6 Pinakamahusay na Mga Proyekto ng Ultrasonic Circuit para sa mga Hobbyist at Engineer

Tinatalakay ng post ang isang 6 na lubhang kapaki-pakinabang ngunit simpleng mga proyekto ng ultrasonic transmitter at receiver circuit na maaaring magamit para sa maraming mahahalagang aplikasyon, tulad ng remote control ng ultrasonic , mga alarma ng magnanakaw, elektronikong kandado ng pinto, at para sa pakikinig sa mga frequency sa saklaw ng ultrasonic na karaniwang hindi maririnig ng tainga ng tao.

Panimula

Maraming mga komersyal na ultrasonikong gadget na gumagana sa isang paunang natukoy na dalas at gumagamit ng mga transduser na ginawa sa rurok, o tumutunog, sa tukoy na dalas. Ang pinaghihigpitan na bandwidth at presyo ng karamihan ng mga naturang transduser ay sanhi sa kanila na maging hindi naaangkop para sa libangan at pagpapatupad ng DIY.

Ngunit sa katunayan, iyon ay hindi isang isyu, dahil sa halos anumang piezo speaker maaaring mailapat tulad ng isang ultrasonic transducer para sa pareho, sa anyo ng isang transmitter output aparato at pati na rin bilang sensor ng tatanggap.

Bagaman ang kahusayan ng mga nagsasalita ng piezo ay hindi maikumpara sa kahusayan ng isang dalubhasa, pang-industriya na transduser, bilang isang libangan at kasiyahan na proyekto na ito ay maaaring gumana nang perpekto. Ang aparato na aming pinagtatrabahuhan sa ibaba ay nagpaliwanag ng mga circuit ay isang 33/4 -inch piezo tweeter na magagamit mula sa karamihan sa mga online store.

1) Pinakasimpleng Ultrasonic Generator

Larawan.1 Ang simpleng ultrasonic na ito
maaaring maitayo ang generator nang walang labis na kahirapan
at napakabilis.

Ang aming kauna-unahang circuit, ay ipinapakita sa itaas na Fig, ay isang ultrasonic generator na gumagamit ng kilalang 555 IC timer sa isang madaling iakma dalas na bilang madaling i-circuit na multivibrator. Ang disenyo ay naglalabas ng isang parisukat na signal ng alon na kung saan, gumagana sa R2, para sa pag-tune sa paligid ng saklaw na dalas ng 12 kHz hanggang sa higit sa 50 kHz.

Ang saklaw ng dalas na ito ay madaling maiakma sa pamamagitan ng pagbabago ng halaga ng capacitor C1 na gumagamit ng isang mas mababang halaga ay magdudulot ng saklaw na mas mataas, habang ang mas malaking halaga ay gagawing mas maliit ang saklaw.

2) Ultrasonic Generator na may Fixed 50% Duty Cycle

Ang susunod na ultrasonic generator, na isiniwalat sa itaas Larawan 2, ay gumagamit ng 6 na buffer gate ng isang nag-iisa na 4049 CMOS na invertting buffer IC.

Ang isang pares ng mga buffer, U1a at U1b, ay maaaring makita na nakakabit sa loob ng isang variable-frequency astable-oscillator circuit pagkakaroon ng 50% duty cycle, square wave output.

Ang natitirang 4 na buffer ay konektado lahat nang kahanay upang mapahusay ang output sa konektadong elemento ng piezo. Ang saklaw ng dalas ng mas mahusay na ultrasonikong generator na ito ay humigit-kumulang na katulad sa nakaraang bersyon ng IC 555. Gayunpaman, ang pangunahing bentahe ng disenyo na ito ay ang tumpak na 50% na cycle ng tungkulin sa paligid ng buong saklaw ng dalas.

Sinabi na, ang saklaw ng dalas ay maaaring gawing mas mataas sa pamamagitan ng pagbaba ng halaga ng capacitor C1, at ang dalas ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng paggamit ng mas mataas na mga halaga para sa C1. Ang 100k potentiometer, kasama ang risistor R3, ayusin ang dalas ng output.

3) PLL Ultrasonic Generator

Tumpak at makapangyarihang ultrasonic generator circuit gamit ang PLL LM567 IC at itulak ang driver ng output na piezo driver

Ang LM567 phase-Lock-loop (PLL) IC ay ginagamit para sa pagbuo ng dalas ng ultrasonic sa aming ika-3 konsepto tulad ng napatunayan sa itaas na pigura 3. Ang circuit na ito ay nagbibigay ng isang bilang ng mga tampok na mas mahusay kaysa sa nakaraang dalawang mga konsepto ng ultrasonic.

