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Travaux d’études et de recherches 2008

Travaux d’études et de recherches 2008. Télémètre à ultrasons. MORKOS William. Présentation technique :. obstacle. microcontrôleur. émetteur. C167. Traitement du signal et acquisition. récepteur. affichage. Figure 1_Schéma de principe. 2.1 Conception du télémètre à ultrasons.

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Presentation Transcript

  1. Travaux d’études et de recherches2008 Télémètre à ultrasons MORKOS William

  2. Présentation technique : obstacle microcontrôleur émetteur C167 Traitement du signal et acquisition récepteur affichage Figure 1_Schéma de principe

  3. 2.1 Conception du télémètre à ultrasons

  4. 2.1 Ce qu’il faut savoir sur le son Fonctionnement à 40 KHz. Dans le cas de l’air: cair = (331,5 + 0,6*θ) m/s P=1bar

  5. 2. 2. Émission du signal 2.2.1. Mise en forme du signal Observation de deux maxima sur les courbes des sensibilités d’émission et de réception, se situant à 40 KHz. Deux paramètres s’imposent pour les mesures à effectuer, la distance minimale et la distance maximale.

  6. 2.2.1. Mise en forme du signal (suite) . Dmin=343*250µs= 8.5 cm Dmax théorique=C*T=343m/s* 50 ms= 17.15 m. Dmax effective= 2 m.

  7. 2.2.2. Génération du signal avec le PWM Le recours au PWM du C167 nous permet de générer un signal sous forme de trains d’ondes.

  8. 2.2.2. Génération du signal avec le PWM C167 AD518SH/883B + 5 V + P7.0 0 V Le signal à la sortie du microcontrôleur est déformé par la charge de l’émetteur, qui comporte nécessairement un élément inductif, pour avoir un signal propre on a choisi de mettre un suiveur AD518SH, avec un slew rate min de 50V/µs.

  9. Visualisation du signal émis

  10. 2.3. Réception 2.3.1.  Visualisation du signal reçu il faut penser à amplifier le signal reçu dont l’amplitude reste de l’ordre de quelques millivolts. Pour cela on dispose de plusieurs stratégies pour l’amplification moyenne fréquence.

  11. 2.3.2. Amplification du signal reçu produit gain bande PG/B Bp = PG/B / G = 106 / 40 = 25 kHz. Slew rate très faible, induit une déformation du signal. Avec un AOP.

  12. 2.3.2.2. Amplification à trois étages avec des transistors Signal en sortie V1 de 900 mV. 

  13. Signal de sortie V1 à l’oscilloscope 

  14. 2.3.3. Enveloppe du signal RC>1/(2*π*f) RC=1/(2* π *f) RC<1/(2* π *f)

  15. Signal en V2 à l’oscilloscope : Chute de tension de 700mV aux bornes de la diode 900 mV  150 mV

  16. 2.3.4. Amplification avec un AOP avec R1 = 1 kΩ et R2 = 68 kΩ.

  17. On visualise le signal de sortie en V3 à l’oscilloscope :

  18. 2.3.5. Etablissement du signal logique • LM339 ou LM311? • LM339 : temps de réponse de 1.5µs • LM311 : temps de réponse de 200ns • Donc pour diminuer le retard et l’erreur sur le calcul on a choisi d’utiliser le LM311. Drain ouvert nécessite une résistance pull-up Courant d’entrée C167=10mA. Dans le pire des cas si on est à la masse On a : R=U/I=5V / 0.01A=500 Ω.

  19. 2.3.5. Etablissement du signal logique (suite) On a choisi de fixer Vref à 300mV, assurant ainsi des mesures stables.

  20. 2.3.6. Stratégie de calcul

  21. C167 AD518SH/883B + 5 V + P7.0 0 V

  22. Quelques fonctions du programme

  23. Quelques fonctions du programme

  24. Conclusion

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