Ультразвуковые дальномеры – Ультразвуковые дальномеры. Достоинства и недостатки в сравнении с лазерными рулетками. Статьи компании «ООО «МЕД-ПРОМ РЕСУРС»

Ультразвуковой дальномер

Ультразвуковой дальномер

AR 811

Инструкция по эксплуатации

Ультразвуковой дальномер AR811 предназначен для измерения расстояний до объектов в закрытых помещениях в пределах от 0,3м до 15м под прямым углом и вычисления сумм расстояний, площади и объема.
1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

1) Измерение в английской или метрической системах
(футах или метрах)

2) Выбор начала отсчета измерения

3) Сохранение и вызов данных

4) Вычисление суммарных размеров

5) Вычисление площади и объема

6) 5 групп значений памяти

7) Автоматическое и ручное отключение

8) Подсветка жидкокристаллического экрана

9) Звуковой сигнал при ошибочном считывании показаний и при подтверждении показаний
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Диапазон измеряемых длин0,3 м – 15 м (10 inc – 50 feet)
Точность+/- 1%
Время отклика2 сек
Питаниебатарейка 9В (типа Крона)
Потребление:

в режиме ожидания

перед измерениями

в рабочем режиме

 60 мкА

 10 мА

 45 мА

Размеры53 х 180 х 38 мм
Вес150 г (с батарейкой)
Условия эксплуатации:

температура

влажность

0…40 C

45…90 %RH

Температура хранения-10…+60 C

3. ОПИСАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ИНДИКАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Рис.1

Расшифровка надписей кнопок управления и индикаторов жидкокристаллического экрана, представленных на рис.1:

READ – измерение длины

VOLUME – объем

AREA – площадь

SUM+ – суммирование

L (Length) – длина

W (Width) – ширина

H (Height) – высота

STORE – сохранение данных

RECALL – вызов сохраненных данных из памяти

CLR – удаление

ON/OFF – включение/выключение

SET – начало отсчета измерения

UNIT – единицы измерения

– индикатор начала отсчета измерения

ERROR – индикатор «Ошибка»

– индикатор сканирования данных

– индикатор заряда батареи

1,2,3,4,5 – индикаторы ячеек памяти

4. ПОРЯДОК РАБОТЫ

1) Откройте крышку отделения для батарейки и установите батарейку 9В (типа Крона), соблюдая полярность. При появлении индикатора , изображающего разряженную батарейку, пожалуйста, замените ее.

2) Включение: Нажмите кнопку ON/OFF для включения прибора и получения показаний. Жидкокристаллический экран будет подсвечен в течение 6 сек. Если с прибором не производить никаких действий, он автоматически отключится через 1 мин.

3) Выбор начала отсчета измерения: Нажмите кнопку SET с правой стороны прибора для выбора начала отсчета измерения. Индикатор означает, что измерения производятся от передней стороны прибора до объекта, а индикатор — от задней стороны прибора до объекта.

4) Выбор единиц измерения: Нажмите кнопку UNIT (Ft/M) с правой стороны прибора, чтобы выбрать английскую или метрическую систему (в футах или метрах).

5) Измерение: После выполнения пунктов 3), 4) наведите указку дальномера перпендикулярно к поверхности, до которой будет производиться измерение. Нажмите кнопку READ и держите ее нажатой около 1 сек, пока происходит сканирование, затем отпустите, чтобы зафиксировать данные. Если при нажатой кнопке READ прибор будет двигаться, то можно получить неточные показания.

При нажатой кнопке READ появляется индикатор , который отражает состояние сканирования расстояния. Отпустив кнопку READ, если прибор получил данные, то они будут зафиксированы, прозвучит двойной звуковой сигнал для подтверждения и сканирование прекратится. Если в результате сканирования данные не получены (при наличие помех, неровных поверхностей и т.д.), появится надпись ERROR, прозвучит одиночный звуковой сигнал и индикатор погаснет.

6) Вычисление площади (AREA):

а) Когда получен первый результат измерения длины, нажмите кнопку AREA, затем кнопку W (ширина), поверните прибор для получения следующего значения, затем нажмите READ, а затем AREA для получения результата вычисления площади. Это значение может быть сохранено в свободной ячейке памяти, для этого следует нажать кнопку STORE.

Или:

б) Когда получен первый результат измерения длины, нажмите кнопку STORE, затем W (ширина), поверните прибор для получения следующего значения, затем нажмите READ, затем STORE, а затем AREA для отображения результата вычисления площади и сохранения данных.

Максимальное значение, отображающиеся на экране: 999,999 м2. Появление индикатора ERROR означает, что полученное значение больше этой величины.

7) Вычисление объема (VOLUME):

а) Когда получен первый результат измерения длины, нажмите кнопку VOLUME, затем кнопку W (ширина), затем поверните прибор для получения следующего значения и нажмите кнопку READ, затем VOLUME, затем H (высота), затем снова поверните прибор для получения третьего значения и нажмите READ, а затем снова VOLUME для отображения результата вычисления объема. Для сохранения данных нажмите кнопку STORE.

Или:

б) Когда получен первый результат измерения длины нажмите кнопку W (ширина), затем кнопку READ, затем STORE, затем H (высота), затем READ, затем STORE, а затем VOLUME для отображения результата вычисления объема и сохранения данных.

Максимальное значение, отображающиеся на экране: 999,999 м3. Появление индикатора ERROR означает, что полученное значение больше этой величины.

8) Вычисление суммы нескольких измерений:

Когда прибор включен, нажмите кнопку SUM+, затем направьте прибор на объект и нажмите кнопку READ, затем SUM+ и т.д., накапливая данные, которые могут быть сохранены как SUM L1 при нажатии кнопки STORE. Функция суммирования может быть использована только для многоуровневых операций.

10) Сохранение данных:

а) Имеется 5 групп ячеек памяти (по 5 значений в каждой группе), доступных для записи в них различных значений длины, ширины, высоты, площади и объема, и сохранение суммы. Эти данные будут храниться в памяти прибора, пока не будут удалены нажатием кнопки CLR или после смены батарейки.

б) Когда все ячейки памяти заняты, дальше не возможно их заполнять пока не будет освобождена хотя бы одна ячейка нажатием кнопки CLR.

11) Вызов сохраненных данных:

а) Чтобы посмотреть сохраненные данные длины следует последовательно нажимать кнопку RECALL, в результате значения L1L5 появятся по порядку. При нажатии кнопок W, H, AREA, VOLUME отобразятся значения, записанные в соответствующие ячейки памяти.

б) Вызов сохраненных просуммированных данных:

Нажмите кнопку SUM+, а затем RECALL чтобы вызвать значение SUM L, а затем SUM W. SUM L1 ссылается на первую группу последнего сохранения, SUM L2 – на вторую группу, и т.д.

12) Удаление данных (CLR):

а) В процессе работы, после получения результата измерения (после нажатия READ), нажмите кнопку CLR чтобы удалить полученные данные, на экране появится 0,00.

б) Удаление результата суммирования: Когда вызвано значение суммирования, нажмите кнопку CLR, чтобы удалить эти данные из группы, это означает, что все данные в ячейках L, W, H, AREA, VOLUME будут удалены. Только значения SUM L не могут быть удалены этой операцией, они удаляются одно за другим нажатием CLR.