Una, ang built-in na oscillator ng IC 567 ay binuo upang gumana sa loob ng isang hindi kapani-paniwalang malaking dalas ng spectrum, mula sa ilalim ng 1 Hz at kasing taas ng 500 kHz. Ang outputform ng alon ng generator, sa pin 5, ay nagpapakita ng natitirang simetrya lahat sa pamamagitan ng saklaw ng pagganap.

Dagdag pa ng generator ay nagbibigay ng isang mas mataas na output kumpara sa iba pang dalawang mga circuit para sa kadahilanang ang output ay naitugma nang malapit sa impedance ng piezo tweeter (SPKR1).

Ang output ng circuit ay maaaring mai-tweak sa paligid ng 10 kHz hanggang sa higit sa 100 kHz nagtatrabaho kasama ang potensyomiter R5. Ang Transistor Q1 ay naka-hook up tulad ng isang karaniwang circuit ng kolektor upang mapanatili ang output ng 567 pati na rin upang himukin ang output-amplifier circuit na nilikha gamit ang transistors Q2 at Q3. Ang circuit ay maaaring mabago sa isang ultrasonic cw transmitter sa pamamagitan ng pagsira sa koneksyon ng 7 pin ng IC at pagpasok ng isang switch key sa serye.

Sa kasong iyon, kakailanganin mo ng ilang uri ng tatanggap ng ultrasonic upang marinig ang mga signal at iyon mismo ang tatalakayin namin sa aming susunod na circuit.

4) Mga Circuits ng Ultrasonic Receiver

Ang tunable IC 567 ultrasonikong tatanggap ay maaaring ipares sa
ipinaliwanag ang LM 567 ultrasonic transmitter para sa pinakamahusay na mga resulta.

Ang isang circuit ng receiver ng ultrasonic na gumagamit ng isang 567 PLL IC na nagtatampok ng isang kakayahan sa pag-tune ng dalas ay ipinapakita sa diagram sa itaas. Ang naka-set na oscillator circuit ng IC ay magkapareho sa naunang circuit ng generator, at humahawak nang eksakto sa parehong saklaw ng dalas. Ang isang LED ay nakaposisyon sa pin 8 detector pin ng IC na mabilis na nagpapahiwatig ng mga napansin na signal.

Ang Transistor Q1 ay nakaposisyon upang palakasin ang minutong mga signal ng ultrasonic na nakita ng aparato ng piezo at ipasa ang mga ito papunta sa PLL.

Paano Sumubok

Upang subukan ang ultrasonic na gumagana, lumipat sa IC 567 ultrasonic generator circuit at ilipat ang transmitter piezo lahat sa buong lugar. Simula sa minimum na setting, pag-ayos ng mabuti ang R5 nang paunti-unti hanggang sa hindi ka makinig sa anumang bagay mula sa speaker. Dapat nitong ayusin ang dalas ng output ng circuit na humigit-kumulang sa 16 at 20 kHz, depende sa pagkasensitibo ng iyong tainga sa mataas na dalas.

Ngayon, buksan ang circuit ng ultrasonic receiver at iposisyon ang piezo transducer na humigit-kumulang na 12 pulgada ang layo mula sa speaker ng generator, bagaman na-claim ito sa eksaktong parehong direksyon. Ayusin ang tatanggap sa pamamagitan ng R5, simula sa minimum point point (na tumutugma sa maximum na saklaw ng paglaban ng palayok), at unti-unting i-maximize ang dalas hanggang makita mo ang LED ng tatanggap na nag-iilaw lamang.

Kung nakikita mo ang tagatanggap na hindi tumutugon sa mga signal ng output ng transmiter, subukang puntingin ang piezo ng tatanggap na tumpak na nagsasalita ng generator at patuloy na gawin itong matiyaga. Sa sandaling makita ng tatanggap ang signal at ang mga ilaw ng LED ay up, ilipat ang dalawang Tx / Rx piezo ang layo ng isang minimum na sampung talampakan at simulang muli ang pag-tune.

Kapag nahanap mo na ang lahat ay gumaganap nang kasiya-siya, maaari mong gamitin ang naka-attach na telegraph key ng transmitter (opsyonal sa pin7) at suriin ang LED na tugon sa tatanggap.

