Ansteuerung eines Ultraschall-Transducers ?

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05.01.2007, 13:02
Hobbylöter

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Ansteuerung eines Ultraschall-Transducers ?

Hallo alle miteinander,

ich hab ne Schaltung für nen US-Transducer ( Sender ist gleichzeitig Empfänger: Murata MA400A1), die ich weder ganz verstehe, noch vernünftig aufgebaut kriege.

An TP2 liegt ein 400kHz-Rechteck, an TP1 und TP3 leg ich extern den Impuls zum Feuern des US.

Wozu sind die Schaltungsteile, die ich rot bzw. grün unterlegt habe?
Was für einen logischen Pegel liefert der grüne Teil für das NAND-Gatter?

Ich hab mir die wesentlich einfachere US-Schaltung von Manf angeschaut,
kann man die US-Schaltung als Transducer-Schaltung adaptieren?

Noch zwei weitere Fragen:
Kennt jemand von Euch nen Vergleichstyp für 2SA1048, TA75393AP?

Vielen Dank für Eure Hilfe im Voraus
05.01.2007, 19:35
Manf

Grün ist ein Oszillator zum Zählen der Zeit. Die grüne Schaltung liefert einen Takt an das Gatter das bis zu Eintreffen des Echos offen ist.
Rot ist ein Oszillator für die Ablaufsteuerung.
Die Funktionsweise ist ähnlich dem US Interface beim Asuro mit der Schwellwert-Zeitfunktion an TP6.

Es werden CMOS Inverter als Analogverstärker eingesetzt. Solche Schaltungen erfordern Erfahrung und Geschick im Umgang mit den Bausteinen. Je nach Technologieversion des 4069 arbeitet er so nur bei modifizierter Versorgungsspannung.

Die Signalweiche wird hier durch die beiden Dioden realisiert. Wenn der Eingangsverstärker schnell genug aus der Übersteuerung herauskommt geht es so.

Die üblichen Wandler arbeiten mit 40kHz man sollte noch einmal bei der Quelle prüfen, ob ein Druckfehler hereingekommen sein kann.
Manfred
05.01.2007, 20:06
Hobbylöter

Hallo Manf,

vielen Dank für Deine schnelle Antwort.

Zitat:

Zitat von Manf

Grün ist ein Oszillator zum Zählen der Zeit. Die grüne Schaltung liefert einen Takt an das Gatter das bis zu Eintreffen des Echos offen ist.

Aha. Ok, aber - is wahrscheinlich ne blöde Frage - wieso entsteht ein Takt? An den Inverter liegt doch gar kein definiertes Signal, oder?

Zitat:

Zitat von Manf

Es werden CMOS Inverter als Analogverstärker eingesetzt. Solche Schaltungen erfordern Erfahrung und Geschick im Umgang mit den Bausteinen. Je nach Technologieversion des 4069 arbeitet er so nur bei modifizierter Versorgungsspannung.

Ähm, hört sich an, als ob das ziemlich viel Tüftelei und Probiererei ist.
Hast Du - oder jemand Anderes - eine Idee, wie man das einfacher aufbaut?

Zitat:

Zitat von Manf

Die üblichen Wandler arbeiten mit 40kHz man sollte noch einmal bei der Quelle prüfen, ob ein Druckfehler hereingekommen sein kann.
Manfred

Ne, ist wirklich nen 400kHz Sensor, deswegen auch der CSB400P als Taktgeber. Falls Du Zeit hast kannst Du Dir hier: http://search.murata.co.jp/Ceramy/Ca...n&sParam=MA400 das Datenblatt von dem Teil anschauen.

Könnte man Deine US-Schaltung evtl. für "Einkapselbetrieb" modifizieren? Sie ist ja wesentlich übersichtlicher...

Ich bräuchte nur ein zum Abstand / zur Echolaufzeit möglichst proportionales Signal zwischen 0-10 V.

Problem ist halt, das Sender und Empfänger eine Kapsel ist. Und eine Modifikation in diesem Punkt ist nicht möglich.

Vielen Dank
Andreas
05.01.2007, 20:27
Manf

Die beiden Inverter der grünen Schaltung sind zu einem Oszillator zusammengeschaltet. Das ist noch die einfachere Analogschaltung. Die Verstärker, die gerade bei 400kHz recht leistungsfähig mit Logik-Invertern realisiert werden können, sind etwas schwieriger zu stabilisieren.

