פיתוח מכשיר מדידת מרחק קולי דיגיטלי
הרכב המעגל ועקרון העבודה של מד טווח קולי
מד הטווח הקולי מורכב ממעגל יצירת קולי, מעגל הגברה קליטה קולית, מעגל ספירה ותצוגה.
מעגל יצירת אולטרסאונד
מעגל להפקת גלים קוליים. הטיימר הכפול EN556 (U2b) יוצר טריגר מונו-יציב. R6 ו-C6 יוצרים מעגל דיפרנציאלי, שמתפקד באופן הבא: כאשר כפתור S2 נלחץ, הרמה הנמוכה הופכת לפולס שיא חיובי ושלילי, המתקבל באמצעות VD1 ומפעיל את היפוך ההדק המונו-יציב. משך הרמה הגבוהה של הפלט המונו-יציב הוא כ-1ms, כלומר tw ≈ 1.1R5C5 ≈ 1ms. EN556 (U2n) יוצר מתנד רב הרמוני עם תדר תנודה f1=1/T1 ≈ 1/{0.7 [(R1+R2)+2 (R{{ 23}}R4)] C3 ≈ 40kHz
בקרת רמת הפלט של הגנרטור. כאשר הדק המונו-יציב מוציא רמה גבוהה, המתנד הרב-הרמוני מתנודד, ופין 5 של EN556 מוציא כ-40 פולסים מלבניים בתדר של 40kHz ומחזור עבודה של כ-50%. בהתחשב בחוסר היציבות של שלב ההתחלה של המתנד הרב-הרמוני, מספר גדול יותר של m-פולסים מיועדים לקלט. אם מספר פולסי המוצא קטן מדי, עוצמת הפליטה תהיה נמוכה ומרחק המדידה יהיה קצר. בדיקה חיישן לחות, צינור חימום חשמלי נירוסטה חיישן PT100, מחמם אלומיניום יצוק, שסתום סולנואיד של נוזל חימום, אבל עם יותר מדי פולסים ומשך פליטה ארוך. כאשר המרחק לאובייקט הנמדד קרוב, רכבת הפולסים לא נפלטה במלואה, מה שגורם להד שנוצר מהפולס הנפלט הראשון להגיע לקצה הקולט, מה שמשפיע על תוצאות מדידת המרחק ומגדיל את הנקודה העיוורת של מדידת המרחק. ה-U1a~U1e של 74HC04 (U1) יוצרים מעגל הנעת דופק קולי, שיכול להגדיל את משרעת מתח הדופק המניע את חיישן השידור האולטראסוני, לבצע ביעילות המרה חשמלית/אקוסטית, לשפר את היכולת לפלוט גלים קוליים ולהגדיל את המדידה מֶרְחָק. נתיב אחד של רכבת הפולסים של 40kHz מתהפך דרך U1a, ולאחר מכן מתהפך דרך מהפך המחובר במקביל ל-U1b ו-U1e; המסלול השני מתהפך על ידי מהפך המחובר במקביל ל-U1c ו-U1d בדרום.