в) Удаление всех сохраненных данных: Нажмите и удерживайте кнопку CLR около 2 секунд, после звукового сигнала все сохраненные данные удалены.
5. ТРЕБОВАНИЯ К ИЗМЕРЕНИЯМ

Данный ультразвуковой прибор может производить измерения только под прямым углом к поверхности. Чтобы гарантировать точность измерений отклонение от прямого угла допускается
+/- 5 град. В случае неровных поверхностей данный прибор не может гарантировать заявленную точность.
6. ГАРАНТИЙНЫЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА

Гарантийный срок устанавливается 12 месяцев от даты продажи. Поставщик не несет никакой ответственности за ущерб, связанный с повреждением изделия при транспортировке, в результате некорректного использования или эксплуатации, а также в связи с подделкой, модификацией или самостоятельным ремонтом изделия. Гарантия не распространяется на ЖК-дисплей и батарейку.

Поставка и консультации:

ООО «Торговый дом «Энергосервис»

191014 г.Санкт-Петербург, а/я 98 М.П.

тел/факс: (812) 327-32-74, 552-76-86

www.arc.com.ru

[email protected]
Дата продажи: __________________

rykovodstvo.ru

Помощник при ремонте — ультразвуковой дальномер CP-3007

Делая в своей квартире ремонт, я все время пользовался ручным дальномером типа рулетка 🙂 Сделав ремонт – решил приобрести более совершенный дальномер. Сначала я твердо решил покупать лазерный дальномер. Но посмотрев на ценовые предложения в интернет-магазинах (а они начинались с 40 долларов), решил немножко поубавить свой пыл, и покупать ультразвуковой дальномер. Тем более, что мне он будет нужен очень не часто, а большую часть времени будет просто пылится в гараже.
Работа ультразвукового дальномера основана на принципе эхолокации, т.е. измерения времени затраченного на прохождение излучаемого сигнала от дальномера, к контролируемому объекту и назад.
Ультразвуковой дальномер обладает одним глобальным недостатком – им возможно проводить измерения только в помещении, где нет движения воздуха, но об этом ниже.
Выбирал я дальномер на алиэкспресс, у продавца с хорошим рейтингом, большим количеством продаж данного девайса и положительными отзывами. Хотел заказать дальномер темного цвета, но продавец на алиэкспресс написал, что таких на данный момент нет. В итоге был заказан ультразвуковой дальномер CP-3007 жёлтого цвета за 10,46 долларов. В описании товара указанно, что он идёт без батарейки, доставка была сделана почтой Китая. Но несмотря на это, получил я прибор достаточно быстро – три недели. Правда посылка была потрёпана, от чего пострадала коробка дальномер, но сам прибор оказался целым
Помощник при ремонте - ультразвуковой  дальномер CP-3007
На самой упаковке прибора даны основные характеристики дальномера. Скажу сразу, что точность + — 1 см, прибор выполняет, тем более, что такая цена деления у него. Дальность измерения от 0,5 м до 18 м – китайцы явно преувеличили. Максимально, что я смог измерить у себя на складе – 14-15 метров, и то с не первой попытки. При измерениях свыше 15 м – выдаёт ошибку. Также при пробных замерах и при последующей эксплуатации (получил два месяца назад) обнаружилось, что дальномер постоянно показывал на 1 см ошибку. Но так как в самом дальномере не предусмотрено калибровки, то пришлось её придумать, путём небольшого передвижения ультразвукового излучателя.
В комплект поставки входил сам ультразвуковой дальномер CP-3007 и инструкция на английском. Скажу сразу, что в о всех функциях дальномера, я самостоятельно разобрался без инструкции. В руке лежит удобно, лёгкий. Корпус достаточно легко пачкается.
Помощник при ремонте - ультразвуковой  дальномер CP-3007
Запитывается дальномер от батарейки Крона. Если долго не будете пользоваться прибором, батарейку лучше вынуть, т.к. даже в выключенном состоянии он садит батарейки, идут утечки
Помощник при ремонте - ультразвуковой  дальномер CP-3007
На верхней панели размещён ультразвуковой излучатель и лазерный указатель. Сам луч лазера не сильно яркий, но для расстояний до 10 метров – годится. Включается лазер путём нажатия на клавишу «Laser» и горит после этого 5 с и самостоятельно выключается.
Помощник при ремонте - ультразвуковой  дальномер CP-3007
При включении, пару секунд дальномер показывает температуру окружающей среды. После этого переходит в режим измерений.
Экран, при нажатии кнопок на приборе, секунд 5 светится синеватым светом. Если с дальномером не производить никаких операций, то он сам автоматически выключится.
Помощник при ремонте - ультразвуковой  дальномер CP-3007
Производить измерения можно в метрах так и в футах (выбирается соответствующей клавишей на панели прибора).
В рассматриваемом дальномере есть три ячейки памяти (М1-М3) и он способен вычислять площадь (кнопка AREA) и объём (кнопка VOL). Также можно складывать измерения и вычитать (кнопки + и -). Кнопка ALL

www.taker.im

Ультразвуковые дальномеры. Достоинства и недостатки в сравнении с лазерными рулетками. Статьи компании «ООО «МЕД-ПРОМ РЕСУРС»

Выбираете между лазером и ультразвуком для измерения расстояний? Тогда эта статья от магазина ООО «МЕД-ПРОМ РЕСУРС-контрольно-измерительное оборудование» именно для Вас.

Ультразвуковые дальномеры

          Измерение расстояния бесконтактным способом, без необходимости перемещаться между объектами измерения открывает большие возможности перед человеком. Одним из наиболее простых и дешевых аппаратов, разработанных учеными и конструкторами, является ультразвуковой дальномер. Подобные приборы еще называет эхолотами. Они нашли довольно широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человечества.

          Схема ультразвукового дальномера довольно проста. Он состоит из приемной и передающей частей, а также микропроцессора, служащего для запоминания, обработки и отображения полученных данных.

Как работает?

         Принцип работы данного устройства заключается в том, что испускаемый на определенный предмет звук, находящийся за пределами слышимости людей, отражается от данного предмета и улавливается приемной частью прибора. Скорость прохождения звука в воздухе имеет определенное значение при фиксированной плотности, что позволяет рассчитать расстояние.

         По мере совершенствования знаний человека и расширения возможностей производственных технологий, совершенствовалась и конструкция прибора. Так, для более точного направления звукового пучка на предмет, до которого нужно измерить расстояние, был разработан дальномер ультразвуковой с лазерной указкой. Это значительно повысило удобство проведения работ и точность измерений.

Сфера применения

          Современные аппараты, используя последние достижения в разработке программного обеспечения и производстве микропроцессоров, обладают возможностью проведения более сложных операций, чем просто фиксация результатов измерений, Так, например, они могут рассчитывать площадь обмеряемой территории, а также угловые координаты цели. Новые возможности, которые получил ультразвуковой дальномер, цена на который значительно ниже, чем у лазерного аналога, значительно повысили популярность данных приборов.

          Купить ультразвуковой дальномер сегодня не представляет большого труда. Это можно осуществить в многочисленных реальных и виртуальных магазинах, предлагающих измерительные приборы различного назначения.

