Эхолокатор своими руками – Cамодельный мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L и ЖКИ от мобильного телефона nokia3310

Самодельный эхолот рыбака | Мастер

 В настоящее время эхолоты для рыбалки очень популярны среди рыбаков и спортсменов.
Что дает эхолот рыбаку? 
Ответ на этот вопрос, казалось бы, весьма прост – эхолот ищет и находит рыбу, и это является его основным предназначением. Однако однозначность этого ответа может казаться абсолютно справедливой только начинающему рыболову. Каждый мало-мальски грамотный рыбак знает, что рыба не распределяется равномерно по пространству водоемов, а собирается в определенных местах, определяемых рельефом дна, резкими изменениями глубин и даже перепадами температур между слоями воды. Интерес могут представлять коряги, камни, ямы, растительность. Иными словами, рыба не только ищет, где глубже, но и где ей лучше ночевать, охотиться, маскироваться, кормиться. Поэтому первостепенная задача эхолота – это определение глубин водоема и изучение рельефа дна.
Структурная схема,  которая поясняет  устройство и работу эхолота, показана на рис. 1. Тактовый генератор G1 управляет взаимодействием узлов прибора и обеспечивает его работу в автоматическом режиме. Генерируемые им короткие (0,1 с) прямоугольные импульсы положительной полярности повторяются каждые 10 с.

Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к сигналам на время работы передатчика. Спадом тактовый импульс запускает передатчик А1, и излучатель-датчик BQ1 излучает в направлении дна короткий (40 мкс) ультразвуковой зондирующий импульс. Одновременно открывается электронный ключ S1, и колебания образцовой частоты 7500 Гц от генератора G2 поступают на цифровой счетчик РС1.

Puc.1

По окончании работы передатчика приемник А2 открывается и приобретает нормальную чувствительность. Эхосигнал, отраженный от дна, принимается датчиком BQ1 и после усиления в приемнике закрывает ключ S1. Измерение закончено, и индикаторы счетчика РС1 высвечивают измеренную глубину. Очередной тактовый импульс вновь переводит счетчик РС1 в нулевое состояние, и процесс повторяется.

Принципиальная схема эхолота с пределом измерения глубины до 59,9 м изображена на рис. 2. Его передатчик представляет собой двухтактный генератор на транзисторах VT8, VT9 с настроенным на рабочую частоту трансформатором Т1. Необходимую для самовозбуждения генератора положительную обратную связь создают цепи R19C9 и R20C11.’ Генератор формирует импульсы длительностью 40 мкс с радиочастотным заполнением. Работой передатчика управляет модулятор, состоящий из одновибратора на транзисторах VT11, VT12, формирующего модулирующий импульс длительностью 40 мкс, и усилителя на транзисторе VT10. Модулятор работает в ждущем режиме, запускающие тактовые импульсы поступают через конденсатор С14.

 

Puc.2

Приемник эхолота собран по схеме прямого усиления. Транзисторы VT1, VT2 усиливают принятый излучателем-датчиком BQ1 эхосигнал, транзистор VT3 использован а амплитудном детекторе, транзистор VT4 усиливает продетектированный сигнал. На транзисторах VT5, VT6 собран одновибратор, обеспечивающий постоянство параметров выходных импульсов и порога чувствительности приемника. От импульса передатчика приемник защищают диодный ограничитель (VD1, VD2) и резистор R1.

В приемнике применено принудительное выключение одновибратора приемника с помощью транзистора VT7. На его базу через диод VD3 поступает положительный тактовый импульс и заряжает конденсатор С8. Открываясь, транзистор VT7 соединяет базу транзистора VT5 одновибратора приемника с положительным проводом питания, предотвращая тем самым возможность его срабатывания от приходящих импульсов. По окончании тактового импульса конденсатор С8 разряжается через резистор R18, транзистор VT7 постепенно закрывается, и одновибратор приемника обретает нормальную чувствительность. Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4. В ее состав входит ключ на элементе DD1.1, управляемый RS-триггером на элементах DD1.3, DD1.4. Импульс начала счета поступает на триггер от модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания — с выхода приемника через транзистор VT15.

Генератор импульсов с образцовой частотой повторения (7500 Гц) собран на элементе DD1.2. Из резистора R33 и катушки L1 составлена цепь отрицательной обратной связи, выводящей элемент на линейный участок характеристики. Это создает условия для самовозбуждения на частоте, определяемой параметрами контура L1C18. Точно на заданную частоту генератор настраивают подстроечником катушки.

Сигнал образцовой частоты через ключ поступает на трехразрядный счетчик DD2-DD4. В нулевое состояние его устанавливает фронт тактового импульса, поступающего через диод VD4 на входы R микросхем.

Тактовый генератор, управляющий работой эхолота, собран на транзисторах разной структуры VT13, VT14. Частота следования импульсов определена постоянной времени цепи R28C15.

Катоды индикаторов HG1-HG3 питает генератор на транзисторах VT17, VT18 [2].

Кнопка SB1 («Контроль») служит для проверки работоспособности устройства. При нажатии на нее на ключ VT15 поступает закрывающий импульс и индикаторы эхолота высвечивают случайное число. Через некоторое время тактовый импульс переключает счетчик, и индикаторы должны высветить число 888, что свидетельствует об исправности эхолота.

Эхолот смонтирован в коробке, склеенной из ударопрочного полистирола. Большинство деталей размещено на трех печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На одной из них (рис. 3) смонтирован передатчик, на другой (рис. 4) — приемник, на третьей (рис. 5 — цифровая часть эхолота. Платы закреплены на дюралюминиевой пластине размерами 172Х72 мм, вложенной в крышку коробки. В пластине и крышке просверлены отверстия под выключатель питания Q1 (МТ-1), кнопку SB1 (КМ1-1) и гнездо ВР-74-Ф коаксиального разъема XI, а также вырезано окно для цифровых индикаторов.

В эхолоте применены резисторы МЛТ, конденсаторы КЛС, КТК и К53-1. Транзисторы КТ312В и ГТ402И можно заменить на любые другие транзисторы этих серий, МП42Б — на МП25, КТ315Г-на КТ315В. Микросхемы серии К176 заменимы соответствующими аналогами серии К561, вместо микросхемы К176ИЕЗ (DD4) можно применить К176ИЕ4. Если эхолот будет использован на глубине не более 10 м, счетчик DD4 и индикатор HG3 можно не устанавливать.

Обмотки трансформатора Т1 намотаны проводом ПЭЛШО 0,15 на каркасе диаметром 8 мм с ферритовым (600НН) подстроечником диаметром 6 мм. Длина намотки — 20 мм. Обмотка I содержит 80 витков с отводом от середины, обмотка II — 160 витков. Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом (3000НМ) кольце типоразмера К16Х10Х4,5. Обмотка I содержит 2Х 180 витков провода ПЭВ-2, 0,12, обмотка 11-16 витков провода ПЭВ-2, 0,39. Катушка L1 (1500 витков провода ПЭВ-2 0,07) намотана между щечками на каркасе диаметром 6 мм из органического стекла. Диаметр щечек — 15, расстояние между ними — 9 мм. Подстроечник — от броневого магнитопровода СБ-1а из карбонильного железа.

Ультразвуковой излучатель-датчик эхолота изготовляют на основе круглой пластины диаметром 40 и толщиной 10 мм из титаната бария. К ее посеребренным плоскостям сплавом Вуда припаивают тонкие (диаметром 0,2 мм) проводники-выводы. Датчик собирают в алюминиевом стакане от оксидного конденсатора диаметром 45…50 мм (высоту — 23…25 мм — уточняют при сборке). В центре дна стакана сверлят отверстие под штуцер, через который будет входить коаксиальный кабель (РК-75-4-16, длина 1…2,5 м), соединяющий датчик с эхолотом. Пластину датчика приклеивают клеем 88-Н к диску из мягкой микропористой резины толщиной 10 мм.

При монтаже оплетку кабеля припаивают к штуцеру, центральный проводник — к выводу обкладки датчика, приклеенной к резиновому диску, вывод другой обкладки — к оплетке кабеля. После этого диск с пластиной вдвигают в стакан, пропуская кабель в отверстие штуцера, и закрепляют штуцер гайкой. Поверхность титанатовой пластины должна быть углублена в стакан на 2 мм ниже его кромки. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края эпоксидной смолой. После затвердевания смолы поверхность датчика шлифуют мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой плоскости. К свободному концу кабеля припаивают ответную часть разъема XI.

Для налаживания эхолота необходимы осциллограф, цифровой частотомер и блок питания напряжением 9 В. Включив питание, проверяют работоспособность счетного устройства: если оно исправно, то индикаторы должны высвечивать число 88,8. При нажатии на кнопку SB1 должно появляться случайное число, которое с приходом очередного тактового импульса должно вновь сменяться числом 88,8.

Далее налаживают передатчик. Для этого к эхолоту подключают датчик, а осциллограф, работающий в режиме ждущей развертки,- к обмотке 11 трансформатора Т1. На экране осциллографа с приходом каждого тактового импульса должен появляться импульс с радиочастотным заполнением. Подстроечником трансформатора Т1 (если необходимо, подбирают конденсатор С10) добиваются максимальной амплитуды импульса, которая должна быть не менее 70 В.

Следующий этап — налаживание генератора импульсов образцовой частоты. Для этого частотомер через резистор сопротивлением 5,1 кОм присоединяют к выводу 4 микросхемы DD1. На частоту 7500 Гц генератор настраивают подстроечником катушки L1. Если при этом подстроечник занимает положение, далекое от среднего, подбирают конденсатор С18.

Приемник (а также модулятор) лучше всего настраивать по эхо-сигналам, как это описано в [I]. Для этого датчик прикрепляют резиновым жгутом к торцевой стенке пластмассовой коробки размерами 300Х100Х100 мм (с целью устранения воздушного зазора между датчиком и стенкой ее смазывают техническим вазелином). Затем коробку заполняют водой, выпаивают из приемника диод VD3 и присоединяют к выходу приемника осциллограф. Критерием правильной настройки приемника, модулятора передатчика, а также качества ультразвукового датчика является число наблюдаемых на экране эхосигналов, возникающих вследствие многократных отражений ультразвукового импульса от торцевых стенок коробки. Для увеличения видимого числа импульсов подбирают резисторы R2 и R7 в приемнике, конденсатор С13 в модуляторе передатчика и изменяют положение подстроечника трансформатора Т1.

