Medidior De Distancia

MEDIDOR DE DISTANCIA ULTRASONICO
DIGITALES III

CHRISTIAN DAVID TOVAR PERDOMO
20052005082
NICOLAS CUELLAR
20061005089

DOCENTE: RONALD GUTIERREZ

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
BOGOTA 2011
INTRODUCCION
En el siguiente trabajo veremos la implementación de un medidor de distancia utilizando sensores ultrasónicos del tipo. Una ráfaga de 40KHz es transmitida a travésde un sensor ultrasónico, el ultrasonido reflejado es recibido por otro sensor receptor. La distancia a medir (en línea recta) estará en un rango de 10cm a 10mt., la distancia medida debe ser visualizada en 4 displays de 7 segmentos (2 enteros, 2 decimales). Ultrasonido hace referencia a las frecuencias arriba de 20KHz.

OBJETIVOS

* Recordar conceptos de digitales 1 como, contadores,conversores análogo a digital y su dicha visualización en 7 segmentos.
* Reconocer los distintos tipos de forma de interactuar el mundo análogo con el digital.
* Utilización del PWM para la Generación de pulso del transmisor y de los contadores y que queden sincronizados.

FUNCIONAMIENTO

Funcionamiento Se generan ráfagas de 40 KHz con duración de 5 mS cada 65 mS. Al detectar la ondareflejada se genera una interrupción en los contadores para asi tener a disposición el tiempo para saber la distancia. Para calcular la distancia se sabe que la velocidad del sonido es de 343m/s = 34300cm/s (a 20ºC), por lo tanto:
1cm= 1seg/34300cm = 29.15us.
Para hacer el cálculo de la distancia se divide el valor del tiempo de los contadores entre dos veces el tiempo de un centímetro. Tiempototal de la onda reflejada = 3887us. (3887us/2)/29= 67.017 cm. La división entre dos es debido a que se considera que la onda al reflejarse viaja el doble de distancia desde donde se emitió.

Figura1. Sistema de trasmisión y receptor.
Transmisor
El transmisor esta construido con un 555 e inversores CMOS, se emplea la característica CMOS para ponerlos en paralelo y aumentar la potencia detransmisión. La señal acoplada entre las terminales positiva y negativa es defasada 180º, por lo que el voltaje aplicado entre las terminales es el doble.

Figura2.Circuito de transmisor con 555
Estoy usando dos circuitos integrados 555 para generar la señal del pulso que será transmitida por le sensor ultarsonico.
Condiciones: RA = 9.1M-ohm, RB = 150K-ohm, C = 0.01µF
Pulso de ultrasonido

TL| = 0.69 x RB x C |
| = 0.69 x 150 x 103 x 0.01 x 10-6 |
| = 1 x 10-3 |
| = 1 msec |
| |
TH | = 0.69 x ( RA + RB ) x C |
| = 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6 |
| = 64 x 10-3 |
| = 64 msec |

Oscilador del ultrasonido

C2 es el circuito para hacer oscilar la frecuencia ultrasónica de 40KHz. Operación de oscilación es igual que IC1 y hace oscilar a la frecuencia dealrededor de 40 KHz. Hace RB> RA para que el deber (Ratio de ON / OFF) al cierre de onda de oscilación de 50%.
La frecuencia de los ultrasonidos se deben ajustar a la frecuencia de resonancia del sensor ultrasónico. Por lo tanto, esta echo para ser capaz de ajustar la frecuencia de oscilación haciendo que variar la resistencia variable (VR1).
La salida de IC1 está conectado con el terminal dereinicio de IC2 a través del inversor. Cuando el terminal de reinicio es el nivel H, IC2 funciona en la oscilación. El ultrasonido de 40KHz es enviado a la milésima de segundo 1 y hace una pausa de los 62 milisegundos. 
Las condiciones : RA = 1.5K-ohm, RB = 15K-ohm. C = 1000pF
TL | = 0.69 x RB x C |
| = 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12 |
| = 10.35 x 10-6 |
| = 10 µsec |
| |
TH | = 0.69x ( RA + RB ) x C |
| = 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12 |
| = 11.39 x 10-6 |
| = 11 µsec |
| |
f | = 1 / ( TL + TH ) |
| = 1 / (( 10.36 + 11.39 ) x 10-6) |
| = 46.0 x 103 |
| = 46.0 KHz |

Receptor
El receptor se compone de dos circuitos: amplificador de señal y circuito de detección. La señal es recibida por el sensor receptor y amplificada 1000 veces (60dB) en...