Probleme mit Piezo Ultraschallkapseln für Abstandsmessung

[vklaffehn]

Hallo, ich mal wieder!
Irgendwie hab ich manchmal so meine Probleme mit der Elektronik.
Ich baue grad einen Abstandsmesser per Ultraschall und hab dazu diesen Abstandsbausatz von Conrad/Pollin(KEMO) zerpflückt. Die Probleme fangen schon beim Senden des 40KHz Burts an. Das Signal erzeuge ich mit PWM und einem Picaxe 08M . Schließe ich den Sender direkt an den Pin vom Picaxe an, gehts. Allerdings wollte ich den Sender statt mit 5V mit 12V betreiben und habe also einen Transistor dazwischengebastelt (siehe Anlage). Nun passiert gar nix mehr, außer ich schalte einen Widerstand parallel. Irgendwie stehe ich mit diesen Transistoren auf Kriegsfuß. Vielleicht kann mir auch jemand ein paar Tipps geben, wie ich aus dem empfangenen Signal wieder eine schöne 40 KHz Rechteckschwingung mache.... Ich hab zwar ein schönes Elektronikbuch, aber ich scheitere an der Stelle : für den Strom nehmen wir mal 50 mA an.... immerhin weiß ich, daß man mit einem Transistor einen Strom verstärkt, aber das Piezomikrofon erzeugt erstmal ein paar mV. Mein Empfänger erzeugt also erstmal über einen Spannungsteiler 0,7V an der Basis des Transistors, und dort speise ich die Spannung von dem Mikro ein. Am Widerstand zwischen Collector und Emitter greife ich die verstärkte Spannung ab (hmmm, kann ich den nicht weglassen? Ich hab doch einen Spannungsteiler aus dem Transistor und dem 1K Widerstand am Kollektor?). Vielleicht kann mir jemand das mal für Dummies erklären. Ich hab auch schon im 'ElKo' rumgelesen, aber irgendwie hab ich eine Denkblockade.

Danke schonmal!!

Volker

[Manf]

Der Piezo Wandler kann mit einer Spannung angesteuert werden. Er verhält sich elektrisch ähnlich wie ein Kondensator.

Der Transistor im Empfänger braucht eine Arbeitspunkteinstellung über den Spannungsteiler.
Manfred

[vklaffehn]

Hallo, das ging aber schnell O:)
Das heißt, wenn ich meinetwegen per Transistor 5 Sekunden lang mein 40KHz Signal auf den Piezosender gebe, ist der einfach irgendwann wie ein Kondensator aufgeladen und schwingt nicht mehr? Bei der Beschaltung direkt am Portpin würde er sich also bei jedem LOW-Pegel über den Pin wieder entladen, was aber beim Transistor nicht geht, ich müßte also dafür sorgen, daß der Sender eine Möglichkeit hat, seine Ladung wieder loszuwerden? Und beim Empfänger dachte ich, ich stelle den Arbeitspunkt über die 4,7K-Ohm und 750 Ohm ein? Zwischen Basis und Masse hab ich danach ca. 680 mV, an dem 10KOhm Widerstand zwischen Collector und Emitter fallen ca. 760 mV ab. Ist das soweit richtig? :-k

Volker

[vklaffehn]

Hallo, ich schon wieder :-)
ich hab jetzt mal versucht, das Signal per OpAmp LM2904 zu verstärken, also VCC an +6V Vee an Masse, eine Leitung vom Mikro über einen 22nF Kondensator an +Eingang, zweite Leitung vom Mikro an Masse, Ausgang vom OpAmp über 22kOhm Poti an Masse, Mittelabgriff an -Eingang, quasi wie auf
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opaschm.htm

Abbildung 2.1, R1 wäre im Moment bei mir 7kOhm, R2 dadurch 22-7=15kOhm, also Verstärkung V= R2/R1+1=3? Messe ich das Signal direkt am Mikro mit dem Multimeter, dann habe ich da meine 40 KHz mit einer Amplitude von ca. 0,5V, aber am Ausgang vom OpAmp liegen immer 3,8 Volt an, keine 40KHz weit und breit..... auch wenn ich das Poti so einstelle, dass R1 < R2, ändert sich gar nix.... Sind die 0,5V noch zu wenig oder woran liegt's? Kann mir da jemand weiterhelfen?

Danke schonmal!!

Volker

[Manf]

Der +Eingang des OPs muß gleichspannungsmäßig definiert werden, mit einem Widerstand gegen ein Potential bei dem der Eingang und der Ausgang arbeiten kann (gleicher Mittelwert als AC Verstärker). Der Eingang geht glaube ich bis 0V der Ausgang sicher nicht.
Manfred

[vklaffehn]

Hallo!

Ah, klingt logisch, kann ich da z.b. 1V über einen Spannungsteiler einspeisen und mein Mikrosignal draufpacken? Oder einfach einen Widerstand meinetwegen gegen Masse? Und muß der dann möglichst groß sein?Oder wie krieg ich die passende Beschaltung raus?
Danke danke,
Volker

[Manf]

Am besten den Mittelwert des Ausgangsspannungsbereichs messen (Umax+Umin)/2, den +Eingang (E+) mit Spannungsteiler mit Ri =10kOhm dort hinlegen.

Ausgang mit Rk an E- (gegen)koppeln, E- über C und Rk/50 an Masse.

Mikrofon über C an E+ einkoppeln (oder Wandler direkt dran).

Dann kann man schon mal etwas messen. Es folgt die Frage was die Schaltung genau machen soll.
Manfred

[vklaffehn]

Ah, damit werde ich mich mal auseinandersetzen, wenn ich wieder wach bin! Vielen Dank schonmal für die Mühe. Ziel des ganzen ist es, ein 40KHz Signal von einer Ultraschallmikrofonkapsel so zu verstärken, daß ich (idealerweise) ein 40 KHz Rechtecksignal hinten rausbekomme, was ich z.B. mit einem Microcontroller zählen kann. Wobei erstmal nur geplant ist, auf die ersten paar Schwingungen zu reagieren, in dem Fall zur Entfernungsmessung.

Volker

[Manf]

Nur schon mal auf Vorrat:
Bei der Laufzeitmessung geht es (wie so oft) darum ein Signal vom Rauschen zu unterscheiden.
Da bekannt ist, dass das Signal mit zunehmender Laufzeit kleiner wird kann man die Detektorschwelle über der Laufzeit senken oder die Verstärkung mit der Zeit erhöhen.

Schaltungen nach den beiden Verfahren sind beim ASURO Interface oder beim Ultraschall_Interface https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Ultraschall_Interface hier im Forum realisiert.
Manfred

[KeaAudio]

Ich habe auch diesen Bausatz gekauft und habe das Problem, dass der Empfaenger und Sender exact gleich aussehen, dh ich weiss nicht was was ist.
Kann da einer helfen??

gruss

[Tido]

Auf dem Empfänger sollte irgendwo ein R, auf dem Sender ein T stehen.

[KeaAudio]

Danke fuer den Tip, aber das ist genau das Problem, auf beiden steht 0291, sonst nichts....
gruss