Для регулировки устройства задержки включения приемника впаивают на место диод VD3, заменяют резистор R18 переменным (сопротивлением 10 кОм) и с его помощью добиваются исчезновения двух первых эхосигналов на экране осциллографа. Измерив сопротивление введенной части переменного резистора, его заменяют постоянным такого же сопротивления. После настройки число эхосигналов на экране осциллографа должно быть не менее 20.

Для измерения глубины водоема датчик лучше всего закрепить на поплавке с таким расчетом, чтобы нижняя его часть была погружена в воду на 10…20 мм. Можно прикрепить датчик к шесту, с помощью которого его погружают в воду кратковременно, на время измерения глубины. При использовании эхолота в плоскодонной алюминиевой лодке для измерения небольших глубин (до 2 м) датчик можно приклеить к днищу внутри лодки.

Следует отметить, что в солнечные дни яркость свечения цифровых индикаторов может оказаться недостаточной. Повысить ее можно заменой батареи «Корунд» («Крона») источником питания с несколько большим напряжением, например, батареи, составленной из восьми аккумуляторов Д-0,25 (никаких изменений схемы и конструкции прибора это не потребует).

Хотите сделать электронную приманку для рыбы? Описание по ссылке.

Немного теории

Как c помощью эхолота мы видим рыбу? 
Звуковые волны эхолота отражаются от физических движимых объектов (т.е. мест, где скорость распространения звука изменяется). Рыба  в основном состоит из воды, но разница между скоростью звука в воде и в газе, который находится в воздушном пузыре рыбы, настолько велика, что позволяет звуку отображаться и возвращаться. Воздушный пузырь позволяет рыбе удерживаться на определенной глубине без помощи плавников, (по тому-же принципу и подводные лодки построены). Поэтому с помощью эхолота мы «видим» не саму рыбу, а ее воздушный пузырь что, по большому счету, для рыбака все равно. Есть пузырь — есть и рыба. Но все-таки надо знать,что , каждый наполненный газом воздушный пузырь, как поток воздуха в трубе органа, имеет собственную естественную частоту. Когда пузырь достигают звуковые волны той же частоты, он резонирует, и частота резонанса в несколько раз выше, чем частота самой волны. Поэтому «цель» выглядит большей, чем есть на самом деле.

Если смотреть глубже, тон резонирования воздушных пузырей определяется давлением воды, размером и формой пузыря и физическими препятствиями внутри самой рыбы.
Эти факторы меняются, когда рыба движется вертикально сквозь разные глубины.

 Как сонар показывает рыб?
 На рисунке виден типичный «овал ногтя» (дуга), образуемый схемой движения одной рыбы от центра к углам либо угол конуса, когда лодка стоит. Тот же самый эффект может быть создан, если лодка движется, а рыба неподвижна. Но вы редко увидите эту идеальную дугу, поскольку рыба, которую вы ищете, все время перемещается за пределы дуги, а не обязательно по уровню или центру.Чем крупнее «овал ногтя», тем крупнее рыба, не так ли? Нет, необязательно.

Рыба одинакового размера, плывущая по центру дуги к поверхности, может находиться в дуге короткое время и поэтому давать мелкий отпечаток. Если же та же рыба прижимается ко дну и проходит по центру дуги, то попадет в целевую зону на более длительный период времени и даст более крупный сигнал. В общем говоря, рыба будет казаться меньше, чем ближе она к преобразователю, и крупнее, чем дальше от него.
Это прямо противоположно тому, что видят наши глаза при солнечном свете. Вариации в этом идеальном «овале ногтя» могут возникать по ряду причин. Рыба плавает вверх и вниз, она проходит через внешние границы дуги под неправильными углами, лодка движется то медленно, то быстро, рыба может быть так близко к дну, что частично попадает в «мертвую зону».Например, вы обнаружите, что косяк нужной рыбы, находящийся в тесном скоплении в горизонтальном пласте, образует большую дугу, но с углами, которые мало отличаются от отметки одной рыбы. Итак, вы увидите множество вариаций этой формы «овала ногтя», но помните, что она является обычным отображением, которое возвращается рыбой.
Есть одна ошибка, типичная для всех эхолотов, о которой знают или даже задумываются лишь немногие рыбаки, это то, что все КАЖЕТСЯ, как будто оно находится под лодкой, хотя на самом деле это не так.

 Рисунок  показывает то, что действительно происходит под водой с нашим звуковым конусом и наше впечатление о нем, основанные на мигающей шкале или двухмерном изображении.

На рисунке видно, как все эхолоты выдают ошибку в чтении рыбы, находящейся между лодкой и дном.
Это происходит из-за того, что прибор старается выстроить всю найденную рыбу в пределах конуса в одну прямую линию, которая убеждает нас, что рыба находится прямо под днищем лодки.
Также рисунок показывает нам, что происходит когда две (или более) рыбы обнаруживаются на том же самом расстоянии (от преобразователя), хотя на самом деле они находятся на разных концах конуса.
Все они помечаются эхолотом, как на одном расстоянии, и поэтому показываются как одна рыба.
 Рыбалка с эхолотом очень интересная, к тому-же  добавляет уверенности и в итоге — улова.

bazila.net

Эхолот рыболова-любителя своими руками. | Мастер Винтик. Всё своими руками!

 Структурная схема, поясняющая устройство и работу эхолота, показана на рис. 1. Тактовый генератор G1 управляет взаимодействием узлов прибора и обеспечивает его работу в автоматическом режиме. Генерируемые им короткие (0,1 с) прямоугольные импульсы положительной полярности повторяются каждые 10 с. Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к сигналам на время работы передатчика.

Спадом тактовый импульс запускает передатчик А1, и излучатель-датчик BQ1 излучает в направлении дна короткий (40 мкс) ультразвуковой зондирующий импульс. Одновременно открывается электронный ключ S1, и колебания образцовой частоты 7500 Гц от генератора G2 поступают на цифровой счетчик РС1.

По окончании работы передатчика приемник А2 открывается и приобретает нормальную чувствительность. Эхосигнал, отраженный от дна, принимается датчиком BQ1 и после усиления в приемнике закрывает ключ S1. Измерение закончено, и индикаторы счетчика РС1 высвечивают измеренную глубину. Очередной тактовый импульс вновь переводит счетчик РС1 в нулевое состояние, и процесс повторяется.

Принципиальная схема эхолота с пределом измерения глубины до 59,9 м изображена на рис. 2. Его передатчик представляет собой двухтактный генератор на транзисторах VT8, VT9 с настроенным на рабочую частоту трансформатором Т1. Необходимую для самовозбуждения генератора положительную обратную связь создают цепи R19C9 и R20C11.

Генератор формирует импульсы длительностью 40 мкс с радиочастотным заполнением. Работой передатчика управляет модулятор, состоящий из одновибратора на транзисторах VT11, VT12, формирующего модулирующий импульс длительностью 40 мкс, и усилителя на транзисторе VT10. Модулятор работает в ждущем режиме, запускающие тактовые импульсы поступают через конденсатор С14.

Приемник эхолота собран по схеме прямого усиления. Транзисторы VT1, VT2 усиливают принятый излучателем-датчиком BQ1 эхосигнал, транзистор VT3 использован а амплитудном детекторе, транзистор VT4 усиливает продетектированный сигнал. На транзисторах VT5, VT6 собран одновибратор, обеспечивающий постоянство параметров выходных импульсов и порога чувствительности приемника. От импульса передатчика приемник защищают диодный ограничитель (VD1, VD2) и резистор R1. В приемнике применено принудительное выключение одновибратора приемника с помощью транзистора VT7. На его базу через диод VD3 поступает положительный тактовый импульс и заряжает конденсатор С8. Открываясь, транзистор VT7 соединяет базу транзистора VT5 одновибратора приемника с положительным проводом питания, предотвращая тем самым возможность его срабатывания от приходящих импульсов. По окончании тактового импульса конденсатор С8 разряжается через резистор R18, транзистор VT7 постепенно закрывается, и одновибратор приемника обретает нормальную чувствительность. Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4. В ее состав входит ключ на элементе DD1.1, управляемый RS-триггером на элементах DD1.3, DD1.4. Импульс начала счета поступает на триггер от модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания — с выхода приемника через транзистор VT15. Генератор импульсов с образцовой частотой повторения (7500 Гц) собран на элементе DD1.2. Из резистора R33 и катушки L1 составлена цепь отрицательной обратной связи, выводящей элемент на линейный участок характеристики. Это создает условия для самовозбуждения на частоте, определяемой параметрами контура L1C18. Точно на заданную частоту генератор настраивают подстроечником катушки. Сигнал образцовой частоты через ключ поступает на трехразрядный счетчик DD2-DD4. В нулевое состояние его устанавливает фронт тактового импульса, поступающего через диод VD4 на входы R микросхем. Тактовый генератор, управляющий работой эхолота, собран на транзисторах разной структуры VT13, VT14. Частота следования импульсов определена постоянной времени цепи R28C15. Катоды индикаторов HG1-HG3 питает генератор на транзисторах VT17, VT18 [2]. Кнопка SB1 («Контроль») служит для проверки работоспособности устройства. При нажатии на нее на ключ VT15 поступает закрывающий импульс и индикаторы эхолота высвечивают случайное число. Через некоторое время тактовый импульс переключает счетчик, и индикаторы должны высветить число 888, что свидетельствует об исправности эхолота.

Эхолот смонтирован в коробке, склеенной из ударопрочного полистирола. Большинство деталей размещено на трех печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На одной из них (рис. 3) смонтирован передатчик, на другой (рис. 4) — приемник, на третьей (рис. 5 — цифровая часть эхолота. Платы закреплены на дюралюминиевой пластине размерами 172Х72 мм, вложенной в крышку коробки. В пластине и крышке просверлены отверстия под выключатель питания Q1 (МТ-1), кнопку SB1 (КМ1-1) и гнездо ВР-74-Ф коаксиального разъема XI, а также вырезано окно для цифровых индикаторов.

