Go Down

Topic: Circuito de acondicionamiento de receptor ultrasónico (Read 1 time) previous topic - next topic

nexusdan

Estoy realizando un proyecto y trabajo con sensores ultrasónicos.

Ahora tengo un problemilla con el circuito de acondicionamiento de la señal del receptor ultrasónico.

La idea es que con el sensor emisor (transductor) envío una señal cuadrada de reloj de 40khz. Luego con el sensor receptor recibo esa señal y tengo que acondicionarla para trabajar. El transductor me capta una señal senoidal de 150mV. Por lo cual mi diseño consta de una primera etapa de potencia con pequeña ganancia (x10), y luego una segunda etapa con más amplificación (además de incluir un filtro paso-banda de 40khz).
Finalmente esa señal se convierte a señal cuadrada con un detector de cruce en la tercera etapa.

Hasta aquí la teoría correcta. Y mi circuito lo podeis observar en la imagen adjunta.

En las gráficas podeis observar la señal recibida y las señales de cada etapa.
Mi problema, como se puede observar, es que no hay "sincronización" entre la señal recibida y la obtenida finalmente (señal cuadrada de la salida del comparador). Mi duda es como podría solucionar el retardo que se produce?

Cosa a tener en cuenta en el diseño. Como fuente de alimentación sólo dispongo de señal +5V (por eso los operacionales no se alimentan simétricamente, +5v,-5v).

P.D: Adjunto enlace descarga del schematic y archivos para abrir y simular con Pspice en el archivo ".rar"
https://mega.co.nz/#!M1ogkJKJ!COYvsX...ERyDoAelyKqyJo

surbyte

Porque no pegas las imagenes usando los tags que indican las normas del foro?
Amplío mi comentario: tampoco usas enlaces con tags.
Ahora cual es el objetivo? armar un circuito para un transductor ultrasónico?
Tu circuito esta provocando mucho corrimiento de fase debido a los capacitores que tienes en las distintas etapas.
Yo miraría como resolvieron le trasductor comercial HSR04
mira esto

o esto


nexusdan

Porque no pegas las imagenes usando los tags que indican las normas del foro?
Según tengo entendido, se usan los tags con las imágenes cuando están subidas en un servidor. Yo las tengo en mi propio ordenador nada más. Próxima vez las subiré.
Amplío mi comentario: tampoco usas enlaces con tags.
Ahí tienes toda la razón, se me pasó. Sorry
Ahora cual es el objetivo? armar un circuito para un transductor ultrasónico?
El objetivo es armar un circuito para un transductor ultrasónico, correcto. En concreto estoy construyendo un anemómetro ultrasónico. Ya había visto el transductor comercial HSR04, pero mi finalidad varía. A diferencia de ese circuito, yo no busco calcular la distancia entre objetos, sino calcular la velocidad del viento. Para ello lo que hago es comparar el desfase producido entre la señal emitida de referencia y la recibida en el transductor.

A continuación explico mi circuito actual, que consta de 5 etapas:

 
1) Preamplificacion. Al recibir la señal en el transductor, llega con muy poco valor, por lo que la preparamos un poco para acondicionarla. (Recibimos una señal senoidal de unos 150mV). (Es el primer TL082).

2) Amplificacion+filtro. Además de llevar la señal al rango de voltaje que quiero, aplico un filtro paso banda de 40 khz, que es la frecuencia que usamos. (Es el segundo TL082).


3) Detector de cruce. Lo usamos para convertir la señal senoidal en cuadrada. (Es el tercer TL082).

4) Detector de fase. Comparamos el desfase de las señales (la emitida, que es una señal cuadrada; y la recibida). (Es la puerta XOR).

5) Conversor a continua. A través del filtro obtenemos un valor en continua de la señal procedente del detector de fase (que son pulsos cuadrados).

Ya ese valor en continua es el que entra en Arduino y con el que hago los cálculos pertinentes para obtener la velocidad del viento.

Ahora mi duda es sobre la etapa 5) conversor a continua. Me han comentado que sería mejor la posibilidad de usar un conversor true RMS-to-DC. Alguien entendido en estos temas podría asesorarme si merece la pena o no? Y si lo fuera, algún IC pero que no sea SMD, vamos, que pueda soldar facilmente.

Añado capturas de mi circuito y de simulaciones de su funcionamiento.

surbyte

Pero el anemótro ultrasónico esta hecho. Lo buscaste?
Es mas lo hemos discutido en este foro.
Ultrasonic Anemometer

nexusdan

Ya sé que existen diferentes proyectos, y he mirado varios. He cogido ideas de varios, pero por temas de presupuestos,herramientas y varios factores, tengo que hacer algunas modificaciones.
 
Gracias @surbyte por el enlace. Desconocía este proyecto. Voy a echarle un vistazo.

surbyte

Ese enlace que te he pasado es el enlace por excelencia.
El autor se ha tomado un cuidado extremo en su desarrollo.
Al menos para quien no tiene experiencia de laboratorios comerciales imagino que es lo mas cercano que podemos ver a un buen equipo de medición, con todo su análisis detrás.
Claro que estas viendo lo mejor de lo mejor, y puede simplificarse.

Go Up