Ang LED ay dapat tumugon dito sa pamamagitan ng pag-flashing sa dot-and-dash style tulad ng pag-tap sa iyo gamit ang telegraph key. Ang isang karagdagang aplikasyon ng hanay ng ultrasonic generator / receiver na ito ay maaaring nasa anyo ng isang direktang sensor ng alarma ng magnanakaw.

Maglakip ng isang 5 V relay sa kabuuan ng pin 8 ng LM567 ng tatanggap at ang positibong poste ng baterya. Ayusin ang Tx at ang mga aparatong Rx piezo na humigit-kumulang isang paa ang layo at nakatuon sa loob ng parehong landas, ngunit malinaw sa anumang kalapit na bagay.

Kung ang isang tao ay malapit sa at sa harap na bahagi ng isang pares ng mga nagsasalita ang dalas ng ultrasonic ay makikita sa likod na nagpapalitaw ng relay ng tatanggap upang lumipat SA. Ang mga contact na output ng relay ay maaaring mailapat upang lumipat sa isang alarma o isang siren aparato.

5) Lubhang Sensitive Ultrasonic Receiver Circuit

Ang huling disenyo ng circuit ng ultrasonic receiver ay talagang isang napaka-sensitibong tagatanggap ng ultrasonic na maaaring madaling kunin ang halos anupaman sa loob ng saklaw ng dalas ng ultrasonic. Posibleng makinig ka sa mga insekto, komunikasyon sa paniki, mga makina, atbp. Ang ideya ay maaari ding magamit kasabay ng naipalabas sa itaas na mga ultrasonic generator para sa pagbuo ng mataas na kalidad na mga ultrasonic system.

Ang disenyo, gumagana gamit ang prinsipyo ng direktang pagbabago. Ang mga Transistors Q1 at Q2 ay nagpapalakas ng mga signal ng ultrasonic na nakita ng piezo speaker. Pagkatapos ay ginagamit ang output ng kolektor ng Q2 upang himukin ang input ng JFET (Q3), na makikita na naka-hook up tulad ng isang circuit ng detector ng produkto.

Ang yugto ng PLL (U1) sa konseptong ito ay nagtatrabaho tulad ng isang mahahusay na heterodyne oscillator na karagdagan na nagpapakain ng input ng JFET detector circuit. Ang papasok na signal ng ultrasonic ay pinagsasama sa dalas ng heterodyne-oscillator na bumubuo ng isang kabuuan at dalas ng pagkakaiba.

Ang elemento ng mataas na dalas ay na-filter sa pamamagitan ng C3, R8, at C6 na bahagi ng network. Ang natitirang mababang output ng dalas ay pinapayagan na ipasok sa kabuuan ng input ng LM386 audio amplifier. Ang isang speaker o headphone ay maaaring ikabit sa audio output ng circuit.

6) Isa pang Ultrasonic Receiver Circuit para sa pakikinig sa Mga Tunog sa itaas ng saklaw ng 20 kHz

Ang saklaw ng pagtuklas ng dalas ng aming tainga ay halos hanggang sa 13 kHz dalas. Ang pag-andar ng detektor ng ultrasound ay upang talunin ang limitasyon na ito sa pamamagitan ng paglipat ng dalas ng mga ingay ng mataas na dalas halimbawa ng mga whistles ng aso, bahagya na naririnig na paglabas ng gas, pagpapaputi ng bat, at maraming artipisyal na tunog ng ultrasonic halimbawa gaanong pag-tap sa isang pahayagan.

Ang 'ultrasound' na nakita ng input transducer ay pinalakas at pinakain sa isang detektor ng produkto. Ang isang astable multivibrator ay kasama dahil ang katatagan ng BFO ay maaaring hindi gaanong kahalagahan. Bilang karagdagan para sa kinakailangang kaugalian ng signal, ang circuit ay karagdagan na bumubuo ng signal ng BFO sa sarili nito pati na rin ang frequency ng summing, na pagkatapos ay winakasan sa loob ng isang mababang pass filter na naayos sa 4 kHz.

Ang nagresultang signal dito ay muling pinalakas upang mapatakbo ang isang hanay ng mga headphone. Gumagana ang circuit sa paligid ng 8 milliamp, samakatuwid madali itong mapapatakbo mula sa isang 9 V na bateryang tuyo.