В эхолоте применены резисторы МЛТ, конденсаторы КЛС, КТК и К53-1. Транзисторы КТ312В и ГТ402И можно заменить на любые другие транзисторы этих серий, МП42Б — на МП25, КТ315Г-на КТ315В. Микросхемы серии К176 заменимы соответствующими аналогами серии К561, вместо микросхемы К176ИЕЗ (DD4) можно применить К176ИЕ4. Если эхолот будет использован на глубине не более 10 м, счетчик DD4 и индикатор HG3 можно не устанавливать. Обмотки трансформатора Т1 намотаны проводом ПЭЛШО 0,15 на каркасе диаметром 8 мм с фер-ритовым (600НН) подстроечником диаметром 6 мм. Длина намотки — 20 мм. Обмотка I содержит 80 витков с отводом от середины, обмотка II — 160 витков. Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом (3000НМ) кольце типоразмера К16Х10Х4,5. Обмотка I содержит 2Х 180 витков провода ПЭВ-2, 0,12, обмотка 11-16 витков провода ПЭВ-2, 0,39. Катушка L1 (1500 витков провода ПЭВ-2 0,07) намотана между щечками на каркасе диаметром 6 мм из органического стекла. Диаметр щечек — 15, расстояние между ними — 9 мм. Подстроечник — от броневого магнитопровода СБ-1а из карбонильного железа.

Ультразвуковой излучатель-датчик эхолота изготовляют на основе круглой пластины диаметром 40 и толщиной 10 мм из титаната бария. К ее посеребренным плоскостям сплавом Вуда припаивают тонкие (диаметром 0,2 мм) проводники-выводы. Датчик собирают в алюминиевом стакане от оксидного конденсатора диаметром 45…50 мм (высоту — 23…25 мм — уточняют при сборке). В центре дна стакана сверлят отверстие под штуцер, через который будет входить коаксиальный кабель (РК-75-4-16, длина 1…2,5 м), соединяющий датчик с эхолотом. Пластину датчика приклеивают клеем 88-Н к диску из мягкой микропористой резины толщиной 10 мм.

При монтаже оплетку кабеля припаивают к штуцеру, центральный проводник — к выводу обкладки датчика, приклеенной к резиновому диску, вывод другой обкладки — к оплетке кабеля. После этого диск с пластиной вдвигают в стакан, пропуская кабель в отверстие штуцера, и закрепляют штуцер гайкой. Поверхность тита-натовой пластины должна быть углублена в стакан на 2 мм ниже его кромки. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края эпоксидной смолой. После затвердевания смолы поверхность датчика шлифуют мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой плоскости. К свободному концу кабеля припаивают ответную часть разъема XI. Для налаживания эхолота необходимы осциллограф, цифровой частотомер и блок питания напряжением 9 В. Включив питание, проверяют работоспособность счетного устройства: если оно исправно, то индикаторы должны высвечивать число 88,8. При нажатии на кнопку SB1 должно появляться случайное число, которое с приходом очередного тактового импульса должно вновь сменяться числом 88,8. Далее налаживают передатчик. Для этого к эхолоту подключают датчик, а осциллограф, работающий в режиме ждущей развертки,- к обмотке 11 трансформатора Т1. На экране осциллографа с приходом каждого тактового импульса должен появляться импульс с радиочастотным заполнением. Подстроечником трансформатора Т1 (если необходимо, подбирают конденсатор С10) добиваются максимальной амплитуды импульса, которая должна быть не менее 70 В. Следующий этап — налаживание генератора импульсов образцовой частоты. Для этого частотомер через резистор сопротивлением 5,1 кОм присоединяют к выводу 4 микросхемы DD1. На частоту 7500 Гц генератор настраивают подстроечником катушки L1. Если при этом подстроечник занимает положение, далекое от среднего, подбирают конденсатор С18. Приемник (а также модулятор) лучше всего настраивать по эхо-сигналам, как это описано в [I]. Для этого датчик прикрепляют резиновым жгутом к торцевой стенке пластмассовой коробки размерами 300Х100Х100 мм (с целью устранения воздушного зазора между датчиком и стенкой ее смазывают техническим вазелином). Затем коробку заполняют водой, выпаивают из приемника диод VD3 и присоединяют к выходу приемника осциллограф. Критерием правильной настройки приемника, модулятора передатчика, а также качества ультразвукового датчика является число наблюдаемых на экране эхосигналов, возникающих вследствие многократных отражений ультразвукового импульса от торцевых стенок коробки. Для увеличения видимого числа импульсов подбирают резисторы R2 и R7 в приемнике, конденсатор С13 в модуляторе передатчика и изменяют положение подстроечника трансформатора Т1. Для регулировки устройства задержки включения приемника впаивают на место диод VD3, заменяют резистор R18 переменным (сопротивлением 10 кОм) и с его помощью добиваются исчезновения двух первых эхосигналов на экране осциллографа. Измерив сопротивление введенной части переменного резистора, его заменяют постоянным такого же сопротивления. После настройки число эхосигналов на экране осциллографа должно быть не менее 20. Для измерения глубины водоема датчик лучше всего закрепить на поплавке с таким расчетом, чтобы нижняя его часть была погружена в воду на 10…20 мм. Можно прикрепить датчик к шесту, с помощью которого его погружают в воду кратковременно, на время измерения глубины. При использовании эхолота в плоскодонной алюминиевой лодке для измерения небольших глубин (до 2 м) датчик можно приклеить к днищу внутри лодки. В заключение следует отметить, что в солнечные дни яркость свечения цифровых индикаторов может оказаться недостаточной. Повысить ее можно заменой батареи «Корунд» («Крона») источником питания с несколько большим напряжением, например, батареи, составленной из восьми аккумуляторов Д-0,25 (никаких изменений схемы и конструкции прибора это не потребует).

 В. ВОЙЦЕХОВИЧ, В. ФЕДОРОВА г. Ленинград

ЛИТЕРАТУРА

1. Бокитько В., Бокитько Д. Портативный эхолот.- Радио. 1981. № 10, с. 23-25.

2. Виноградов Ю. Преобразователь для питания индикаторов.- Радио, 1984, № 4. с. 55.

Источник: Радио, № 10 — 1988г. 

П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Вибраторы для удочки.
  • Многие из собственного опыта знают, что некоторые виды рыб, например окунь и судак, лучше берут наживку, если она колеблется (движется, как живая). Наиболее привлекательная частота колеба­ний наживки для разных видов рыб может находиться в широком диапазоне (до нескольких сотен колебаний в минуту). Сидеть с удочкой приходится часами и выполнять такие колебания вручную довольно утомительно. В этом деле тоже может помочь электроника. Подробнее…

  • Рыбацкий зимний ящик
  • Простой ящик для рыбалки своими руками

    Для рыбной ловли с собой нужно брать много разных предметов от удочек до приманки. Всё это ещё и бур нести, а особенно зимой очень не удобно и тяжело. Для этих целей удобнее использовать лёгкий ящик, который будет одновременно служить и стулом для рыбака. Сегодня рассмотрим один из вариантов ящика для зимней рыбалки своими руками из доступных материалов. Впрочем такой ящик можно использовать и летом.

    Подробнее…

  • Электрический поплавок.
  •  

    Предлагаю вниманию читателей поплавок, который поможет рыбачить людям с пониженным зрением и слухом.

    Подробнее…

>>

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ:

Популярность: 19 728 просм.

www.mastervintik.ru

Радиосхемы. — Эхолот рыболова- любителя

Радиосхемы для быта

материалы в категории

Электронный эхолот может быть полезен при самых разных подводных работах- не только для рыбалки.
Эхолот может быть изготовлен в двух вариантах: с пределами измерения глубины до 9,9 м (в его табло — два люминесцентных индикатора) и 59,9 м (три индикатора).
Прочие их характеристики одинаковы:
инструментальная погрешность — не более ±0,1 м,
рабочая частота — 170…240 кГц (зависит от резонансной частоты излучателя),
мощность в импульсе — 2,5 Вт.
Ультразвуковой излучатель он же и приемник эхосигнала — пластина из титаната бария диаметром 40 и толщиной 10 мм.
Источник питания эхолотов — батарея типа «Корунд».
Потребляемый ток — не более 19 и 25 мА (соответственно, в эхолотах для малых и больших глубин).
Габариты эхолотов — 175х75х45 мм, масса — 0,4 кг.

Принципиальная схема эхолокатора

Тактовый генератор G1 управляет взаимодействием узлов прибора и обеспечивает его работу в автоматическом режиме. Генерируемые им короткие (0,1 с) прямоугольные импульсы повторяются каждые 10 с. Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к сигналам на время работы передатчика.

Спадом тактовый импульс запускает передатчик А1 и излучатель BQ1 излучает в направлении дна короткий (40 мкс) ультразвуковой зондирующий импульс. Одновременно открывается электронный ключ S1 и колебания образцовой частоты от генератора G2 поступают на счетчик РС1.

По окончании работы передатчика приемник А2 открывается и приобретает нормальную чувствительность. Эхосигнал, отраженный от дна, принимается тем же BQ1 и закрывает ключ S1. Измерение закончено, на индикаторах счетчика РС1 высвечивается измеренная глубина.
Расчет глубины прост: при скорости распространения звука в воде 1500 м/с, за 1/7500 с фронт сигнала, проделывающего двойной путь, переместится на 0,2 м; и, соответственно, младшая единица на табло счетчика будет соответствовать глубине 0,1 м.

Очередной тактовый импульс вновь переведет счетчик РС1 в нулевое состояние и процесс повторится.

Принципиальная схема эхолота с пределом измерения глубины 59,9 м изображена на рис 2.

Его самовозбуждающийся на частоте ультразвукового излучателя BQ1 передатчик выполнен на транзисторах VT8, VT9. Включением-выключением передатчика управляет модулятор — ждущий одновибратор (VT11, VT12 и др.), подающий через свой ключ (VT10) питание на передатчик в течение 40 мкс.

