Ang circuit ay maaari ding gamitin upang sukatin ang mga distansya sa pagitan ng dalawang ibabaw o dingding.
Pangunahing Paggawa
Ang mga ultratunog ay bahagi ng hanay ng mga tunog na hindi maririnig sa tainga ng tao dahil sa dalas ng mga ito, na mas mataas sa 25 kHz. Gayunpaman, ang mga ito ay talagang mga sound wave na ang mga pagkakaiba-iba sa compression ay kumakalat mula sa isang medium patungo sa isa pa sa parehong bilis ng naririnig na tunog.
Dapat tandaan na ang bilis na ito ay 330 m/s sa paligid ng 20 degrees Celsius. Ang distansya sa pagitan ng dalawang magkasunod na pressure maxima ay tinatawag na wavelength, at ito ay pangunahing nakasalalay sa dalas ng mga ultrasound.
Sa kasalukuyang aplikasyon, ang dalas ay 40 kHz, na tumutugma sa isang panahon na 25 microseconds. Bilang resulta, ang wavelength (λ) ay ibinibigay ng formula λ = V × T, na humigit-kumulang 8.25 mm sa 20°C.
Katulad ng tunog, ang mga ultrasound ay sumasalamin sa mga hadlang. Sa pamamagitan ng tumpak na pagsukat ng oras na kinakailangan para sa isang ultrasonic signal upang maglakbay pabalik-balik (sa anyo ng isang echo) sa pagitan ng isang punto at isang balakid, madaling matukoy ang distansya (d) sa pagitan ng pinagmulan at ang balakid.
Sa kasong ito, kung ang dt ay kumakatawan sa sinusukat na oras, ang relasyon ay maaaring isulat bilang 2d = V × dt, kung saan maaaring makuha ang halaga ng d. Ito ang pag-aari ng mga ultrasound na pinagsamantalahan sa electronic measuring tape circuit na inilarawan sa artikulong ito.
Mga Circuit Diagram
Prinsipyo ng Pagpapatakbo
Ang isang aparato ay binubuo ng isang ultrasonic transmitter at receiver, sa anyo ng isang kapsula, inilagay magkatabi at nakaharap pababa.
Matatagpuan ang mga ito sa isang eroplano na hiwalay sa lupa sa layo na 2 metro. Ang mga ultratunog na alon ay makikita mula sa bungo ng indibidwal, na ang laki ay gusto nating sukatin.
Ang mga signal na ito ay ibinubuga pana-panahon.
Ang isang timing device ay sumusukat sa oras, at sa gayon ang distansya, sa pagitan ng posisyon ng eroplano ng mga ultrasonic transducers at ang bungo ng indibidwal.
Ang distansyang ito, na tinutukoy ng proporsyonal na pagbibilang ng oras, ay ibinabawas sa 2 metro.
Halimbawa, kung ang distansyang ito ay 17cm, ang indibidwal ay may taas na 1.83m.
Ang indicator ng taas ay direktang nababasa sa pamamagitan ng tatlong 7-segment na display na nakalagay sa harap ng mga mata, sa isang pangalawang enclosure.
Power Supply
Ang enerhiya ay nakuha mula sa 220V mains sa pamamagitan ng isang transpormer na isinaaktibo ng switch I.
Sa pangalawang bahagi, ang isang alternating potensyal ng 12V ay nakuha, na itinutuwid ng isang diode bridge. Ang kapasitor C1 ay nagsasagawa ng paunang pag-filter.
Sa output ng isang 7809 regulator, ang isang patuloy na potensyal ng 9V ay nakuha, at ang kapasitor C2 ay nagbibigay ng karagdagang pag-filter.
Pinagsasama ng capacitor C3 ang power supply sa natitirang bahagi ng circuit.
Time Base
Ang NOR gates lll at IV ng IC1 ay bumubuo ng isang astabil multivibrator.
Ang ganitong circuit ay bumubuo ng mga square wave pulse sa output nito, na ang panahon ay pangunahing tinutukoy ng mga halaga ng R2 at C4.
Sa kasalukuyang kaso, ang panahong ito ay humigit-kumulang 0.5 segundo.
Ito ay bumubuo ng batayan para sa periodicity ng mga sukat.
Ang capacitor C5, risistor R4, at diode D1 ay bumubuo ng isang timing device.
Sa cathode ng D1, ang mga maikling positibong pulso ay sinusunod bawat 0.5 segundo, na nagreresulta mula sa mabilis na pagsingil ng C5 hanggang R4 sa panahon ng pagtaas ng mga gilid ng mga signal na nabuo ng multivibrator.
Utos ng ultrasonic signal
Ang NOR gate I at II ng IC1 ay isinaayos bilang isang monostable flip-flop. Para sa bawat pulso ng command, ang isang mataas na estado ay sinusunod sa output ng flip-flop na ito, ang tagal nito ay pangunahing na-calibrate ng mga halaga ng R10 at C7.
Sa kasalukuyang aplikasyon, ang tagal na ito ay nakatakda sa 150 microseconds.
Pana-panahong paglabas ng ultrasound
Ang mga gate ng NAND III at IV ng IC3 ay na-configure bilang isang command-driven na astable multivibrator. Hangga't ang control input ay nananatiling mababa, ang output ay mananatiling mababa rin.
Gayunpaman, kung ang isang mataas na estado ay ipinakita sa control input, ang mga square wave pulse ay sinusunod sa output. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng adjustable component A1, ang panahon ng mga pulso na ito ay nakatakda sa 25 microseconds, na tumutugma sa dalas ng 40 kHz.
Ang ultrasonic transmitter transducer, batay sa piezoelectric na teknolohiya, ay konektado sa mga input/output ng NAND gate III.
Sa mga terminal ng transduser na ito, ang mga square wave pulse na 40 kHz frequency ay nakuha, ngunit may amplitude (i.e., ang pagkakaiba sa pagitan ng maximum at minimum) ng 18V, na nagpapataas ng intensity ng ultrasonic transmission.
