Télémètre à ultrasons
From Eric
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Revision as of 19:04, 25 May 2011
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Objectifs
Réaliser un dispositif de mesure de distance alternatif à la mesure par capteur infrarouge (type Sharp). A terme, ce moyen de mesure derait être intégré à Trobot1.
Réalisation
Première version : détection à base de NE567
Cette première version du télémètre à ultrasons repose sur l'utilisation d'un détecteur à base de NE567 centré sur la fréquence de l'émetteur (40KHz).
Le système complet est composé d'un émetteur et d'un récepteur.
L'émetteur comprend :
- Un transducteur d'émission (F=40KHz)
- Un NE555 qui génère la fréquence de 40Khz (le "bip"). Un transistor est utilisé pour commander le transducteur.
- Un NE555 qui génère les salves (bip, bip, ...), c'est-à-dire le signal de commande du "bip". Un transistor est utilisé pour inverser le signal.
L'émetteur fonctionne sous 12V pour disposer d'une portée suffisante.
Le récepteur comprend :
- Un transducteur de réception (F=40KHz)
- Un ampli-op qui réalise isole le signal du transducteur du reste du montage (pas indispensable...)
- Un ampli-op d'amplification (x300)
- Un ampli-op qui génère la masse virtuelle centrée sur 2.5V.
- Un détecteur NE567 de fréquence F=40KHZ.
Il est important de noter que l'alimentation de la commande de l'émetteur doit être bien découplée de celle du récepteur. L'image suivante montre la situation avant et après découplage.
L'image suivante montre le signal en entrée du détecteur, après amplification. On distingue très bien le signal reçu (l'écho) de fréquence 40KHz.
L'image suivante montre les signaux en entrée et en sortie du détecteur. On constate que le détecteur introduit un retard non négligeable.
J'ai réalisé une petite vidéo sur ce sujet. (Ma première sur Youtube). Mais je suis le seul à pouvoir y accéder, c'est bête hein...? Non.
Deuxième version : seuil et monostable
L'utilisation d'un NE567 introduit un temps de détection variable, ce qui nuit à la précision de la mesure. En outre, le transducteur piezo constitue un filtre mécanique suffisant pour qu'il ne soit pas indispensable de faire un filtrage rigoureux du signal après amplification.
Aussi, j'ai remplacé la PLL par une bête détection de seuil, suivie d'un monostable. Le résultat est bien plus satisfaisant.
Le schéma est désormais le suivant :
Ajout de la commande numérique
Jusqu'ici, le télémètre ne comportait que des composants analogiques : l'émetteur émet des "bips" de façon périodique grâce à un NE555 et le récepteur capte, amplifie, et détecte l'écho (plus ou moins bien).
On va rajouter une petite partie numérique pour améliorer le filtrage des parasites et fournir un signal de détection plus "propre". On utilise pour cela un tout petit PIC10F200 dont le rôle va être de commander l'émission de la fréquence à 40Khz (il aurait d'ailleurs pu la générer tout seul...), de capter le signal d"écho après seuillage, et de mesurer l'intervalle de temps entre les deux. Il transmettra la valeur sous une forme numérique : une entrée "clock" et une sortie "data". Les 4 I/O du PIC seront donc utilisées.
Conclusions et leçons
A compléter