Недостатки и альтернатива

           При этом нужно отметить существенные недостатки, которые присущи приборам, работающим с использованием ультразвуковой локации. В первую очередь это касается точности измерения, которая определяется средой, в которой распространяется ультразвук. Ее характеристики и их значения, в первую очередь плотности, не являются постоянными и могут меняться в процессе проведения измерительных работ (скорость, с которой распространяется звук, возрастает с увеличением плотности среды). К другим недостаткам можно отнести ограниченность по расстоянию замера. Минимальная дистанция для данных приборов составляет 0,3 м., а максимальная 20 м. Но, пожалуй, самый существенный недостаток ультразвукового дальномера кроется в самой природе звука, а точнее в особенностях распространения звуковой волны. Первое, что следует знать о звуки, это то, что он имеет волновую природу. Чтобы проиллюстрировать, как именно волновая природа звука сказывается на точности измерения ультразвукового дальномера, давайте вернёмся в прошлое – в детство. Все дети любят кидать камни в воду и наблюдать за тем, как от места падения камня по воде распространяются волны. Чем дальше от эпицентра отходят волны, тем они становятся шире. Звук, это тоже волна. И по мере отдаление звуковой волны от её источника она также расширяется. Современные ультразвуковые дальномеры оснащены лазерными указками. И многие думаю, что ультразвуковая волна отражается именно в той точке, куда направлен луч лазера. Но это не так. Если на пути волны случайно окажется преграда (например мебель) то звук отражённый от неё может достигнуть приёмника раньше звука отражённого например стены. По этой же причине трудно проводить замеры ультразвуковыми дальномерами углов. Также трудно измерять диагонали.

         Кроме того, точность измерения ультразвукового дальномера часто зависит и от материала, на который попадает звук. Более мягкие материал имеют свойство поглощения звуковой волны. Что также негативно сказывается на точности измерительного прибора.

          Приобретать аппараты, работающие на ультразвуке, следует только тогда, когда не нужно осуществлять точные измерения и измерения, не выходящие за радиус их действия. В противном случае лучше потратить чуть больше средств, но купить лазерный дальномер.

Лазерный дальномер

          Лазерные рулетки предназначены для измерения расстояний в довольно-таки широком диапазоне: ближняя граница составляет 0,02 ― 0,03 м, а дальняя 100-200 м. Точность измерения при такой дальности очень высокая: у моделей попроще ― ±3 мм, а у профессиональных ― ±1,5 мм.

          Конечно же, эти инструменты несвободны и от ряда недостатков. В первую очередь специалисты говорят о том, что технические возможности лазерных рулеток в яркий солнечный день значительно снижаются. Вместо декларированных изготовителем 100-200 м, реально, как показывает практика, можно измерять максимум 30-50 м. Связано это с тем, что спектры солнечного излучения и лазерного сигнала несколько «пересекаются», и отраженный сигнал ослабевает.

          Помимо этого, дальность работы определяется и поглощающей способностью поверхности предмета, расстояние до которого измеряется. Для получения паспортной дальности следует использовать специальные светоотражатели, которые в комплект лазерной рулетки не входят, а продаются отдельно.

          Также возникают некоторые сложности при работе со стеклами и зеркалами. Стёкла могут пропускать лазерный луч и тогда показание замеров становятся некорректными.

          Но как показывает практика лучшего помощника, чем лазерный дальномер для измерения метрических параметров в строительных работах – не найти!

          Кроме того современные лазерные дальномеры снабжены и дополнительными функциями. Такими, как, довольно внушительный объём внутренней памяти, возможностью подключения к компьютеру и набором дополнительных аналитических функций (измерения объёма, угла, гипотенузы и пр.)

          Но, конечно каждому стоит самому выбирать, что для него важнее цена или точность. В любом случае, если возникнет необходимость выбрать дальномер, в нашем магазине МЕД-ПРОМ РЕСУРС вы всегда сможете приобрести именно тот прибор, который будет наилучшим образом соответствовать вашим потребностям, а наши профессиональные консультанты помогут сделать выбор осознанным и комфортным.

mpr-kip.com

Ультразвуковой дальномер

Дополнено
2010г.
Данная страничка немного
устарела, за несколько
лет в инете и магазинах
многое поменялось.
Все описанное ниже
можно принять к сведенью,
но так же советую обратить
внимание на
страничку
магазина (а
здесь
дешевле), где продается
более красивое решение.
Описание и схему маленького
дальномера на одной
пищалке можно найти
здесь.
Интуетивно понятно,
что это решение можно
продублировать, добавив
по надобности что-нить
свое.

 
Ультразвуковой 
дальномер — мое решение.

Конечно
— можно купить в 
магазине готовый 
ультразвуковой или 
лазерный дальномер,
стоит он порядочно 
и возможно не подойдет
для конкретной задачки…
если делать самомтоятельно —
можно настроить 
как угодно и подо
что угодно(если это 
возможно вообще)

Здесь история 
такова:  
изначально на меленькой платке надо было
сделать одну не менее маленькую и простую
хреньку, которая должна была тупо записывать
изменения цифрового сигнала — приблуда
помогала мне программировать пульт ДУ
от телека, записывая коды всех кнопок
— по сути была приемником и дешифратором
ИК сигналов.  
После возникла надобность сделать для мобильного
робота
ультразвуковой
дальномер( для определения препятствий,
величиной с болванку-две на расстоянии
метр и более по возможности), ну посмотрел
— раз уже есть камень с объвязкой и выводом
COM порта, решил по крайне мере приемуню
часть уместить там же… потом так же решил
и с передающей…. потом передающая часть
разрослась… потом разрослась и приемная,
причем конкретно. В резельтате получилось
то, что получилось.Была бы готовая схема
можно было сделать печатную плату, вставить
детальки и не думать — однако, поскольку
ничего не нашлось — пришлось провести
некоторое исследование по данному вопросу…
Надо добавить, что нашел вообще только
одну схему на японском
сайте
, в
рунете нет нихрена!

 
Такой
вот ультразвуковой дальномер с 
обратной стороны, без неких навыков 
пайки — лучше не браться. Выглядит страшновато,
но т.к. приемная и посылающая часть 
в разных концах и конденсаторы на
питание не жалелись, вообщем работает:
Есть 
русское слово, как такое можно 
назвать.. если отгадал — отправь по
аське мне:
так вот 
проходят испытания ультразвукового 
дальномера — напротив болванка , в синей 
катушке от припоя излучатель(он все 
вермя вертится на проводах — направить 
трудно), приемная часть на плате 
впаяна(не вертится) нацелена на болванку. 
Звук идет соответственно от излучателся,
отражается от болванки и попадает в приемник,
который тут же на плате. 
(я не рискнул выводить его на проводах,
что бы те еще больше помех не дали) Далее
подсчитывается время.. вернее подсчитывается
оно все время пока звук в «полете»
а при его поимке только выводится кому
надо(пока в комп). Зная скорость звука
в воздухе, и время, которое он был в полете
— мы рассчитываем расстояние…  
Надо заметить, что так оно только в теории..
на самом деле, на практике время — это
и есть расстояние — после цикла ожидания
«эха» в переменной остается число,
собственно это есть время, но в каких-то
своих единицах (я не использовал таймер,
по крайне мере пока). Далее составляется
пропорция — сантиметры по линейке до препятсятвия
и это число, соответствующее измеренным
сантиметрам… т.е само значение скорости
звука здесь явно не где даже не вписано…(его
можно даже не знать!!!_)итак — замеряем
расстояние от ультразвукового дальномера
до болванки:
Это фон
— так он видит пустое пространство,
с этим кстати загвоздка — слишком 
уж шумно на мой взгляд:
…а 
так он видит болванку, слева 
за экраном импульс синхронизации 
посланный от контроллера во 
второй канал осциллографа. Как 
нектрудно догадаться импульс 
синхронизации посылаестя перед 
всем этим представлением — по 
этому картина привязана только 
к нему, и если болванку оттащить 
немного — то «холмик» тоже отъедет 
вправо, возможно даже за границы 
экрана 
Эта же осциллограми видна на картинке
с болванкой, напротив ультразвукового
дальномера — осциллограф там справа.