Транзисторы VT1, VT2 в приемнике усиливают принятый пьезоэлементом BQ1 эхосигнал, транзистор VT3 детектирует их, а транзистор VT4 усиливает продетектированный сигнал. На транзисторах VT5, VT6 собран одновибратор, обеспечивающий постоянство параметров выходных импульсов и порога чувствительности приемника. От прямого воздействия импульсов передатчика приемник защищается диодным ограничителем (R1, VD1, VD2).

В приемнике применено принудительное выключение одновибратора приемника с помощью транзистора VT7. На его базу через диод VD3 поступает положительный тактовый импульс и заряжает конденсатор С8. Открываясь, транзистор VT7 соединяет базу транзистора VT5 одновибратора приемника с «+» источника питания, предотвращая тем самым возможность его срабатывания от приходящих импульсов. По окончании тактового импульса конденсатор С8 разряжается через резистор R18, транзистор VT7 постепенно закрывается, и одновибратор приемника обретает нормальную чувствительность.

Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4. В ее состав входит ключ (DD1.1), управляемый RS-триггером (DD1.3, DD1.4). Импульс начала счета поступает на триггер от модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания — с выхода приемника через транзистор VT15.

Генератор импульсов образцовой частоты (7500 Гц) собран на элементе DD1.2. Цепью R33, L1 он вводится в режим линейного усилителя, что создает условия для его возбуждения на частоте, зависящей от параметров контура L1 С 18. Точно на частоту 7500 Гц генератор выводят подстройкой L1.

Сигнал образцовой частоты через ключ поступает на трехразрядный счетчик DD2-DD4. В нулевое состояние его устанавливает фронт тактового импульса, поступающий через диод VD4 на R-входы этих микросхем.

Тактовый генератор собран на транзисторах VT13, VT14. Частота следования импульсов зависит от постоянной времени R28-C15.

Нити накала люминесцентных индикаторов HG1-HG3 питаются от преобразователя напряжения, выполненного на транзисторах VT17, VT18 и трансформаторе Т2.

Кнопка SB1 («Контроль») служит для проверки работоспособности устройства. При ее нажатии на ключ VT15 поступает закрывающий импульс и на табло эхолота появится какое-то случайное число. Через некоторое время тактовый импульс перезапустит эхолот, и, если он исправен, на табло возникнет число 88.8.

Все резисторы в эхолоте — типа МЛТ, конденсаторы — КЛС, КТК и К53-1. Транзисторы КТ312В и ГТ402И можно заменить на любые другие этих серий, МП42Б — на МП25„ КТ315Г — на КТ315В. Микросхемы серии К176 можно заменить на эквивалентные из серии К561. Если эхолот предполагается использовать на глубинах до 10 м, микросхему DD4 и индикатор HG3 можно не устанавливать.

Обмотки трансформатора Т1 намотаны проводом ПЭЛШО 0,15 на каркасе диаметром 8 мм с ферритовым (600НН) подстроечником диаметром 6 мм. Длина намотки — 20 мм. Обмотка I содержит 80 витков с отводом от середины, обмотка II — 160 витков.

Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом (3000НМ) кольце типоразмера К16х 10х4,5 Обмотка I содержит 2х180 витков провода ПЭВ-2 0,12, обмотка II — 16 витков провода ПЭВ-2 0,39.

Катушка L1 (1500 витков провода ПЭВ-2 0,07) намотана между щечками на каркасе диаметром 6 мм. Диаметр щечек — 15, расстояние между ними — 9 мм. Подстроечник — из карбонильного железа (от броневого магнитопровода СБ-1а).

К посеребренным плоскостям пластины излучателя сплавом Вуда припаивают тонкие выводы. Излучатель собирают в алюминиевом стакане диаметром 45…50 мм (донная часть корпуса оксидного конденсатора). Его высоту — 23…25 мм — уточняют при сборке. В центре дна стакана сверлят отверстие под штуцер, через который будет выведен коаксиальный кабель длиной 1…1,25 м, соединяющий ультразвуковую головку с электронной частью эхолота. Пластину излучателя приклеивают клеем 88-Н к диску из мягкой микропористой резины толщиной 10 мм. При монтаже оплетку кабеля припаивают к штуцеру, центральный проводник — к выводу обкладки, приклеенной к резиновому диску, вывод другой обкладки излучателя — к оплетке кабеля. Собранный таким образом излучатель вдвигают в стакан. Поверхность пластины излучателя должна быть ниже кромки стакана на 2 мм. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края эпоксидной смолой. После ее затведения торец излучателя шлифуют мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой плоской поверхности. К свободному концу коаксиального кабеля припаивают ответную часть разъема X1.

Налаживание эхолота

Для налаживания эхолота потребуется осциллограф и цифровой частотомер. Включив питание, проверяют работоспособность счетного устройства: если оно исправно, то индикаторы должны высвечивать число 88.8.

Работу передатчика проверяют осциллографом, работающим в режиме ждущей развертки. Его подключают к обмотке II трансформатора Т1. С приходом каждого тактового импульса на экране осциллографа должен появляться радиочастотный импульс. Подстройкой трансформатора Т1 (грубо — подбором емкости конденсатора С 10) добиваются максимальной его амплитуды. Амплитуда радиоимпульса на пьезоизлучателе должна быть не меньше 70 В.

Для настройки генератора образцовой частоты потребуется частотомер. Его подключают через резистор сопротивлением 5,1 кОм к выходу (выв. 4) элемента DD1.2 и, изменяя положение подстроечника в катушке L1 (грубо — изменением емкости конденсатора С18), выставляют нужные 7500 Гц.

Приемник и модулятор настраивают по эхосигналам. Для этого излучатель прикрепляют резиновым жгутом к торцовой стенке пластмассовой коробки размером 300х100х100 мм (для устранения воздушного зазора это место смазывают техническим вазелином). Затем коробку заполняют водой, выпаивают из приемника диод VD3 и присоединяют к выходу приемника осциллограф. Критерием правильной настройки приемника, модулятора и качества ультразвукового излучателя является число наблюдаемых на экране эхо — сигналов, возникающих вследствие многократных отражений ультразвукового импульса от торцовых (разнесенных на 300 мм) стенок коробки. Для увеличения видимого числа импульсов подбирают резисторы R2 и R7 в приемнике, конденсатор С 13 в модуляторе и подстраивают трансформатор Т1.

Вернув на место диод VD3, приступают к регулировке задержки включения приемника. Она зависит от сопротивления резистора R18. Этот резистор заменяют переменным на 10 кОм и находят такую его величину, при которой на экране осциллографа исчезают первые два эхосигнала. Это сопротивление и должен иметь резистор R18. После настройки число эхосигналов на экране осциллографа должно быть не меньше 20.

Для измерения глубины водоема нижнюю часть ультразвуковой головки погружают в воду на 10…20 мм. Лучше иметь для нее специальный поплавок.

(Войцехович В., Федорова В.. Радио. 1988, №10, с. 32…36)

radio-uchebnik.ru

Простые устройства — Мини-эхолот

Представляю вашему вниманию свою разработку – мини-эхолот на микроконтроллере Atmel ATMega8L и ЖКИ от мобильного телефона nokia3310. Устройство рассчитано для повторения радиолюбителем средней квалификации, но, я думаю, конструкцию сможет повторить каждый желающий. Надеюсь, что повторение этой конструкции принесет Вам много удовольствия и пользы.


{ads2}

Первый вопрос, который, я уверен, возникнет у читателей «Почему использован такой маленький дисплей?» Поэтому я сразу на него отвечу: этот «мини-эхолотик» разрабатывался по просьбе знакомого из того, что оказалось под рукой. А этими подручными средствами оказались ATMega8L, дисплей от nokia3310 и какой-то излучатель с обозначением f=200kHz. Еще вы, наверное, спросите возможно ли переделать программу/схему под другой, больший дисплей? Да. Теоретически это возможно.

От эхолотов, описанных в [1, 2, 3] моя конструкция отличается применением графического ЖК дисплея, что дает устройству преимущества в отображении полезной информации.

Вся конструкция собрана в корпусе «Z14» (http://www.kradex.com.pl/sklep/328-z14.html ). Питание обеспечивается от аккумулятора 9В GP17R9H. Максимальный потребляемый ток не более 30 мА.

Теперь о возможностях эхолота. Рабочая частота 200 кГц, настраивается под конкретный имеющийся излучатель. Программно реализована возможность измерять глубину до 99,9 метров. Но скажу сразу: максимальная глубина, которую сможет «видеть» эхолот, в большой степени будет зависеть от параметров примененного излучателя. Изготовленная мной конструкция на данное время тестировалась только на водоеме с максимальной глубиной около 4м. Прибор показал отличные результаты. По мере возможности я  постараюсь протестировать работу эхолота на больших глубинах и привести результаты испытаний.

{ads2}

Итак, перейдем к схеме. Схема мини-эхолота показана на рисунке (по клику открывается в большом размере 2222×1645 пикселей, рекомендую для работы со схемой сохранить ее на диск).

Основные функциональные блоки эхолота: схема управления (тоесть микроконтроллер ATMega8L), передатчик, излучатель, приемник, дисплей, клавиатура, схема зарядки аккумуляторной батареи.

Работает эхолот следующим образом: микроконтроллер на выводе РВ7 формирует управляющий сигнал (прямоугольные импульсы лог. «0») длительностью примерно 40 мкс. Этот сигнал запускает на указанное время задающий генератор с рабочей частотой 400 кГц на микросхеме IC1. Далее сигнал подается на микросхему IC2, где частота сигнала делится на 2. Сигнал с IC2 подается на буферный каскад на микросхеме IC3 и далее на ключи Q1 и Q2. Далее сигнал со вторичной обмотки трансформатора Т1 подается на пьезокерамический датчик-излучатель LS1, который посылает ультразвуковые посылки во внешнюю среду.

Отраженный от дна/препятствия сигнал принимается датчиком-излучателем и подается на вход приемника, который собран на микросхеме SA614AD в типовом включении (см. Datasheet на SA614AD). Диодная сборка BAV99 на входе приемника ограничивает входное напряжение приемника в момент работы передатчика.

Сигнал с приемника подается на компаратор на микросхеме LM2903, чувствительность которого регулируется микроконтроллером.

Далее сигнал обрабатывается в микроконтроллере и отображается в нужном виде на графическом ЖК дисплее 84х48 точек.

{ads1}

Трансформатор Т1 передатчика намотан на сердечнике К16×8×6 из феррита M1000НМ. Первичная обмотка наматывается в 2 провода и содержит 2×14 витков, вторичная – 150 витков провода ПЭВ-2 0,21мм. Сначала наматывается вторичная обмотка. Половины первичной обмотки должны быть «растянуты» по всей длине сердечника. Обмотки необходимо изолировать друг от друга слоем лакоткани или трансформаторной бумаги.

Теперь самая интересная и проблемная часть: датчик-излучатель. У меня эта проблема была решена изначально: у меня уже был готовый излучатель. Как быть Вам? Вариантов 2:

  1. Приобрести готовый датчик.
  2. Изготовить самому из пьезокерамики ЦТС-19 по технологии, описанной в [1-3] см. раздел «ссылки».

Вот несколько фотографий (по клику увеличиваются):

      

    Проект еще некоторое время будет в разработке, и если к нему будет проявлен интерес, то его можно будет дополнить пожеланиями/замечаниями читателей. Буду рад ответить на ваши вопросы/пожелания/замечания и помочь в повторении конструкции.

    Сайт проекта:   http://www.mini-sonar.narod.ru
    e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

    Ссылки:

    1. http://ra4nal.qrz.ru/eho.shtml
    2. http://www.irls.narod.ru/izm/ehor.htm
    3. http://www.fishing.kiev.ua/master/eh01.htm

    {ads1}

      simple-devices.ru

      Каталог радиолюбительских схем. Эхолот.

      Каталог радиолюбительских схем. Эхолот.

      Эхолот

      Предлагаемый эхолот может быть использован на любительских судах для измерения глубины
      водоемов, для поиска затонувших предметов, а также при других работах на
      воде, связанных с необходимостью знать рельеф дна и глубину. Рыболовы же с
      его помощью легко смогут отыскать наиболее перспективные места ужения
      рыбы.

      Описание этого прибора было опубликовано в журнале «Радио №3» за 1999 год, он
      прошел опытные испытания в сезон 1998 и 1999 года в речной и морской воде.
      Эхолот измеряет глубину водоемов на четырех пределах: до 2,5; 5; 12,5 и 25
      метров. Минимальная измеряемая глубина — 0,3 м. Погрешность не более 4% от
      верхнего предела на каждом диапазоне.

      Предусмотрена временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ), изменяющая
      коэффициент усиления в течении каждого цикла от минимального до
      максимального, что повышает помехоустойчивость прибора.

      В качестве индикатора используется линейная шкала глубины из 26 светодиодов, на
      которой может индицироваться до четырех отраженных сигналов и
      вспомогательная шкала из 4-х светодиодов, отображающая предел измерения.
      Период обновления информации на индикаторе около 0,1 сек, что позволяет
      легко отслеживать рельеф дна. Дополнительно повышает помехоустойчивость,
      защищая от случайных помех, программно реализованный импульсный фильтр.
      Питание эхолота осуществляется от 6 элементов типа A316 общим напряжением
      9 В. Работоспособность прибора сохраняется при снижении напряжения до 6 В,
      потребляемый ток не превышает (7…8) Ма + 10 Ма на каждый горящий
      светодиод, в среднем при измерении около 30 Ма.

      Эхолот весьма прост в наладке и удобен в эксплуатации, не требует калибровки.
      Предусмотрена возможность оперативного переключения предела измерения,
      количества индицируемых отражений а также регулировка эффективности ВАРУ.
      Импульсный фильтр при необходимости может быть отключен. Значения всех
      параметров могут сохраняться в памяти в режиме пониженного
      энергопотребления (SLEEP). В этом режиме потребляемый ток составляет около
      70 Мка, что практически не сказывается на сроке службы элементов питания.

      Прибор состоит из 4-х функционально законченных блоков: генератора зондирующих
      импульсов, приемника, блока управления и блока индикации.

      Принципиальная схема генератора зондирующих импульсов показана на рис. 1. На микросхеме
      DD1 собран задающий импульсный генератор на частоту 600 Кгц, которая затем
      делится на 2 триггером на элементе DD2. Усилитель мощности излучаемого
      сигнала выполнен по двухтактной схеме на составных транзисторах VT1, VT2 и
      трансформаторе T1, со вторичной обмотки которого электрические колебания
      частотой 300 КГц подаются на пьезокерамический излучатель — датчик и в
      виде ультразвуковых посылок излучаются во внешнюю среду. Работа генератора
      разрешается при наличии уровня логического нуля на выводах 12, 13 DD1 и 4,
      6 DD2.

      Разрешающий импульс длительностью 50 Мкс поступает на генератор в начале каждого цикла
      измерения с блока управления. Его схема показана на рис. 2. Основа блока —
      однокристальный микроконтроллер AT89C2051, который формирует все сигналы,
      необходимые для работы прибора. На транзисторах VT1…VT4 собран
      стабилизатор напряжения 5 В. Его характерные особенности — очень малый
      собственный потребляемый ток — 25 Мка и малое падение напряжения на
      регулирующем транзисторе — менее 1 В. Транзистор VT5 отключает питание от
      приемника в режиме «SLEEP», снижая потребляемый ток.

      Отраженный от дна сигнал принимается в промежутке между посылками излучателем —
      датчиком и подается на вход приемника (рис. 3). Импульс усиливается
      трехкаскадным резонансным усилителем на VT1, VT2, VT4…VT7 и
      детектируется VD4, VD5. Триггер Шмитта на VT8, VT9 формирует стандартные
      логические уровни. Диоды VD1, VD2 защищают вход приемника от перегрузки.
      Транзистор VT3 — управляющий элемент ВАРУ, изменяющий в широких пределах
      коэффициент усиления первого каскада.

      Форма управляющего напряжения на конденсаторе C1 при максимальной эффективности
      ВАРУ показана на рис. 8. Длительность заряда конденсатора определяется
      постоянной времени R2 C1, а нижний уровень напряжения — номиналом R4 и
      длительностью разрядного импульса с блока управления, которая может
      изменяться от 0 до 1,25 Мс. Соответственно изменяется и эффективность
      ВАРУ, что позволяет оперативно корректировать чувствительность эхолота для
      конкретных условий работы. С коллектора VT9 сформированный отраженный
      импульс подается на вывод P3.2 микроконтроллера DD1 блока управления для
      дальнейшей обработки.

      Схема блока индикации показана на рис. 4. Он представляет собой 32-х разрядный
      сдвиговый регистр на 4-х микросхемах типа К561ИР2 с эмиттерными
      повторителями на выходе. Резисторы R1…R30 задают ток через светодиоды 10
      Ма. При таком токе индикатор хорошо виден в любую погоду. Последние 2
      разряда DD4 не используются. Светодиоды HL1…HL26 образуют основную шкалу
      индикатора, а HL27…HL30 индицируют предел измерения, количество
      индицируемых отражений и включение импульсного фильтра помех. Их
      размещение на передней панели изображено на рис. 6.

      Схема межблочных соединений прибора показана на рис. 5.

      Кнопки SB1…SB4 также выведены на переднюю панель, с их помощью осуществляется оперативное
      изменение режимов работы эхолота.

      Конструкция ультразвукового излучателя — датчика понятна из рис. 7. Он изготовлен на
      основе круглой пластины 1 диаметром 31 мм и толщиной 6 мм из пьезокерамики
      ЦТС-19 с резонансной частотой 300 Кгц. К ее посеребренным плоскостям
      сплавом Вуда припаивают по 3 отрезка провода МГТФ-0,1 или 0,14. Места паек
      должны быть у края пластины и располагаться по окружности равномерно.

      Датчик собирают в алюминиевом стакане 3 от оксидного конденсатора диаметром около
      40 мм и длиной 30…40 мм. В центре дна стакана сверлят отверстие под
      штуцер 5, через который входит гибкий коаксиальный кабель 6 длиной 1…2,5
      м, соединяющий датчик с эхолотом. Пластину датчика приклеивают к диску из
      мягкой микропористой резины 2 толщиной 5…10 мм и диаметром, равным
      диаметру пластины. Припаянные к пьезоэлементу выводы собирают в косу так,
      чтобы ее ось совпадала с осью пьезоэлемента.

      При монтаже оплетку кабеля припаивают к штуцеру, центральный проводник — к выводам
      обкладки датчика, приклеенной к резиновому диску, выводы другой обкладки —
      к оплетке кабеля. Технологические стойки 4 фиксируют положение пластины
      таким образом, чтобы ее поверхность была углублена в стакан на 2 мм ниже
      его кромки. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края
      эпоксидной смолой. При этом нужно следить, чтобы в ней не было воздушных
      пузырьков.

      В конструкции эхолота использованы широко распространенные детали. Катушка
      L1 генератора намотана на каркасе диаметром 5 мм с подстроечником Ф-600.
      Она содержит 110 витков провода ПЭВ 0,12 мм. Трансформатор T1 намотан на
      сердечнике K16x8x6 мм из феррита М1000НМ. Первичная обмотка наматывается в
      2 провода и содержит 2×20 витков, вторичная — 150 витков провода ПЭВ 0,21
      мм. Между обмотками необходимо проложить слой лакоткани. Катушки приемника
      намотаны на каркасах от контуров ПЧ 465 Кгц карманных приемников.
      Контурные катушки L1, L3, L5 содержат по 90 витков, а катушки связи L2 и
      L4 по 10 витков провода ПЭВ 0,12 мм. Можно использовать и готовые контура
      от карманных приемников 70-х — 80-х годов, подобрав конденсаторы для
      получения резонансной частоты 300 Кгц.

