לחוות מחלות שונות. למרות שחלק מהגזעים עשויים להיות רגישים יותר למחלות מסוימות, שיעור האבחון הכולל הוא כמעט זהה בין שתי הקבוצות. הווטרינר הראשי של פרויקט הזדקנות הכלבים, ד"ר קייט קריווי, מציינת כי ישנן מספר מחלות ידועות הנפוצות יותר בגזעי כלבים מסוימים, מה שתומך בתפיסה שכלבים גזעיים רגישים יותר למחלות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

Toshiba TC3567x Bluetooth Low Energy 4.1 IC 27.07.2016

Toshiba Electronics Europe הציגה שלושה מעגלים משולבים חדשים (ICs) התומכים בתקן תקשורת Bluetooth Low Energy (BLE) בגרסה 4.1. ה-TC35678FSG, TC35678FXG ו-TC35679FSG הם בהספק נמוך ואידיאליים עבור יישומי Bluetooth Smart. אלה כוללים ציוד לביש, ציוד רפואי, אביזרי סמארטפון, שלטים רחוקים ומגוון רחב של פתרונות IoT מתפתחים.

השימוש בממיר DC/DC ומעגלים בעלי הספק נמוך יכול להפחית את צריכת הזרם בכ-46% בהשוואה למכשירים קודמים כגון TC35667FTG, אומרת החברה. עם מתח אספקה של 3 V, שיא צריכת הזרם של ה-IC מגיעה ל-3,6 mA במצב שידור ו-3,3 mA במצב קליטה. במצב שינה עמוק הוא יורד ל-100 nA.

ל-TC35678FXG ול-TC35678FSG יש 256 KB של זיכרון פלאש על-שבב לאחסון תוכניות משתמש ונתונים בעת הפעלה במצב לא מקוון ללא צורך במיקרו-בקר מארח חיצוני. כמות הזיכרון המוקצה לתוכניות משתמש הוגדלה ל-100 KB בשני ה-ICs, בהשוואה ל-64 KB במכשירים הקודמים, מה שמספק אפשרויות הרחבה נוספות לתוכניות יישומים. Embedded Flash ROM מבטל את הצורך ב-PROM חיצוני שאינו נדיף ומפחית את העלות ואת גודל המעגלים על ידי הפחתת מספר הרכיבים החיצוניים.

ה-TC35678FXG הוא גרסה של TC35678FSG בחבילת QFN60 המגדילה את מספר פיני ממשק I/O לשימוש כללי מ-16 ל-32. הוא מיועד ליישומים כמו מקלדות ושלטים רחוקים הדורשים מספר רב של פיני בקרה. בניגוד למכשירים המתוארים, ל-TC35679FSG אין ROM פלאש מובנה, ולכן הצריכה הנוכחית שלו נמוכה עוד יותר. הוא מספק פעולה לטווח ארוך של מכשירים המופעלים על ידי סוללות קטנות מסוג מטבעות. לדוגמה, באמצעות סוללת תא מטבע CR2032, ה-IC החדש יכול לשמור על המשואה פועלת יותר משנה אחת.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סדין מגנטי

▪ ביובנק לאחסון דגימות מוח חיים

▪ 14nm DRAM DDR5

▪ כונני HDD של Seagate Video 2.5 לשימוש רציף

▪ תמיד תפוח לבן

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של חומרי ריגול באתר. בחירת מאמרים

▪ מאמר ספינת קיטור עם נר. טיפים לדוגמנית

▪ מאמר האם חוש הריח סטריאוסקופי? תשובה מפורטת

▪ מאמר עוזר עם שמש ומכת חום. עצות לטיול

▪ מאמר החלפת מיקרופון הפחמן בטלפון. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מטמורפוזה. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר