Hallo, ich bin derzeit dabei eine Entfernungsmessung mittels Ultraschall zu realisieren. Leider stehe ich momentan vor einem Problem. Ich möchte gerne das 40kHz Signal meines µc mit einem Transistor verstärken damit ich eine höhere Reichweite erzielen kann. Ich habe überlegt dafür einfach einen Transistor als Schalter zu verwenden. Folgende Bauteiler sind für das Projekt vorgesehen: 400SR160 Ultraschallempfänger 400ST160 Ultraschallsender 40kHz 20Vrms LPC 1758 µc 100Mhz und 3.3V Versorgungsspannung Derzeitiger Projektstand: Wenn ich den Transmitter direkt mit dem 40kHz Signal des µc versorge, kann ich am Receiver deutlich die Schwingungen mit dem Oszi messen. Anschließend wird das Signal mit 2 OPVs verstärkt. Derzeit werden Entfernungen nur bis ca.40cm wahrgenommen. Um die Reichweite zu erhöhen habe ich vor den Sender mit einem 12V 40kHz Signal zu versorgen. Dazu habe ich den Sender und den µc, wie im Bild zu sehen, verdrahtet. Leider verhält sich die Schaltung nicht so wie ich mir das vorstelle. Deshalb habe ich angefangen im Forum zu recherchieren bin jedoch nicht schlau geworden. Kann mir bitte einmal jemand grundsätzlich erklären als welches Bauteil ich einen Ultraschall Sender sehen kann. So wie ich das verstanden habe ist die Piezo Platte im Inneren einem Kondensator ähnlich? Wie kann ich dieses Bauteil in meine Rechnungen/Überlegungen mit einfließen lassen? Und ist mein Schaltungsansatz prinzipiell richtig oder bin ich ganz weit ab vom Schuss? danke schon mal
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Stefan Ninja schrieb: > 400SR160 Ultraschallempfänger > 400ST160 Ultraschallsender 40kHz 20Vrms > LPC 1758 µc 100Mhz und 3.3V Versorgungsspannung Für die 7€, die alleine der Empfänger bei F. kostet, bekommst du beim freundlichen Chinesen um die Ecke locker mehr als vier komplette US-Abstandssensor Module mit Reichweite von rund 5m. Wenn es nicht um den Bastelspaß geht, lohnt ein kompletter Selbstbau kaum.
Die hab ich auch schon gesehen :) Nur leider ist das für eine Projektarbeit und die sieht vor, dass ich die gesamte Hardware selber mache. Und will ja auch was lernen bei der ganzen Sache. gruß
Lege einen auf die Sendefrequenz abgestimmten Schwingkreis in den Kollektorkreis der 'Endstufe' und darüber dann den Piezosender. Die Resonanzüberhöhung durch den Schwingkreis erzeugt dir ein sattes Signal. Der Transistor ist allerdings ein wenig klein dafür. Entweder schonst du ihn, indem du noch einen Arbeitswiderstand in Serie mit dem Kollektor legst, oder du baust da einen etwas 'dickeren' ein, wie z.B. den BD135 oder den BC639 - je nach gewünschter Reichweite.
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Du hast es bereits gesagt: Der Piezo verhält sich wie ein Kondensator. Deshalb ist Deine Schaltung Quark! Durch das Schalten des Transistors lädt sich der Piezo auf und dann ist er voll und macht gar nix mehr. Deshalb musst Du den Piezo immer umladen. Und der Piezo mag es nicht, wenn Gleichspannung an ihm anliegt, deshalb noch einen Kondensator (z.B. 0,22uF) in Reihe zum Piezo einbauen, damit ein statisches Gleichspannungssignal abgeblockt wird. Normalerweise schließt man den Piezo zwischen zwei Treiberbausteinen an - einer auf Gnd und einer auf Vcc. Dann schaltet man um, sodaß sich die Spannung umpolt. Somit hast Du die doppelte Spannung am Piezo anliegen und eine große Sendeleistung.
Ach ja, Du kannst ja schon mal nach Ultrasonic Transmitter gurgeln, dann bekommst Du schon ein paar brauchbare Vorschläge.
> Um die Reichweite zu erhöhen > habe ich vor den Sender mit einem 12V 40kHz Signal zu versorgen. Dazu > habe ich den Sender und den µc, wie im Bild zu sehen, verdrahtet. Leider > verhält sich die Schaltung nicht so wie ich mir das vorstelle. Du könntest auch einen MAX202 nehmen. Der wird üblicherweise in Schnittstellenbausteinen eingesetzt, kann also schonmal gut 115200 Hz. Wenn Du am Eingang der 2 Transmitter des Max202 jeweils ein invertiertes und ein nichtinvertiertes Signal von Deinem µC anlegst, bekommst Du am Ausgang ein Differnensignal von sogar ~18V, das Du direkt an den ST400 anschließen kannst.
Nimm zwei MOSFET-Gatetreiber (z.B. UCC27424) und steuer den Sender in Brückenschaltung an. Gatetreiber sind auf kapazitive Lasten ausgelegt, der Sender hat ca 2,5nF.
Danke für die Antworten und für die vielen Vorschläge, hab das ganze jetzt mal mit einem MAX 232 ausprobiert (5V Versorgung und 3,3V Steuersignal) und bin mit dem Ergebnis ziemlich zufrieden.
Das ist schön, daß das Ergebnis zufriedenstellend ist. Merkwürdig auch zu sehen, daß Matthias Sch. zwar mit seinem Schwingkreis prinzipiell goldrichtig liegt, aber die Digitalerei wohl wesentlich einfacher zu praktizieren ist. Naja, man kriegt, was man kann.
Auf jeden Fall einen Preis für das Denken 'out of the box'! Einen MAX als Ultraschall Endstufe zu benutzen - da muss man erstmal drauf kommen. Super Idee von Dir! Ich würde wahrscheinlich die Spannungsbooster mit etwas grösseren Kondensatoren als im Datenblatt vorgesehen, bestücken, damit da auch bei längeren Bursts noch genügend 'Bums' da ist.
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