 
Ультразвуковой 
дальномер продолжение —
второй каскад усиления.

Как написано
в первой части — все это работало…
вообщем-то достаточно для решиния 
поставленной задачки, но в нете ходили
слухи, что ультразвуковые дальномеры
могут много больше. 
Некоторое время я впитывал все эти слухи,
посматривал на свой, впитывал и снова
посматривал — через какое-то время мой
мне нравится перестал 🙂 
Решено было пересчитать коэффициент
усиления, и хотя казалось, что он дастаточен
— поэксперементировать с большим. 
Т.к. операционник, пускай и дорогой, уже
«заваливался» на нужной частоте
решено было разбить усиление на два каскада
и вставить еще один операционик. 
теперь усиление состоит из двух частей: 
1 — 1:100 
2 — 1:10 (для своей задачки я понизил до 1:5,
т.к сильнее не нужно, а в последнем случае
проще настраивать компаратор) 
—- 
3 — компаратор 
4 — не используется. 
(см. в конце схему ультразвукового дальномера)
 
С обратной
стороны места уже стало не
хватать — так что пара резисторов
разместилась снизу, это и удобно,
т.к. эти резисторы задают второй
коэффициент усиления, я с ними
долго возился, так что легкий
доступ это несоменно плюс:
За 
сим задачку определения роботом 
перепятствий спереди — считаю решенной!  
Скоро вылажу сюда схемки, осциллограммы
на каждом участке и оформлю это все в
качестве статьи в помошь желающим, т.к.
ничего похожего и полезного на русском
в свое время не нашел.  
Есть всякая муть конечно на частях из
фотоаппарата палароид и тп.. но меня это
не очень порадовало — здесь то можно поиграться
с каждым параметром на кадом участке
схемы, а там что?

 
Часть
третья: красота спасет
мир!

КОробочка
попалась не дорогая, и причем с ушками,
что отлично решает проблему крепежа
— плата прикручена болтами через 
слой паралона, крышка на защелках — бить
по ней палкой никто не будет — так 
что защелки рулят! (есть еще коробки 
на винтах — отстой — полезного места 
в нутри ощутимо меньше). Свич
перекрывает 12 вольт ( 5 вообще не сат 
отключать — пусть живет 🙂 (на борту 
нашего робота 5 вольт везде общие 
и откл одним свичем) Ну и ком 
порт соответственно(кстати можно и 
юсб еще проще будет :-)) та же схема,
только юзаем доку AVR309).. в него постоянно 
падает байт — сколько сантиметров 
до цели. В байт как раз влезло
2,5 метра, больше и не требуется.  
Вся конструкция заняла 10х7 см.  
Подумываю, не сделать ли ему рупоры на
пищалки(что сразу же не мешали друг другу),
но по ходу и так все работает отлично.
 
Некоторые
замечания: 
Все детали, нужные для создания ультразвукового
дальномера по этой схеме продаются в
чипидипе, стоит около 500-900р за все(точно
не помню — денег много было, не считал
:-). (корпус, пищалки, разъемы прочее)  
Некоторые коментарии по схеме ультразвукового
дальномера: 
1. Пищалки можно юзать любые, под разные
задачки лучше разные… для моей задачи —
чем болше габариты тем лучше, угол 50. 
2. Можно попробывать использовать только
одну относительно дорогую AD822 а на место
компаратора чего-нить по дешевле ( у меня
просто не было ничего другого под рукой
вообще) 
3. В меге для генерации 40 килогерц можно
использовать таймер, для этого нужно
подобрать другой резонатор. (у меня были
только 16 и 12.. они не подходят) 
4. Скорость звука в воздухе вообще-то зависит
от температуры — если очень важна точность
(мне она пофигу) то учитывай это 
5. Заметь- что на картинке дальномера в
корпусе — пищалки не касаются пластмассы
— один чел говорил, что при мегаточной
настройки (данная схема способна и на
такое) звук от пищалки до микрофона будет
передаваться по корпусу, по этому лучше
перестраховаться 
6. Пример простейшей прошивки меги на
си(под эту схему) можно посмотреть здесь 
7. Программатор лучше использовать STK200/300
он же avreal — софт и схему можно дернуть здесь 
8. По уму в прошивке надо отслеживать и
начало и конец «пачки», в примере
только начало(точность вырастет конкретно)..
может допишу — выложу. 
9. Пищалка очень любит 40кгц — чуть в сторону
уже совсем не то… наверное правду в мануале
пишут, что резонансная 🙂 
10. НА схеме неспроста в излучателе понапиханы
транзисторы — желающим дать больше вольт
чем 12 — велком — один чел говорил, что будет
пищать громче( считай дальше). Я этого
делать не стал по трем причинам: во первых
24 вольта еще где-то найти надо, во вторых
текущаа версия при соотв настройке ризистора
итак видит стену за 4 метра, т.е. мне не
где испытывать его, да и не нужно. Ну а
третья причина этот же чел говорил, что
пищалки имеют тенденцию дохнуть на этом
вольтаже 
11. Общий совет: можно найти все резисторы
и конденсаторы в нерабочем блоке питания
от компа ATX(они там все где-то 1/8 вата) —
денег сэкономишь! 
12. Ошибочное мнение, что ультразвук издаваемый
пищалкой как-то могут услышать собики
и прочие твари, он на них плохо влияет:
у меня собака пришла как то ночью и уснула
напротив пищалки включенной. 
13. Еще — так просто к сведенью — меги и прочие
8битный контроллеры от атмела — гонятся
отлично.. у меня в некоторых задачках
вместо положенных 16 работают на 24 и нормально. 
14. При устрановке R5 выше килоома (10, 50,
100) получится очень большое усиление,
и скорее всего понадобятся рупора, зато
дальность измерений сильно вырастет. 
15. Вместо устрановки рупоров (при большом
R5) см. выше, можно модернизировать прошивку,
что б она не ждала в начальный момент
времени полезный сигнал. Но тогда нельзя
будет мерять расстояния около 10 см и меньше. 
 
Коментраий к совету 8 — желтым обозначен
момент срабатывания прерывания МК ультразвукового
дальномера на приеме, собственно можно
ограничится именно этим первым моментом,
подождать чуть-чуть и делать следующее
измерение, генерая следущюю пачку импульсов
— а время полета звука считать временем
от первого посланного импульса(или последнего
не суть важно) до ПЕРВОГО принятого.  
Второй вариант — обозначен красным — более
точный — поскольку пачка импульсов как
правило доходит отнюдь не в идеальном
виде и не полностью (может не быть пары
тройки первых или последних импульсов),
собствено даже на картинке видно, что
она «сплющилась» по краям, хотя отправлялся
идеальный прямоугольник импульсов — так
вот: суть в том, что середина пачки должна
оставаться на месте несмотря на то, что
края ее уже могут не почувствоваться
компаратором. Так что точность в несколько..
(милиметров надо думать) зависит от того
учитывалась в прошивке ультразвукового
дальномера середина или только начало
пачки при приеме ее обратно.
Я бы не
мог сказать с уверенностью какой 
вариант проще: второй определенно 
точнее, но проигрывает при использовании 
ультразвукового дальномера в узких 
пространствах, или же надо следать 
за тем что б после получения 
пачки имульсов не поймать вторую
— отраженную от чего-нить — и не посчитать 
ее конец за конец суммарной пачки.
В первом случае, ультразвуковой дальномер 
работает не столь точно как может
— зато измеренное расстоянии это гарантированно
расстояние до ближайшего объекта(в 
случае равного оотражения).  
На рисунке ниже показанно, чего следует
опасаться рассчитывая расстояние по
середине отраженной пачки импульсов.
Совсем не сложно учесть это в прошивке
МК ультразвукового дальномера, но тогда
выложенную мною софтину прийдется дорабоать.
Сам смотрел только первый пришедший сигнал
из пачки, т.к. по моей задачке иного не
требовалось.
 
 
Если 
дальномер расположен между двух
препятствий (в моем случае книжек поставленных
горизонтально на расстоянии 15см от
дальномера спереди и сзади) то на
выходе будет наблюдаться похожая 
картина: при неправильно настроенном 
компараторе и прошивке считающей 
расстояние «по середине пачки» —
дальномер покажет расстояние до
объекта больше чем на самом деле:
 
 
На 
осциллограмме видно, что если компаратор
будте настроен, для пропускания 
любого сигнала чуть выше шумов, то
пройдет не одна полученная первая
паска импульсов, но и второй отраженный
бугорок по-меньше, а так же возможно
и третий — прошивка(в случае, рассчета
расстояния по середине пачки) посчитает,
что это одна пачка а не три,
и скажет что середина у нее 
дальше.  
(синий меандрик это время, когда генерилась
пачка исходящая)
Ультразвуковой 
дальномер: мой вариант 
схемы
 
Описание 
схемы ультразвукового 
дальномера:

 
Дальше идет схема (оригинал весит метр)- она проверена,
только вот рисовалась по памяти немного…
логика точно верна, онако советую сверятся
с пдфками.. мало ли что. 
Приемеая часть ультразвукового
дальномера
состоит из микрофона 40кгц
и каскада из двух операционных усилителей.
Первый с помощью обратной связи настроен
на коэффициент усиления 1:100, второй на
1:10.  
ПО надобности коэффициенты усиления
обоих операционников могут быть увеличины
— но на первом нет смысла ставить больше,
чем он может макс. на частоте в 40Кгц. 
После второго операционного усилителя
сигнал попадает в компаратор, порог сравнения
которого регулируется подстроечным резистором.
Фактически он регулирует чувствительность
ультразвукового дальномера: насколько
чутко он будет воспринимать отраженный
сигнал, и в случае и спользования в узком
пространстве регулировкой компаратора
можно отсекать многократно отраженный
сигнал.  
После компаратора уровень сигнала(уже
можно сказать логического) понижается
до 5 вольт и идет в прерывание микроконтроллера
— далее уже работает программа. 
Между операционными усилителями встречаются
конденсаторы, выполняющие роль частотных
фильтров — убирающих все низкочастотные
сигналы. 
Передающая часть
ультразвукового дальномера
построена
на инверторах — при переключении работы
одного выходного транзистора на другой
— меняется не просто уровень сигнала (как
например при использовании одного транзистора
на выходе, напрямую подключенного к МК)
а еще и полярность, что повышает силу
«писка».  
Использование транзисторов на выходе
обусловлено ограничениями на ток в микросхеме
инвертора, и на максимальное напяржение
в ней же.. т.к. схема расчитана на входное
напряжение транзисторов до 24 вольт.

Микроконтроллер
искользовался серии AVR, это обусловлено
исключительно моим прежним общением
с этими типами устройств — тут кому что
нравится больше. Здесь же стоит заметить
что есть варианты работы схемы ультразвукового
дальномера вообще без МК(c использованием
таймеров типа 555 и нехитрой логики — только
тогда не понятно что делать с данными
— разве что визуально смотреть как-то.). 
В любом случае использовать МК это всегда
проще и универсальнее.
 
Осцилограммы 
этой схемы ультразвукового 
дальномера:

Наконец-то дошли 
руки, как и обещал выкладываю осцилограммы
с различных точек этой схемы. 
Коробка от компакт
диска — на расстоянии 70см
от дальномера — перпендикулярно.
 
Желтый — выход первого операционного
усилителя 
Синий — момент, когда пачка генерится
и улетает соответственно 
За ноль (он общий) считать нижние положение
синего канала 
 
 
Принятая пачка импульсов —
крупно.
 
Желтый — выход первого операционного
усилителя 
За ноль (он общий) считать нижние положение
синего канала 
 
 
Вход прерывания микроконтроллера (сигнал
после компаратора).
 
Желтый — после компаратора и делителя 
Синий — момент, когда пачка генерится
и улетает соответственно 
За ноль (он общий) считать нижние положение
синего канала 
 
 
Между одним из выходов
на пищалку(передача)
и землей.
 
(после инвертона и транзисторов). 
 

Ультразвуковой 
дальномер в движении
на роботе

Ура! Наконец-то
удалось вдоволь натестится — применить 
дальномер на задаче, ради которой 
он, собственно, и был сделан. 
Итак — задача:  
Определить наличие препятствия (буросок,
лежащий горизонтально, во всю длинну
— 50 на 5 (длина и высота мм) и расстояние
до него на текущий момент времени. 
Робот несется на скорости по полосе-траектории
— далее выходит на более менее прямой
участок, где возможно расположенно препятствие
— далее «бревно» 
Результаты следующие: 
— разумная частота работы дальномера
— около 10Гц. 
— на практике сразу же пришлось сделать
рупора(первая версия кусок паролона,
с проткнутыми под пищалки дырками: помогает,
но не важно — лучше попробывать, как сделал
японец — см ссылку в самом начале, сам
сделаю как только убью все более важные
глюки в роботе) — пищалки слышат друг дурга
сразу же(им плевать на диаграму напрявленности
— можно считать что начальная до 90 градусов)
на коэффициенте усиления второго операционника
1 к 10 
— пришлось уменьшить этот же коэффициент
до 1 к 5 (иначе видит неровности стыков
пола и прочее лишнее — дальномер закреплен
в 100мм от пола) 
— пришлось уменьшить этот же коэффициент
до 1 к 3 — дальномер видит слишком далеко
(для моей задачи) — у меня далекие препятствия
— стены, толпа людей и т.п. большие, а «бревно»
довольно маленькое. Трудно определить
увидел ли он по счастливой случайности
далекое «бревно» или это уже стенка
или подобное… но над этим решением я
еще размышляю.. есть тема убить это програмно,
не теряя дальности определения (1 к 3 работает
до 1м.) Здесь важно заметить, что на практике
зависимость между размерами детектируемого
объекта и максимального расстояния работы
нелинейная: т.е чем меньше общий коэффициент
усиления, тем лучше дальномер будет определять
мелкие, но ближние объекты, нежели здоровые,
но дальние(понятно, что слово дальние,
считается линейно уменьшенным пропорционально
к-ту усиления). (последнее возможно мои
домыслы, но это идет из экспериментов
с коэффициентами 1:1, 1:2,1:3,1:5 
— COM порт ушел в прошлое… На роботе свободный
ком порт это как мираж в пустыне. В результате
пришлось реализовать интерфейс передачи
данных: основной роботовский контроллер
дает импульс пуска измерения, ультразвуковая
МЕГА8 ловит его, начинает измерение, и
если вернулось эхо, то обрабабывает его,
и дает импульс ответа. Собственно передачей
данных здесь служит вермя ответа относительно
команды сделать измерение (может быть
и отсутствие ответа — тогда импульс ультразвука
улител в пустоту, основной роботовский
контроллер это понимает) 
— очень рад, что не купил готовые индустриальные
датчики — с описанным дальномером можно
делать что угодно, если меняется задача
или ее параметры(у меня частенько). 
— вообще ультразвук работает как ему больше
нравится, нежели мне. 🙁 Иногда на скорости
стабильно не замечает «бревно» в
одном месте, хотя в другом отлично его
чует на требуемом расстоянии.(значит
работа не закончена 🙂 to be continue)

 

stud24.ru

Использование ультразвукового дальномера

Использование ультразвукового дальномера

Вот раздобыл я себе интересную штуку — ультразвуковой датчик расстояния. Называется этот датчик HC-SR04.

Его краткую документацию я уже положил в наш раздел для загрузки файлов —

. Ну и конечно первая мысль — попробовать подключить его к нашей плате Марсоход.

Собственно протокол общения с датчиком обещает быть простым. У датчика всего 4 контакта: питание +5В, GND, Trig и Echo. Если не считать питания, то получается всего 2 сигнала для обмена.

Документация к датчику написана немного коряво, поэтому расскажу сам как там все должно работать.

На сигнал Trig нужно подавать короткие импульсы длительностью 10мкс. Этот импульс запускает эхо-локатор. Он уже сам генерирует пачку ультразвуковых импульсов (40кГц) для излучателя и сам ловит отраженное эхо. По времени распространения звука туда и назад датчик определяет расстояние. Нам же сам датчик на контакт Echo выдает импульс с длительностью пропорциональной расстоянию. Длительность сигнала Echo от 150мкс до 25мс. Если ответа нет, то длительность Echo около 40мс. Расстояние до объекта можно вычислить разделив длительность в микросекундах эха на 58. Получаются расстояние в сантиметрах. Максимальное расстояние, которое можно мерить судя по документации — 5 метров.
Рекомендуемый период опроса датчика 50-10мс. Диаграмма направленности датчика не очень острая — примерно градусов под тридцать.

В принципе сам код для работы с датчиком c платы Марсоход я написал довольно быстро на Verilog. Посимулировал — похоже все правильно должно работать. А вот реальные испытания показали, что не все так хорошо. Довольно большая проблема — питание датчика. По документации ему нужно +5В и естественно вопрос — где их взять? Плату Марсоход я питаю от аккумулятора и напряжение там у него +4,2В. Этого оказалось не достаточно датчику расстояния.

Странным образом оказалось, что датчик работает довольно стабильно при напряжении питания +3,3В, но небольшое падение напряжения и все, начинает глючить.

Как я понял сам датчик сделан на базе микроконтроллера PIC и видимо ему очень важно иметь стабильное питание. Спасибо Юре, он мне сделал переходничек к плате Марсоход, который повышает напряжение и делает его стабильным +5В. Вот такая платка:

 

Возможно Юра потом напишет отдельную статью, как сделать такой «повышатель» напряжения. Я сейчас не буду на этом останавливаться.

Вот на этой картинке все устройство в сборе:

Проект для платы Марсоход, который я сделал измеряет расстояние и отображает его на светодиодах в двоичном виде. Правда отображаемое число нужно умножить на 2, чтобы получились сантиметры.

Весь проект можно взять здесь:

Вот как работает мой девайс:

К моему большому сожалению я обнаружил ряд недостатков этого датчика:

  • Измерять расстояние до поверхностей, которые находятся под углом к лучу датчика не получается. Угол падения равен углу отражения — видимо из-за этого луч не возвращается, а уходит дальше, отразившись от поверхности.
  • Некоторые поверхности обладают плохими отражающими свойствами. Это мягкие ковры, пледы и так далее.

Из-за этих проблем не получается применить этот датчик так как я себе задумал в очередном проекте. Видимо придется искать другие способы измерять расстояние, может быть какие-то оптические датчики или еще что-то.

Была так же мысль выпаять из этого дальномера собственно излучатели и подключить непосредстчвенно к ПЛИС платы Марсоход. Возможно, исключив из устройства «слабое звено» в виде PIC контроллера удалось бы повысить потребительские свойства устройства? Ну пока еще не знаю. Нужно подумать..

 

 

 

Добавить комментарий

marsohod.org

принцип работы — Немного о ремонте и строительстве

Оглавление: Принцип работы ультразвукового дальномера Лазерный дальномер: изюминки Принцип работы с лазерным дальномером Преимущества дальномера в отличие от несложной рулетки Как выбрать дальномер: советы Дополнительные моменты Дальномеры, современные устройства, употребляются для замера расстояния и используются в различных отраслях строительства и при изготовлении мебели. Собственной популярностью они обязаны дальности измерений и высочайшей точности.

Заменяя примитивную рулетку, дальномер превосходно справляется с измерениями и дает более правильные результаты. При измерении громадных расстояний его погрешность образовывает миллиметры.

Схема ультразвукового дальномера.

Существует 2 типа этого измерительного прибора, но то, какой выбрать дальномер (лазерный либо ультразвуковой), возможно выяснить по окончании изучения характеристик и качеств каждого из аппаратов. Самым несложным и недорогим аппаратом, созданным современными конструкторами, есть ультразвуковой дальномер.

Подобную конструкцию по-второму именуют эхолокатором. Они частенько употребляются во многих бытовых и промышленных сферах.

В конструкцию ультразвукового дальномера включается приемный и передающий блок, и процессор, что несет запоминающую функцию и потом обрабатывает и отображает взятую данные. Принцип работы ультразвукового дальномера Принцип действия ультразвукового дальномера.

Дальномер ультразвуковой трудится методом направления испускаемого звука на какой-то предмет, что, со своей стороны, отражает его. Дальномер улавливает приемным блоком.

Данный ультразвук не слышим окружающим. Скорость звука зависит от плотности воздуха, что содействует более точному расчету расстояния.

В ходе производственных новых возможностей и внедрения технологий конструктора добились усовершенствования конструкции аппарата. Это разрешило создать новый прибор, более совершенно верно направленный звуковым пучком. Был создан ультразвуковой дальномер с лазерной указкой.