      Конденсаторы C1, C2 генератора и C5, C9, C13 приемника должны быть с малым ТКЕ, группы
      не хуже M75, например КСО-Г. C1 приемника типа К73-17. Светодиоды
      индикатора HL1…HL30 красного цвета свечения прямоугольной формы,
      например типа КИПМ01Б-1K. Полевые транзисторы VT2, VT4 стабилизатора (рис.
      2) типа КП303, КП307 с любым буквенным индексом, но с напряжением отсечки
      не более 2 В. Микроконтроллер AT89C2051 можно заменить на AT89C51 или
      87C51. При этом необходимо учесть различия в нумерации выводов. К
      остальным деталям особых требований не предъявляется.

      Все блоки прибора смонтированы на одной или нескольких печатных платах, размеры и
      конфигурация которых определяются размерами имеющегося в наличии корпуса,
      а также типом применяемых деталей, поэтому не приводятся. Приемник
      желательно смонтировать на отдельной плате «в линейку» и разместить в
      корпусе по возможности дальше от блока управления. Для уменьшения нагрева
      прямыми солнечными лучами корпус должен быть светлого цвета.

      Налаживание эхолота начинают с установки на выходе стабилизатора блока управления
      напряжения +5 В с помощью резистора R5. При этом DD1 следует вынуть из
      панельки. После установки микроконтроллера на место необходимо убедиться в
      работоспособности блока управления и блока индикации.

      После включения питания на индикаторе должен светиться один из светодиодов
      дополнительной шкалы (HL27…HL30), индицирующий предел измерения. Нажимая
      на кнопки SB2 «UP» и SB3 «DOWN» можно переключать пределы. Однократное
      нажатие на кнопку SB4 «SELECT» переключает прибор в режим установки
      количества индицируемых отражений. Аналогично, нажимая SB2 и SB3, можно
      изменять их количество от 1 до 4. Это индицируется мигающим светодиодом на
      шкале пределов. При следующем нажатии кнопки «SELECT» включается режим
      установки степени ВАРУ, которая также устанавливается SB2 или SB3 и
      индицируется мигающим светодиодом на основной шкале глубины. Нажав
      «SELECT» еще раз можно выключить или включить импульсный фильтр помех
      также с помощью SB2 и SB3 соответственно. Наконец, четвертое нажатие
      «SELECT» возвращает прибор в основной режим переключения пределов.

      Во всех режимах на индикаторе глубины будут индицироваться отраженные импульсы
      (если они есть), причем, если глубина больше установленного предела, в
      основном режиме будет мигать последний светодиод индикатора глубины —
      HL26. Для запоминания выбранных режимов следует нажать и удерживать кнопку
      SB4 «SELECT» в течение примерно 2 сек. После этого индикатор гаснет и
      прибор переходит в режим пониженного энергопотребления «SLEEP». Выход из
      этого режима происходит при нажатии SB1 «RESET». Однако, если нажать SB1 в
      рабочем режиме, произойдет сброс всех параметров в исходное, записанное в
      ПЗУ состояние.

      Убедившись в исправной работе микроконтроллера, переходят к наладке генератора
      зондирующих импульсов. Вначале необходимо с помощью осциллографа убедиться
      в наличии отрицательного импульса длительностью 50 Мкс с периодом 100 Мс
      на выводе P1.0 микроконтроллера. Затем осциллограф подключают параллельно
      излучателю — датчику и наблюдают формируемые зондирующие импульсы. 
      Их амплитуда может достигать 100 в. Опустив излучатель в сосуд с водой
      глубиной не менее 40 см можно наблюдать и отраженные импульсы. Вращая
      подстроечный сердечник L1 следует настроить генератор на резонансную
      частоту излучателя ориентируясь по максимальной амплитуде отраженных
      импульсов. Амплитуда первого из них может достигать 5…10 В. Амплитуда же
      зондирующего импульса практически не зависит от частоты.

      Наладку приемника начинают с проверки режимов транзисторов по постоянному току,
      указанных на принципиальной схеме. Эту операцию следует проводить при
      вынутом из панельки микроконтроллере. При необходимости режимы можно
      подкорректировать резисторами делителей в базовой цепи транзисторов.

      Затем необходимо настроить резонансные контура на частоту генератора. Для этого
      излучатель в воздухе располагают на расстоянии 15…20 см от какого — либо
      препятствия и с помощью осциллографа настраивают контура по максимальной
      амплитуде импульсов на коллекторах VT1, VT4, VT6. При этом необходимо
      учитывать, что диаграмма направленности излучателя в воздухе очень узкая.

      По мере настройки следует увеличивать эффективность ВАРУ или увеличивать
      расстояние до препятствия, чтобы избежать ограничения сигнала.
      Окончательно контура подстраивают, наблюдая сигнал после детектора в точке
      соединения R21, C17, C18. Наконец, переключив осциллограф на коллектор
      VT9, подстроечным резистором R22 устанавливают порог срабатывания триггера
      Шмитта, добиваясь максимальной чувствительности и отсутствия ложных
      срабатываний. Чувствительность приемника — около 15 Мкв.

      Работу ВАРУ контролируют, наблюдая форму напряжения на конденсаторе C1 приемника. При
      необходимости она может быть изменена подбором номиналов R4 и C1.

      С теорией и практикой измерения глубины водоемов ультразвуковым эхолотом можно
      ознакомиться в приводимой ниже литературе.

      Источник материала

      Если появились вопросы, загляните на страничку FAQ источника материала.

      Программа для AT89C2051 eho.zip или с нашего сайта eho.zip.

      Печатные платы plt_eho.zip 370кб, разработанные Максимом <mailto:[email protected]> или с нашего сайта plt_eho.zip.

      Литература:

      • И. Подымов. Эхолот спортсмена — подводника.- Радио, 1993, № 2, стр.
        7-9.
      • В. Войцехович, В. Федорова. Эхолот рыболова — любителя.- Радио,
        1988, № 10, стр. 32-36.
      • В. Тимофеев. Эхолот. Сб.: В помощь радиолюбителю, вып. 92, стр.
        23-41 — М.: ДОСААФ, 1986.
      • А. Владимиров, Л. Корлякова. Любительский эхолот «Поиск». Сб.: В
        помощь радиолюбителю, вып. 80, стр. 47-57. — М.: ДОСААФ, 1983.
      • В. Бокитько, Д. Бокитько. Портативный эхолот.- Радио, 1981, № 10,
        стр. 23-25.
      • А. Кравченко. Транзисторный эхолот.- Радио, 1973, № 12, стр. 15-16.

      Связаться с автором материала:

      mailto:[email protected]?subject=Эхолот

      http://www.kirov.ru/~ra4nalr

      610016  Россия, г.Киров-16, а/я 1906 Хлюпин Николай Петрович

      © 1997-2000г.  Воспроизведение материалов сайта в любом виде только с согласия автора.

      irls.narod.ru

      САМОДЕЛЬНЫЙ ЭХОЛОТ РЫБОЛОВА-ЛЮБИТЕЛЯ схема — Самоделкин — сделай сам своими руками

      САМОДЕЛЬНЫЙ ЭХОЛОТ РЫБОЛОВА-ЛЮБИТЕЛЯ

       

      Предлагаемый
      эхолот предназначен в первую очередь для рыболовов, но с успехом данный
      эхолот может использоваться и для других целей где необходимо знать
      глубину и рельеф дна. В отличии, от эхолота описанного в журнале «Радио»
      №10 за 1981 год, данный эхолот отличается применением цифрового
      измерителя глубины и применением безконтурного приёмника эхосигнала.
      Вариант эхолота с пределом измерения глубины до 59,9 м изображён на рис.
      2. Питается эхолот от одного автономного источника напряжением 9 В
      (батареи типа «Крона», «Корунд»).

       

      Структурная схема,
      поясняющая устройство и работу эхолота, показана на рис. 1. Тактовый
      генератор G1 управляет взаимодействием узлов прибора и обеспечивает его
      работу в автоматическом режиме. Генерируемые им короткие (0,1 с)
      прямоугольные импульсы положительной полярности повторяются каждые 10 с.
      Своим фронтом эти импульсы устанавливают цифровой счетчик РС1 в нулевое
      состояние и закрывают приемник А2, делая его нечувствительным к
      сигналам на время работы передатчика. Спадом тактовый импульс запускает
      передатчик А1, и излучатель-датчик BQ1 излучает в направлении дна
      короткий (40 мкс) ультразвуковой зондирующий импульс. Одновременно
      открывается электронный ключ S1, и колебания образцовой частоты 7500 Гц
      от генератора G2 поступают на цифровой счетчик РС1.

       

       

      Рисунок 1.

       

      По
      окончании работы передатчика приемник А2 открывается и приобретает
      нормальную чувствительность. Эхосигнал, отраженный от дна, принимается
      датчиком BQ1 и после усиления в приемнике закрывает ключ S1. Измерение
      закончено, и индикаторы счетчика РС1 высвечивают измеренную глубину.
      Очередной тактовый импульс вновь переводит счетчик РС1 в нулевое
      состояние, и процесс повторяется.

       

      Принципиальная схема
      эхолота с пределом измерения глубины до 59,9 м представлена на рис. 2.
      Его передатчик представляет собой двухтактный генератор на транзисторах
      VT8, VT9 с настроенным на рабочую частоту трансформатором Т1.
      Необходимую для самовозбуждения генератора положительную обратную связь
      создают цепи R19C9 и R20C11. Генератор формирует импульсы длительностью
      40 мкс с радиочастотным заполнением. Работой передатчика управляет
      модулятор, состоящий из одновибратора на транзисторах VT11, VT12,
      формирующего модулирующий импульс длительностью 40 мкс, и усилителя на
      транзисторе VT10. Модулятор работает в ждущем режиме, запускающие
      тактовые импульсы поступают через конденсатор С14.

       

       

      Рисунок 2.

