Pembangunan peranti pengukur jarak ultrasonik digital
Komposisi litar dan prinsip kerja pengintip ultrasonik
Pencari jarak ultrasonik terdiri daripada litar penjanaan ultrasonik, litar penguatan penerimaan ultrasonik, litar mengira dan paparan.
Litar penjanaan ultrasonik
Litar untuk menghasilkan gelombang ultrasonik. Pemasa dwi EN556 (U2b) membentuk pencetus monostabil. R6 dan C6 membentuk litar pembezaan, yang berfungsi seperti berikut: apabila butang S2 ditekan, tahap rendah menjadi nadi puncak positif dan negatif, yang diperoleh melalui VD1 dan mencetuskan flip pencetus monostabil. Tempoh tahap tinggi output flip monostabil adalah lebih kurang 1ms, iaitu tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) membentuk pengayun berbilang harmonik dengan frekuensi ayunan f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
Kawalan tahap output penjana. Apabila pencetus monostabil mengeluarkan tahap tinggi, pengayun berbilang harmonik berayun, dan pin 5 EN556 mengeluarkan kira-kira 40 denyutan segi empat tepat dengan frekuensi 40kHz dan kitaran tugas kira-kira 50%. Memandangkan ketidakstabilan peringkat permulaan pengayun berbilang harmonik, lebih banyak nadi-m direka bentuk untuk input. Jika bilangan denyutan keluaran terlalu kecil, keamatan pelepasan akan menjadi rendah dan jarak pengukuran akan menjadi pendek. Siasatan sensor kelembapan, tiub pemanasan elektrik keluli tahan karat penderia PT100, pemanas aluminium tuang, injap solenoid cecair gegelung pemanasan, tetapi dengan terlalu banyak denyutan dan tempoh pelepasan yang panjang. Apabila jarak ke objek yang diukur hampir, kereta api nadi belum dipancarkan sepenuhnya, yang menyebabkan gema yang dihasilkan oleh nadi yang dipancarkan pertama mencapai hujung penerima, menjejaskan keputusan pengukuran jarak dan meningkatkan titik buta pengukuran jarak. U1a~U1e 74HC04 (U1) membentuk litar pemacu nadi ultrasonik, yang boleh meningkatkan amplitud voltan nadi memacu sensor penghantaran ultrasonik, melakukan penukaran elektrik/akustik dengan berkesan, meningkatkan keupayaan untuk memancarkan gelombang ultrasonik, dan meningkatkan pengukuran jarak. Satu laluan kereta api denyut 40kHz disongsangkan melalui U1a, dan kemudian disongsangkan melalui penyongsang yang disambungkan selari dengan U1b dan U1e; Laluan lain diterbalikkan oleh penyongsang yang disambungkan selari dengan U1c dan U1d di selatan.