Таковой аппарат существенно увеличил точность измерений и облегчил проведение работ. Купить ультразвуковой дальномер на сегодня возможно на любых торговых точках, занимающихся измерительными устройствами. Таковой аппарат имеет огромный недочёт.

Главным минусом есть точность замера, поскольку она определяется с учетом внешней среды, в которой будет распространяться звук. значения и Параметры (главным из которых есть плотность) не смогут быть постоянными и имеют свойство изменяться во время работ.

Важным недочётом считается и ограничение длины измерений, поскольку пределы расстояния — от 30 см до двадцати метров. Вследствие этого применять ультразвуковые устройства возможно в том случае, в то время, когда не нужно правильных замеров и замеров не более допустимых пределов. В иных случаях лучше купить дальномер лазерный, не смотря на то, что он стоит мало дороже, но имеет лучшие характеристики.

Возвратиться к оглавлению Лазерный дальномер: изюминки Устройство лазерного дальномера. Сейчас лазерный дальномер, либо как именуют его по-второму — лазерная рулетка, есть нужным прибором при отделке и строительстве.

Он употребляется с целью проведения как внутренних, так и наружных работ. Данный тип дальномеров представляет собой небольшой оптико-электронный аппарат с целью проведения замеров расстояния.

Сегодняшние производители рады предложить широкий спектр моделей с расширенными функциями, разрешающими создавать вычисление площади, количество помещения, делать измерения объектов, расположенных в недоступных местах, каковые производятся по теореме Пифагора. Кроме того, на протяжении проведения работ возможно передавать эти для обработки на ПК и, в зависимости от модификации прибора, делать другие дополнительные функции.

Многие модели оснащены противоударными, пыле- и влагозащитными корпусами, в связи с чем их возможно использовать при любых условиях проведения работ. Возвратиться к оглавлению Принцип работы с лазерным дальномером При работе с таковой модификацией прибор устанавливается на ровную плоскость и включается.

Схема работы лазерного дальномера. Затем аппарат нужно настроить и генерировать лазерный луч, что имеет красный цвет и направляется в требуемую точку.

Эта точка отражается в приемный блок, и расстояние прибора до объекта фиксируется на особом дисплее, расположенном в корпусе дальномера. Трудится лазерный дальномер по следующему принципу: аппаратом посылаются импульсы на цель, которая, со своей стороны, их отражает, а встроенный элемент процессора определяет длину с учетом времени с того момента, в то время, когда был отправлен импульс, до приема отражения.

Возвратиться к оглавлению Преимущества дальномера в отличие от несложной рулетки Проекты с ультразвуковым дальномером. Лазерный дальномер характеризуется следующими изюминками: При замерах возможно обойтись без посторонней помощи.

Применяя лазерный дальномер, появляется возможность измерять объекты с препятствиями, каковые нереально замерить при помощи простой рулетки. Использование таких дальномеров существенно уменьшает время проведения работ и проводит замеры самый совершенно верно.

Видимый лазерный луч есть ориентиром, и вследствие этого несложнее и эргономичнее трудиться. При помощи лазерного прибора без неприятностей возможно проводить и другие работы, к примеру, устанавливать оконные рамы, подоконники, заливать цементный пол.

Такие устройства способны измерять не только длину, но объём и площадь. Возвратиться к оглавлению Как выбрать дальномер: советы Электрооптический дальномер.

Перед приобретением дальномерного устройства нужно определиться с грядущими работами, другими словами с тем, для каких целей он нужен. Чем больше функций у прибора, тем он дороже будет стоить. Пункты, каковые нужно учесть перед выбором: Классификация.

Подобные устройства бывают: бытовые; опытные. В случае если прибор приобретается для внутренней отделки квартир, то для этих целей подойдет простое бытовое устройство.

В случае если предстоит действующий при более жёстких условиях и на сложных строительных объектах, то нужно призадуматься над опытным оборудованием. Но цена на опытные устройства существенно выше.

Бывает и так, что кое-какие бытовые дальномеры смогут быть оснащены дополнительными функциями. Дальность замера.

Структурная схема импульсного лазерного дальномера. Современные лазерные измерительные устройства смогут иметь дальность луча до 200 м. Получая устройства с большой дальностью измерения, нужно обратить внимание на приспособление для установки штатива, поскольку создавая замеры на громадных расстояниях, необходимо иметь штатив.

При применения прибора для постройки загородного дома либо на строительных площадках маленького размера, достаточно применять дальномер с дальностью до 50 м. Точность дальномера. По большей части все лазерные дальномеры владеют точностью измерений с погрешностью от 1.5 до 2 мм, что решает неприятности при бытовых и опытных застройках.

Производитель. Уровень качества дальномеров кроме этого зависит и от производителя.

Самыми лучшими компаниями по производству дальномеров считаются BOSH, Stabila. В большинстве случаев, устройства европейских производителей намного дороже продукции китайского производства, но и уровень качества китайских намного уступает. Гарантийное обслуживание.

Каждая узнаваемая компания на собственный оборудование предоставляет гарантийный талон, предоставляющий право на сервисное обслуживание. В простых случаях гарантия дается на 1-2 года на бытовые лазерные устройства и до 3 лет на опытное оборудование.

Получая дальномер, нужно узнать, имеется ли центр для обслуживания оборудования той либо другой компании. удобство и Дизайн при применении. При подборе лазерного устройства нужно его подержать в руках.

Он должен быть эргономичным, нетяжелым и не выпадать из рук. Чем меньше габариты устройства, тем эргономичнее его применять, поскольку возможно поместить кроме того в карман. Для удобства применения дальномера многие производители оснащают его корпус резиновыми подробностями. Функциональность.

Возвратиться к оглавлению Дополнительные моменты Структурная схема ультразвукового дальномера. Цена на дальномеры возрастает при наличии дополнительных функций. Устройства в собственную конструкцию смогут включать следующие функции: Память.

Возможно использовать для сохранения размеров, каковые довольно часто употребляются при работе. Откидная скоба. При ее помощи производится измерение внутренних углов. Bluetooth. Это беспроводная совокупность передачи на расстоянии данных, которая разрешает мгновенно перенести измерения на ПК.

Определитель объёма и площади. Оптический визир.

Нужен для визуализации лазерной наведения и точки на предмет. Это весьма комфортно в солнечную погоду. Выполняя все советы, вы без особенного труда сделаете верный выбор.

Удачи!

Ультразвуковой дальномер HC-SR04

Вы прочитали статью, но не прочитали журнал…

stonemoscow.ru

Ультразвуковой дальномер (эхолот) — 12 Июля 2013 — Портфель

Ультразвуковой дальномер пригодится в работе по дому и на приусадебном участке, с его помощью можно определить, например, глубину водоема или высоту построек. Да и вообще это замечательная игрушка, с которой никогда не скучно. Расстояние прибор вычисляет по запаздыванию эха, отраженному от препятствия. Ультразвуковой генератор прямоугольных импульсов построен на микросхеме IC2 типа 555. Частоту его генерации можно установить равной примерно 40 кГц с помощью резистора VR1.