       

      Приемник
      эхолота собран по схеме прямого усиления. Транзисторы VT1, VT2
      усиливают принятый излучателем-датчиком BQ1 эхосигнал, транзистор VT3
      использован а амплитудном детекторе, транзистор VT4 усиливает
      продетектированный сигнал. На транзисторах VT5, VT6 собран одновибратор,
      обеспечивающий постоянство параметров выходных импульсов и порога
      чувствительности приемника. От импульса передатчика приемник защищают
      диодный ограничитель (VD1, VD2) и резистор R1.

       

      В
      приемнике применено принудительное выключение одновибратора приемника с
      помощью транзистора VT7. На его базу через диод VD3 поступает
      положительный тактовый импульс и заряжает конденсатор С8. Открываясь,
      транзистор VT7 соединяет базу транзистора VT5 одновибратора приемника с
      положительным проводом питания, предотвращая тем самым возможность его
      срабатывания от приходящих импульсов. По окончании тактового импульса
      конденсатор С8 разряжается через резистор R18, транзистор VT7 постепенно
      закрывается, и одновибратор приемника обретает нормальную
      чувствительность. Цифровая часть эхолота собрана на микросхемах DD1-DD4.
      В ее состав входит ключ на элементе DD1.1, управляемый RS-триггером на
      элементах DD1.3, DD1.4. Импульс начала счета поступает на триггер от
      модулятора передатчика через транзистор VT16, окончания — с выхода
      приемника через транзистор VT15.

       

      Генератор импульсов с
      образцовой частотой повторения (7500 Гц) собран на элементе DD1.2. Из
      резистора R33 и катушки L1 составлена цепь отрицательной обратной связи,
      выводящей элемент на линейный участок характеристики. Это создает
      условия для самовозбуждения на частоте, определяемой параметрами контура
      L1C18. Точно на заданную частоту генератор настраивают подстроечником
      катушки.

       

      Сигнал образцовой частоты через ключ поступает
      на трехразрядный счетчик DD2-DD4. В нулевое состояние его устанавливает
      фронт тактового импульса, поступающего через диод VD4 на входы R
      микросхем.

       

      Тактовый генератор, управляющий работой
      эхолота, собран на транзисторах разной структуры VT13, VT14. Частота
      следования импульсов определена постоянной времени цепи R28C15.

       

      Катоды индикаторов HG1-HG3 питает генератор на транзисторах VT17, VT18.

       

      Кнопка
      SB1 («Контроль») служит для проверки работоспособности устройства. При
      нажатии на нее на ключ VT15 поступает закрывающий импульс и индикаторы
      эхолота высвечивают случайное число. Через некоторое время тактовый
      импульс переключает счетчик, и индикаторы должны высветить число 888,
      что свидетельствует об исправности эхолота.

       

      Эхолот
      смонтирован в коробке, склеенной из ударопрочного полистирола.
      Большинство деталей размещено на трех печатных платах из фольгированного
      стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. (Рисунок платы 1; Рисунок платы 2; Рисунок платы 3.)
      Платы закреплены на дюралюминиевой пластине размерами 172×72 мм,
      вложенной в крышку коробки. В пластине и крышке просверлены отверстия
      под выключатель питания Q1 (МТ-1), кнопку SB1 (КМ1-1) и гнездо ВР-74-Ф
      коаксиального разъема XI, а также вырезано окно для цифровых
      индикаторов.

       

      В эхолоте применены резисторы МЛТ,
      конденсаторы КЛС, КТК и К53-1. Транзисторы КТ312В и ГТ402И можно
      заменить на любые другие транзисторы этих серий, МП42Б — на МП25,
      КТ315Г-на КТ315В. Микросхемы серии К176 заменимы соответствующими
      аналогами серии К561, вместо микросхемы К176ИЕЗ (DD4) можно применить
      К176ИЕ4. Если эхолот будет использован на глубине не более 10 м, счетчик
      DD4 и индикатор HG3 можно не устанавливать.

       

      Обмотки
      трансформатора Т1 намотаны проводом ПЭЛШО 0,15 на каркасе диаметром 8 мм
      с фер-ритовым (600НН) подстроечником диаметром 6 мм. Длина намотки — 20
      мм. Обмотка I содержит 80 витков с отводом от середины, обмотка II —
      160 витков. Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом (3000НМ) кольце
      типоразмера К16×10×4,5. Обмотка I содержит 2×180 витков провода ПЭВ-2,
      0,12, обмотка 11-16 витков провода ПЭВ-2, 0,39. Катушка L1 (1500 витков
      провода ПЭВ-2 0,07) намотана между щечками на каркасе диаметром 6 мм из
      органического стекла. Диаметр щечек — 15, расстояние между ними — 9 мм.
      Подстроечник — от броневого магнитопровода СБ-1а из карбонильного
      железа.

       

      Ультразвуковой излучатель-датчик эхолота
      изготовляют на основе круглой пластины диаметром 40 и толщиной 10 мм из
      титаната бария. К ее посеребренным плоскостям сплавом Вуда припаивают
      тонкие (диаметром 0,2 мм) проводники-выводы. Датчик собирают в
      алюминиевом стакане от оксидного конденсатора диаметром 45…50 мм
      (высоту — 23…25 мм — уточняют при сборке). В центре дна стакана
      сверлят отверстие под штуцер, через который будет входить коаксиальный
      кабель (РК-75-4-16, длиной 1…2,5 м), соединяющий датчик с эхолотом.
      Пластину датчика приклеивают клеем 88-Н к диску из мягкой микропористой
      резины толщиной 10 мм.

       

      При монтаже оплетку кабеля
      припаивают к штуцеру, центральный проводник — к выводу обкладки датчика,
      приклеенной к резиновому диску, вывод другой обкладки — к оплетке
      кабеля. После этого диск с пластиной вдвигают в стакан, пропуская кабель
      в отверстие штуцера, и закрепляют штуцер гайкой. Поверхность
      титанатовой пластины должна быть углублена в стакан на 2 мм ниже его
      кромки. Стакан закрепляют строго вертикально и заливают до края
      эпоксидной смолой. После затвердевания смолы поверхность датчика шлифуют
      мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой плоскости. К
      свободному концу кабеля припаивают ответную часть разъема X1.

       

      Для
      налаживания эхолота необходимы осциллограф, цифровой частотомер и блок
      питания напряжением 9 В. Включив питание, проверяют работоспособность
      счетного устройства: если оно исправно, то индикаторы должны высвечивать
      число 88,8. При нажатии на кнопку SB1 должно появляться случайное
      число, которое с приходом очередного тактового импульса должно вновь
      сменяться числом 88,8.

       

      Далее налаживают передатчик. Для
      этого к эхолоту подключают датчик, а осциллограф, работающий в режиме
      ждущей развертки,- к обмотке II трансформатора Т1. На экране
      осциллографа с приходом каждого тактового импульса должен появляться
      импульс с радиочастотным заполнением. Подстроечником трансформатора Т1
      (если необходимо, подбирают конденсатор С10) добиваются максимальной
      амплитуды импульса, которая должна быть не менее 70 В.

       

      Следующий
      этап — налаживание генератора импульсов образцовой частоты. Для этого
      частотомер через резистор сопротивлением 5,1 кОм присоединяют к выводу 4
      микросхемы DD1. На частоту 7500 Гц генератор настраивают подстроечником
      катушки L1. Если при этом подстроечник занимает положение, далекое от
      среднего, подбирают конденсатор С18.

       

      Приемник (а также
      модулятор) лучше всего настраивать по эхо-сигналам, как это описано в
      журнале «Радио» №10 за 1981 год. Для этого датчик прикрепляют резиновым
      жгутом к торцевой стенке пластмассовой коробки размерами 300×100×100 мм
      (с целью устранения воздушного зазора между датчиком и стенкой ее
      смазывают техническим вазелином). Затем коробку заполняют водой,
      выпаивают из приемника диод VD3 и присоединяют к выходу приемника
      осциллограф. Критерием правильной настройки приемника, модулятора
      передатчика, а также качества ультразвукового датчика является число
      наблюдаемых на экране эхосигналов, возникающих вследствие многократных
      отражений ультразвукового импульса от торцевых стенок коробки. Для
      увеличения видимого числа импульсов подбирают резисторы R2 и R7 в
      приемнике, конденсатор С13 в модуляторе передатчика и изменяют положение
      подстроечника трансформатора Т1.

       

      Для регулировки
      устройства задержки включения приемника впаивают на место диод VD3,
      заменяют резистор R18 переменным (сопротивлением 10 кОм) и с его помощью
      добиваются исчезновения двух первых эхосигналов на экране осциллографа.
      Измерив сопротивление введенной части переменного резистора, его
      заменяют постоянным такого же сопротивления. После настройки число
      эхосигналов на экране осциллографа должно быть не менее 20.

       

      Для
      измерения глубины водоема датчик лучше всего закрепить на поплавке с
      таким расчетом, чтобы нижняя его часть была погружена в воду на 10…20
      мм. Можно прикрепить датчик к шесту, с помощью которого его погружают в
      воду кратковременно, на время измерения глубины. При использовании
      эхолота в плоскодонной алюминиевой лодке для измерения небольших глубин
      (до 2 м) датчик можно приклеить к днищу внутри лодки.

       

      В
      заключение следует отметить, что в солнечные дни яркость свечения
      цифровых индикаторов может оказаться недостаточной. Повысить ее можно
      заменой батареи «Корунд» («Крона») источником питания с несколько
      большим напряжением, например, батареи, составленной из восьми
      аккумуляторов Д-0,25 (никаких изменений схемы и конструкции прибора это
      не потребует).

       

      Журнал «Радио» № 10, 1988 год.

      Самоделкин — Сделай сам, своими руками.

       

      samodelkyn.3dn.ru

      Персональный сайт — mini-sonar-3

         “SONAR-3” – это более усовершенствованный вариант первой конструкции самодельного мини-эхолота.

