Medidor De Distancia

FUNCIONAMIENTO

Funcionamiento Se generan ráfagas de 40 KHz con duración de 5 mS cada 65 mS. Al detectar la onda reflejada se genera una interrupción en los contadores para asi tener a disposición el tiempo para saber la distancia. Para calcular la distancia se sabe que la velocidad del sonido es de 343m/s = 34300cm/s (a 20ºC), por lo tanto:

1cm= 1seg/34300cm = 29.15us.

Para hacer el cálculo de la distancia se divide el valor del tiempo de los contadores entre dos veces el tiempo de un centímetro. Tiempo total de la onda reflejada = 3887us. (3887us/2)/29= 67.017 cm. La división entre dos es debido a que se considera que la onda al reflejarse viaja el doble de distancia desde donde se emitió.

Figura1. Sistema de trasmisión y receptor.

Transmisor

El transmisor esta construido con un 555 e inversores CMOS, se emplea la característica CMOS para ponerlos en paralelo y aumentar la potencia de transmisión. La señal acoplada entre las terminales positiva y negativa es defasada 180º, por lo que el voltaje aplicado entre las terminales es el doble.

Figura2.Circuito de transmisor con 555

Estoy usando dos circuitos integrados 555 para generar la señal del pulso que será transmitida por le sensor ultarsonico.

Condiciones: RA = 9.1M-ohm, RB = 150K-ohm, C = 0.01µF

Pulso de ultrasonido

TL = 0.69 x RB x C

= 0.69 x 150 x 103 x 0.01 x 10-6

= 1 x 10-3

= 1 msec

TH = 0.69 x ( RA + RB ) x C

= 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6

= 64 x 10-3

= 64 msec

Oscilador del ultrasonido

C2 es el circuito para hacer oscilar la frecuencia ultrasónica de 40KHz. Operación de oscilación es igual que IC1 y hace oscilar a la frecuencia de alrededor de 40 KHz. Hace RB> RA para que el deber (Ratio de ON / OFF) al cierre de onda de oscilación de 50%.

La frecuencia de los ultrasonidos se deben ajustar a la frecuencia de resonancia del sensor ultrasónico. Por lo tanto, esta echo para ser capaz de ajustar la frecuencia de oscilación haciendo que variar la resistencia variable (VR1).

La salida de IC1 está conectado con el terminal de reinicio de IC2 a través del inversor. Cuando el terminal de reinicio es el nivel H, IC2 funciona en la oscilación. El ultrasonido de 40KHz es enviado a la milésima de segundo 1 y hace una pausa de los 62 milisegundos.

Las condiciones : RA = 1.5K-ohm, RB = 15K-ohm. C = 1000pF

TL = 0.69 x RB x C

= 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12

= 10.35 x 10-6

= 10 µsec

TH = 0.69 x ( RA + RB ) x C

= 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12

= 11.39 x 10-6

= 11 µsec

f = 1 / ( TL + TH )

= 1 / (( 10.36 + 11.39 ) x 10-6)

= 46.0 x 103

= 46.0 KHz

Receptor

El receptor se compone de dos circuitos: amplificador de señal y circuito de detección. La señal es recibida por el sensor receptor y amplificada 1000 veces (60dB) en dos.

Figura3.circuitos del receptor

El detector de señal consiste de un rectificador medio puente y un comparador. El voltaje de comparación esta establecido en 0.045Vcc.

Figura4.detector de pulso

Circuito de contadores y conversores

Los tres dígitos BCD contador IC (4553) se utiliza para medir el tiempo de propagación del ultrasonido. El diagrama de bloques se muestra en la figura.

El restablecimiento del contador y la inicialización de la pantalla se realiza cuando el master reset (MR) pasa a un nievel alto. En el circuito del tiempo, el pulso al contador se aplica a la RM y borra el contador en caso de que se quiera volver a tomar una medición. La pantalla

...