Ультразвуковой сигнал промодулирован сравнительно низкой частотой генератора на IC1, построенной на основе таймера того же типа. Они есть в продаже, но при желании их можно заменить отечественным аналогом КР1006ВИ1. Сигнал с выхода IC2 поступает на логическую микросхему IC3 типа 4069 (аналог — ЛН2), которая «раскачивает» ультразвуковой излучатель Тх. В его качестве можно использовать как импортный пьезоизлучатель типа BQ, так и наш МУП-3. Эхо, отразившееся от препятствия и поступившее на вход усилителя IC4, содержащего два операционных усилителя (микросхема NJM 4580D), усиливается примерно в 1000 раз и поступает на амплитудный детектор, построенный на диодах D1 и D2. Полного аналога микросхема NJM 4580D не имеет, можно попробовать использовать два малошумящих операционных усилителя, например, 140УД6.

Вместо импортных диодов 1SS106, если не достанете, можно включить КД524. Продетектированный сигнал поступает на компаратор напряжения, собранный на ОУ IC5 (LM358N). Вместо нее можно использовать все ту же 140УД6. Цифровую микросхему IC6 (тип 4011) можно заменить на K176ЛАA7, IC7 4069 — на ЛН2. В качестве стабилизатора напряжения 1С 10 — микросхема типа 78109 — можно ис-пользовать аналог КР1157ЕН901А. А вместо IC8 (4553) — КР15614000В. Транзисторы TR1-TR3 типа 2SA1015, управляющие жидкокристаллическими индикаторами, можно заменить на любые кремниевые маломощные прямой проводимости, например, КТ3107Б. В схеме использованы: резисторы R1 — 9,1 мОм, R2 — 150 кОм, R3 — 1,5 кОм, R4 — 8,2 кОм, R5 — 10 кОм, R6 10 кОм, R7 — 1 мОм, R8 100 кОм, R10 — 10 кОм, R11 — 10 кОм, R12 — 1 мОм, R13 — 47 кОм, R14 -10 кОм, R15, R16 — 10 кОм, R17 — 100 кОм, R18 — R24 — 1 кОм, R25 — 1 кОм, VR1 — 10 кОм, VR2 — 20 кОм, VR3 — 1 кОм. Конденсаторы С1 — 0,01 мкФ, С2, С4 — С5, С8, СИ, С16, С19 — С21, С22 — 0,1 мкФ; С12 — С12 — 0,01 мкФ; СЗ, С6, С7, С9, СЮ, С15, С17, С18 — 1000 пкФ, С14 — 2200 пкФ. Диоды Dl, D2 — 1SS106, D3 — D5 — 1S1588 (их можно заменить любыми высокочастотными,
например, германиевыми Д9).

В качестве ультразвукового излучателя и приемника можно использовать, как сказано, аналоги типа МУП-3 либо микрофоны ВМ1. Для настройки собранного прибора, поставьте рукоятку перемененного резистора VR3 в среднее положение. Направьте датчик излучателя на любой плоский объект на расстоянии 1 м. Отрегулируйте положение движка переменного резистора VR2 так, чтобы на дисплее появились цифры 1.00. Помните: температура воздуха влияет на скорость распространения звука и на показание дальномера.

А если вы решите измерять глубину реки или пруда, делайте поправку, памятуя, что в воде ультразвук распространяется гораздо быстрее, чем в воздухе.

Ультразвуковой локатор(эхолот) на транзисторах

Локатор состоит из трех электронных блоков. Один — генерирует и излучает ультразвуковые колебания, два другие — принимают ультразвуковое эхо и превращают в слышимые ухом звуковые колебания низкой частоты. Другими словами ультразвуковые сигналы улавливаются двумя разнесенными на некоторое расстояние микрофонами и поступают на два наушника. Конечно, описываемая здесь конструкция не столь совершенна, как природный аппарат тех же летучих мышей или дельфинов. Это всего лишь опытная разработка, позволяющая в какой-то степени приблизиться к оптимальному решению. Но на ее основе можно создавать и более сложные устройства. Схема генератора изображена на рисунке 1. Источником колебаний ультразвуковой частоты служит собранный на транзисторах VT3 и VT4 узел, где цепочка из элементов R7, С4 задает частоту около 30 Гц. Чтобы в дальнейшем превратить эти колебания в слышимый звук, они передаются в виде групп импульсов с частотой около 1000 Гц.

Такую модуляцию обеспечивает симметричный мультивибратор на транзисторах VT1, VT2 с частотозадающими элементами — CI, R3 и С2, R2. Пока транзистор VT2 заперт и на его коллекторе присутствует напряжение 4,5 В (соответствует напряжению источника питания GB1), ультразвуковой автогенератор работает и связанная с коллекторной нагрузкой R8 транзистора VT4 пьезоизлучающая головка ВА1 выдает очередную группу импульсов. Воспринимают же отраженные сигналы микрофон ВМ1 (второй канал полностью идентичен) (рис.2), присоединенные ко входу 2 микросхемы DA1. Особенностью последней является высокое усиление и весьма значительное (около 2 мОм) входное сопротивление, отвечающее выходному сопротивлению пьезоэлектрического микрофона. В этом качестве использован излучатель АК176. Детектор микросхемы выдает на выходе колебания звуковой частоты 1000 Гц. В дальнейшем они поступают в усилитель на транзисторах VT1, VT2. Нагрузкой усилителя служит телефон BF1 — один из стереонаушников с сопротивлением 20… 40 Ом. Когда препятствие расположено прямо по курсу, громкость звука в обоих телефонах одинакова. Если же помеха находится справа и слева, ультразвуковое «эхо» воспринимается каждым ухом по-своему, и это позволяет получить объемное представление о ее расположении. Поскольку все три блока располагаются рядом, целесообразно подключить их к общему источнику питания GB1. А чтобы сигнал-эхо не попадал на микрофон напрямую, расположите экранированный излучатель несколько спереди микрофонов. Однако сборка — это еще полдела.

Важно настроить макет, добиваясь максимально возможной эффективности его работы. Для проверки работоспособности устройства разместите акустические приемники симметрично напротив излучателя. Подбором резистора в цепи коллектор—база первого каскада звукового усилителя одного из каналов уравняйте громкость сигналов в обоих наушниках. Удаляя излучатель от микрофонов, оцените дальность их прямой связи. Расположив приемный и передающий элементы соответствующим образом (излучатель вынесен вперед), направьте излучение на расположенные вокруг предметы, оценивая эффект пеленгации. При необходимости немного разнесите микрофоны или снабдите их небольшими рупорами. Опытным путем определите влияние изменения ультразвуковой и звуковой частот, подбирая номиналы элементов частотозадающих цепей (прежде всего, конденсаторов). Вряд ли стоит испытывать устройство на слишком больших расстояниях от объектов, ведь в таком случае сигнал будет отражаться сразу от нескольких преград, и это затруднит ориентирование. Если опытная проверка дала положительный результат, конструкцию можно собирать «набело». Закрепите излучатель и микрофон в неизменном положении непосредственно на головном уборе, например, на бейсболке. Соедините телефоны с приемными блоками гибкими проводами, как обычные стереонаушники. При желании можно повысить чувствительность конструкции, добавив дополнительные каскады усиления.

Ю.ПРОКОПЦЕВ

www.junradio.com