Схема самодельного ультразвукового индикатора расстояния (4001, AN6884)

Это устройство предназначено для приблизительной индикации расстояния до препятствия. Работает схема на основе эхолокации ультразвука. Но в отличие от традиционных устройств, измеряющих время прохождения ультразвука от излучателя, до препятствия и обратно, эта схема измеряет уровень вернувшегося сигнала.

То есть, чем препятствие дальше, тем слабее будет сигнал, потому что тем большее расстояние ему нужно пройти.

Принципиальная схема

Схема очень простая, она показана на рисунке в тексте И. как должно быть, состоит из излучателя и приемника. Для передачи и приема ультразвукового сигнала используются специализированные ультразвуковые микрофон и звукоизлучатель типа MA40S3R и MA40S3S, соответственно. Это устройства на основе пьезоэлемента, они пассивные и имеют бесконечное сопротивление. Резонанс у них ярко выражен на частоте 40 кГц.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельного ультразвукового индикатора расстояния (4001, AN6884).

На двух элементах микросхемы D1 сделан мультивибратор который генерирует импульсы частотой 40 кГц. Частота импульсов задается RC-цепью C1-R1, подбором параметров которой при налаживании выставляется выходная частота мультивибратора, равной 40 кГц.

Эти импульсы поступают на усилитель, сделанный на основе двух логических элементов D1.3 и D1.4. Ультразвуковой излучатель В1 включен между выходами этих элементов, поэтому, фактическая амплитуда напряжения на нем вдвое выше напряжения логической единицы. Это способствует увеличению громкости работы ультразвукового излучателя, так как он пьезоэлектрический, а значит, сила постоянного тока через него минимальная, и на громкость в основном влияет напряжение.

Отраженный от препятствия ультразвук принимается ультразвуковым микрофоном М1, и электрический сигнал с него поступает на усилитель на транзисторе VT1. Затем, через регулятор чувствительности на переменном резисторе R6 электрический сигнал поступает на индикатор уровня на микросхеме AN6884.

Эта микросхема представляет собой входной усилитель - детектор и набор из пяти компараторов с ключами под светодиоды на выходе. Предназначена она для индикации уровня сигнала ЗЧ в аудиоаппаратуре линейкой из пяти светодиодов. Здесь работает таким же образом, - чем больше сигнал, тем больше светодиодов горит.

А резистором R6 можно регулировать чувствительность, настроить схему на определенные пределы работы по расстоянию.

В1 и М1 должны быть расположены на некотором значительном расстоянии между собой. чтобы не возникало непосредственной акустической связи между ними.

Это расстояние и вообще их взаимное расположение нужно выбирать экспериментально, наблюдая за светодиодами. Ни один из них не должен гореть, если перед В1 и М1 нет ничего.

Но они должны загораться, если перед ними есть предмет, от которого ультразвук отражается, и тем большее их количество, чем ближе этот предмет.

Налаживание

Налаживание сводится только к настройке мультивибратора на микросхеме D1 на частоту 40 кГц и выбору взаимного расположения В1 и М1, как описано выше.

Вместо MA40S3S и MA40S3R можно использовать другие аналогичные пассивные звукоизлучатели и микрофоны на основе пьезоэлемента, настроенные на ультразвук.

Ремезов Д. РК-07-18.