       

      ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

       

         Рабочая частота 200 кГц и может перестраиваться под конкретный имеющийся излучатель (примерно до 300 кГц). Максимальная измеряемая глубина ограничена программно на уровне 16 метров. Измерение глубины разделено на два диапазона: до 4 м и до 16 м. Переключение между диапазонами автоматическое. Минимальная измеряемая глубина — 0,47 м. Информация о глубине и рельефе дна выводится на графический дисплей от мобильного телефона nokia3310. Предусмотрена регулировка скорости прокрутки картинки на дисплее, а также регулировка уровня чувствительности приема отраженных сигналов. В эхолоте реализован программный фильтр ошибочных измерений, который пропускает до 10 значений глубины, находящихся вне диапазона измерений. Также эхолот выдает предупреждающий звуковой сигнал при резком изменении глубины на определенное заданное пользователем значение. Эта функция будет полезна для определения потенциальных мест нахождения рыбы не прибегая к постоянному вниманию на дисплей мини-эхолота. Теоретически данным мини-эхолотом можно измерять и глубину, большую чем 16 метров, но возможности проверить работу устройства на больших глубинах у меня не было. Поэтому и было введено ограничение по максимальной глубине. Погрешность определения глубины в авторском образце (с использованием датчика с резонансной частотой 200кГц) при испытаниях в озере была не более 2..3% от верхнего предела измерений.

          Схема мини-эхолота показана на рисунке ниже. Схему с большим разрешением можно посмотреть здесь: mini-sonar-3_circuit.jpg

         Основные функциональные блоки устройства: микроконтроллер ATMega8L, схема формирования зондирующих импульсов, датчик-излучатель, схема приема отраженного сигнала, преобразователь питания DC/DC, дисплей, клавиатура и схема зарядки аккумуляторной батареи. Работает эхолот следующим образом: микроконтроллер ATMega8 в начале каждого цикла измерения формирует на выходе PD4 прямоугольные импульсы лог. «0», разрешающие работу задающего генератора, собранного на микросхеме IC2. Далее сигнал задающего генератора делится на 2 D-триггером на элементе IC3.2. Сигнал с противофазных выходов IC3.2 через буферный каскад на микросхеме IC4 подается на ключи VT7 и VT8. Далее сигнал со вторичной обмотки трансформатора Т1 подается на пьезокерамический датчик-излучатель LS2, который посылает ультразвуковые посылки во внешнюю среду.

         Отраженный от дна/препятствия сигнал принимается датчиком-излучателем и подается на входной каскад приемника, который являет собой резонансный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Далее сигнал с резонансного усилителя подается на вход микросхемы IC7, которая используется здесь в непрямом назначении — измерителе уровня сигнала. Диодная сборка VD11 на входе приемника ограничивает входное напряжение приемника в момент работы передатчика. Далее сигнал с выхода IC7 поступает на вход 2 компаратора IC6 и на вход АЦП ADC7 микроконтроллера. Чувствительность компаратора регулируется посредством изменения коэффициента ШИМ на выв.15 микроконтроллера. Сигнал с выхода компаратора поступает на микроконтроллер, который производит обработку сигнала и выдает информацию в нужном нам виде на графический дисплей LCD1. Вся конструкция (кроме датчика-излучателя) собрана в пластиковом корпусе размерами 65,5х45,5х25 мм и показана на фото ниже: 

         Тип корпуса: BOX-KA08. Питание обеспечивается от литий-полимерного аккумулятора LP403040 напряжением 3.7 Вольт и  емкостью 460 мА/ч. Можно использовать и другой тип аккумулятора подходящей емкости с размерами не более 4.0 x 30 x 40 мм. Максимальный потребляемый устройством ток — не более 25 мА (с включенной подсветкой дисплея — около 40 мА). При выключенном питании устройство потребляет ток около 150 мкА. Резисторы R16, R17 — smd  типоразмера 1206, R31 — smd сборка из 4-х резисторов, R25 — smd  типоразмера 0603, R29 — обычный 0,125 Вт. Все остальные резисторы — smd типоразмера 0805. Конденсаторы С4, С16 — танталовые smd, конденсатор C7 — электролитический «mini», остальные конденсаторы — smd типоразмера 0805. Светодиоды VD6-VD9 — smd типоразмера 1206, любого цвета свечения. Звукоизлучатель LS1 — любой малогабаритный пьезокерамический без встроенного генератора (например от дешевых наручных часов). Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце от электронного балласта энергосберегающей лампы. Можно использовать и другое ферритовое кольцо подходящего (10х6х5) размера (например EPCOS B64290-L38-X87) с магнитной проницаемостью 1000…2000. Первичная обмотка наматывается в 2 жилы и содержит 2х10 витков провода ПЭВ -2 0,2..0,3 мм. Вторичная обмотка содержит 200 витков провода ПЭВ 0,15 мм. Первой мотаем вторичную обмотку. Половины первичной обмотки должны быть «растянуты» по всей длине сердечника. Обмотки необходимо изолировать друг от друга слоем лакоткани или трансформаторной бумаги. В качестве контура L2C22L3 приемника используется контур ПЧ на 465кГц от китайской автомагнитолы. Только контур нужно немного доработать: снимаем экран, сматываем полностью основную обмотку, считая при этом витки. После этого наматываем основную обмотку контура таким же проводом, только количество витков обмотки увеличиваем на 15%. Мест установки для элементов С7, С8, R29, VD10 на плате не предусмотрено. Поэтому их монтируем навесным монтажем непосредственно вблизи трансформатора Т1. Кнопки клавиатуры – тактовые размером 6х6 мм. На печатной плате также есть место для установки R51, которого нет на схеме. Это перемычка, которую устанавливают при необходимости. Она служит для подачи питания на схему от программатора. Окно под дисплей вырезаем из оргстекла толщиной 2 мм и приклеиваем к корпусу эпоксидной смолой. Ультразвуковой датчик-излучатель можно использовать любой готовый на частоту 40..300 кГц (например от китайского эхолота). Можно также изготовить датчик самому по технологии, описанной в [1]. Для подключения датчика-излучателя к печатной плате эхолота используется кабель RG174 без переходных разъемов.

      НАСТРОЙКА

          Налаживание мини-эхолота начинают с тщательной проверки монтажа. Только после этого подают питание на схему. Следующий этап — прошивка контроллера. Сначала записываем fuse-bits для работы от встроенного RC-генератора на частоте 4 МГц (CKSEL=0011, SUT0=0). Потом прошиваем саму прошивку. После загрузки прошивки ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно прошить EEPROM. Иначе эхолот работать не будет! Включаем эхолот. Для этого удерживаем (примерно 2сек.) кнопку «power». После включения эхолот отображает заставку, версию прошивки и переходит в основное меню. Теперь нужно проверить выходное напряжения преобразователя DC/DC на MC34063. Оно должно быть в пределах 3,90..4,10 В. Потом нужно войти в режим отображения сервисной информации. Для этого выключаем а потом включаем эхолот. После появления на дисплее заставки сразу нажимаем и удерживаем до появления звукового сигнала кнопку «up». Эхолот переключится в сервисный режим. В этом режиме на дисплее отображаются напряжение батареи питания (строка «Batt»), напряжение на выходе преобразователя DC/DC (строка «DC/DC»), рабочая частота задающего генератора (строка «Ftx»), глубина (строка «Depth») и уровень отраженного сигнала (строка «RSSI»). Сначала нужно убедиться в том, что задающий генератор работает на нужной Вам частоте. В противном случае нужно будет отключить питание эхолота, впаять вместо R22 многооборотный подстроечный резистор на 2,2..4,7 кОм, включить эхолот, снова войти в сервисный режим и установить подстроечным резистором нужную Вам частоту. Далее отключаем питание эхолота и вместо R22 устанавливаем нужный постоянный резистор. Снова включаем эхолот. Подключаем параллельно датчику-излучателю осциллограф (через делитель 1:10) и нажимаем кнопку старта начала измерений. Убеждаемся в наличии на датчике импульсов амплитудой не менее 75 В. Если же амплитуда меньше — ищите ошибки в схеме. Потом настраиваем входной каскад приемника. Для этого размещаем датчик в воздухе строго перпендикулярно какой-нибудь ровной плоскости (например пол, или стена) на расстоянии примерно 30..50 см и подключаем осциллограф к выв.12 IC7. Далее, вращая подстроечный сердечник контура L2C22, устанавливаем максимальный уровень отраженного сигнала. Теперь мини-эхолот настроен окончательно.

       

      ОПИСАНИЕ НАСТРОЕК МЕНЮ:

       

      1. «СКОРОСТЬ ИЗМ.» — скорость прокрутки картинки рельефа дна дисплее эхолота;

      2. «ЧУВСТВИТЕЛЬН.» — регулировка чувствительности приемника;

      3. «ОБНАРУЖ. ЯМ» — значение в [дм], при котором будет подаваться звуковой сигнал, сигнализирующий о наличии соответствующего перепада в рельефе дна;

      4. «ДЛИТ. У/З ПОС.» — длительность ультразвуковой посылки в микросекундах. Параметр можно изменять в пределах 35..90 мкС;

      5. «КОНТРАСТ» — регулировка контраста дисплея;

      6. «ПОДСВЕТКА» — включение/выключение подсветки дисплея;

      7. «ЗВУК. СИГНАЛ» — включение/отключение всех звуковых сигналов;

      8. «ФИЛЬТР ОШИБОК» — количество измерений глубины, находящихся вне диапазона измерений, которые не будут учитываться при отображении картинки рельефа дна.

         Текущие функции кнопок управления эхолотом отображаются на дисплее в нижней строке. Для выхода из сервисного режима нужно нажать кнопку «ESC». При разряде батареи питания ниже 3,40 В эхолот выдает сообщение «Bat Low» и автоматически выключается. Заряжать эхолот можно от персонального компьютера через miniUSB-переходник/кабель или от внешнего блока питания с выходным напряжением 5,0 В и током не менее 200 мА. После зарядки батареи до напряжения 4,20 В эхолот автоматически выключается.

         Печатная плата мини-эхолота двухсторонняя. Изготавливается по методике ЛУТ. Размеры печатной платы 41,5х61,5 мм. Размещение компонентов на плате показано на фото ниже:

       

       

      Внешний вид готового устройства показано на фото ниже: 

      Скачать файлы проекта можно здесь:  mini-sonar-3.zip

      mini-sonar.narod.ru