Soll es denn 400kHz sein?, ich weiß ja nicht was Du Dir zutrauen kannst. Als erste Schaltung sollte man es mal mit zwei Wandlern probieren, in der Ausbauversion kann man dann die Signalpfade auch noch vor dem Wandler zusammenführen.
Manfred
05.01.2007, 21:03
Hobbylöter

Zitat:

Zitat von Manf

Die beiden Inverter der grünen Schaltung sind zu einem Oszillator zusammengeschaltet. Das ist noch die einfachere Analogschaltung

Oszillator is mir nicht wirklich klar. Reicht allein die Versorgungsspannung am 4069 und ein bißchen R-C-Kram, um eine stabile Schwingung hinzukriegen?
Warum hängt der Teil nicht am Crystal CSB400P?

Zitat:

Zitat von Manf

Soll es denn 400kHz sein?, ich weiß ja nicht was Du Dir zutrauen kannst. Als erste Schaltung sollte man es mal mit zwei Wandlern probieren, in der Ausbauversion kann man dann die Signalpfade auch noch vor dem Wandler zusammenführen.
Manfred

Ist ja nicht meine erste Schaltung... O:)

Der Bot und die Sensoren sind da, allein die Steuerung raucht regelmäßig ab. Deswegen will ich versuchen, möglichst nach Originalplänen des Sensorherstellers die Steuerung selbst aufzubauen oder eine gleichwertige Ersatzschaltung auf die Reihe zu kriegen.

Den CSB400P werd ich durch nen NE555-Circuit ersetzen, bei dem ich die Frequenz exakt auf die Resonanzfrequenz des Sensors abgleichen kann.

Bin für jede Hilfe dankbar
Andreas
05.01.2007, 21:58
Manf

Der Oszillator ist unter anderem hier beschrieben. Ich nehme an er soll für die Umgebung eine tiefere Frequenz als 400kHz haben.
http://www.geocities.com/templarser/clocks.html

Es ist anzunehmen, dass er (in der etwas älteren Schaltung) so eingestellt wird, das der angeschlossene Zähler bei der gewählten Frequenz gleich den Abstand in inches anzeigt.
Manfred
05.01.2007, 22:28
Hobbylöter

Zitat:

Zitat von Manf

Der Oszillator ist unter anderem hier beschrieben. Ich nehme an er soll für die Umgebung eine tiefere Frequenz als 400kHz haben.
http://www.geocities.com/templarser/clocks.html

Danke für Deine Zeit und die schnellen Antworten.
Der Link wird mir hoffentlich helfen, das Prinzip zu verstehen.

Zitat:

Zitat von Manf

Es ist anzunehmen, dass er (in der etwas älteren Schaltung) so eingestellt wird, das der angeschlossene Zähler bei der gewählten Frequenz gleich den Abstand in inches anzeigt.
Manfred

Im "Test Data Sheet" ist auch die LCD-Ausgabeeinheit, allerdings ist keine Einheit ( cm oder inch ) angegeben.

Grüße
Andreas
06.01.2007, 08:53
Manf

Ich meinte nur die einstellbare Frequenz des grünen Oszilators für die direkte Ausgabe der Entfernung (in was auch immer). Man kann ihn sicher auch mit NE555 bauen.

Zitat:

allein die Steuerung raucht regelmäßig ab.

Hier ist wohl mindestens ein Problem, die rückgekoppelten Inverter, die als 400kHz Verstärker arbeiten sollen, sind wohl genauer zu betrachten. Es gibt Daten über Stromaufnahme Verstärkung und Grenzfrequenz dieser Elemente.
http://www.imagineeringezine.com/PDF...invertamp1.PDF
Bei einem Update der Technologie ist das Ganze zu aktualisieren. Bei einer feinen Einstellung der Versorgungsspannung und der Rückkopplung müßte es möglich sein.
Manfred
11.01.2007, 20:40
Hobbylöter

Ich komm nicht weiter...

@Manf:

Zitat:

Bei einem Update der Technologie ist das Ganze zu aktualisieren. Bei einer feinen Einstellung der Versorgungsspannung und der Rückkopplung müßte es möglich sein.
Wie sähe ein Update in Deine Augen aus? 8-[

Gibts nicht nen IC wie den LM1812, den ich als einzigen(!!) Baustein gefunden habe, der ohne viel Krimskrams die gleiche Aufgabe erledigen kann.
Es gibt nur noch Restbeständen und für €40 / Stück aufwärts.

Ich hab (noch) nicht das nötige Handwerkszeug, um die RN-Ultraschall-Interface-Schaltung https://www.roboternetz.de/wissen/in...hall_Interfacemeinen Bedürfnissen anzupassen ](*,)

Hat jemand eine Idee? :-k
11.01.2007, 20:54
Manf

Es gibt doch fertige Interfacemodule für weniger als 40€ wie ist es damit?

eine Quelle:
http://www.shop.robotikhardware.de/s...roducts_id=168

Manfred

Bild hier
11.01.2007, 22:14
Hobbylöter

Zitat:

Zitat von Manf

Es gibt doch fertige Interfacemodule für weniger als 40€ wie ist es damit?

Ha ich schon gesehen, aber ich brauch nen wasserdichten ( IP69 ), da der Bot unter Wasser läuft und da ist Murata eine gute (die Einzige?) Wahl.
Die Sensoren sind ja auch schon vorhanden, allein die depperte Auswertung krieg ich nicht auf die Reihe, und die jetzige Ansteuerung funktioniert nicht, bzw. löst sie sich in Rauch auf.

Andreas
11.01.2007, 22:44
Manf

Tja dann bleibt erst mal noch beim SRF02 die Kapsel gegen eine Wasserdichte mit 40kHz auszutauschen, das ist dann aber auch ein Eingriff der ein Messen erfordert...

Oder die Schaltung oben Punkt für Punkt durchgehen.
Wie ist da eingentlich der Stand? Sie wurde doch nicht komplett aufgebaut wenn wenn noch die Frage nach den Vergleichstypen für den Transitor und den Komparator 2SA1048, TA75393AP offen ist?
Manfred
12.01.2007, 10:24
Hobbylöter

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Zitat:

Oder die Schaltung oben Punkt für Punkt durchgehen.
Wie ist da eigentlich der Stand?

Den grünen Teil hab ich außen vorgelassen, da ich eh ein analoges Signal proportional zum Abstand zwischen 0 und 5 V brauch.

Die 400kHz erzeug ich im Moment noch mit meinem Funktionsgenerator MS9160 von Conrad.

Zitat:

Sie wurde doch nicht komplett aufgebaut wenn wenn noch die Frage nach den Vergleichstypen für den Transitor und den Komparator 2SA1048, TA75393AP offen ist?

2SA1048 hab ich bei http://www.electronix.com/catalog/de...sort/1a/page/2 bekommen.
Für den TA75393AP nehm ich nen LM393N.

Hab gerad gesehen: im Datenblatt auf Seite 1 steht Max. Input Voltage 120 Vpp Square Wave 200kHz, bei der Messchaltung ist nen 400kHz Sinus 18 Vpp angeführt. Weiß wer, warum? :-s
12.01.2007, 10:54
Manf

Der Transistor ist eigentlich unkritisch und wohl durch Kleinsignal pnp zu ersetzten, beim Komparator muß man wohl im wesentlichen die Aussteuergranzen beachten. (solange es läuft ist es erst mal gut)

Wandler:
http://www.murata.com/catalog/p19e.pdf
Seite 19
Nominal Frequency 400kHz
Max input oltage 120Vp-p Pulse width 125µs interval 6ms

(Kopierfehler vom Nachbarwandler?)

Zum Vorgehen:
Kannst Du die Ansteuerung mit 400kHz in Impulsen zu beispielsweise 100µs vornehmen und mit einer zweiten Kapsel messen ob etwas gesendet wird.
Später dann, ob das Signal mit den rückgekoppelten Gattern verstärkt wird. Bei welcher Versorgungsspannung der Gatter sich ein möglichst starkes Signal ohne Schwingneigung ergibt?
Dann kommt noch die zeitabhängige Schwelle dazu und dann die Umschaltung des Wandlers.
Wenn es funktioniert ist man bald durch, oder es wird klar an welcher Stelle es hängt.
Manfred