Sensor ultrasónico
Este circuito de sensor ultrasónico consta de un conjunto transmisor y receptor ultrasónico que funcionan a la misma frecuencia. Cuando algo se mueve en el área cubierta, se altera el delicado equilibrio del circuito y se dispara la alarma. El circuito ultrasónico es muy sensible y se puede ajustar para reiniciarse automáticamente o para permanecer activado hasta que se reinicie manualmente después de una alarma.
El transmisor ultrasónico está construido alrededor de dos compuertas NAND conectadas como inversores que forman un multivibrador cuya salida impulsa el transductor. El trimmer P2 ajusta la frecuencia de salida del transmisor y, para una mayor eficiencia, debe hacerse igual a la frecuencia de resonancia de los transductores que utilicemos. El receptor ultrasónico utiliza un transductor para recibir las señales que se reflejan en él, cuya salida es amplificada por el transistor TR3 e IC1, que es un amplificador operacional 741. La salida de IC1 se lleva a la entrada no inversora de IC2 cuyo factor de amplificación se ajusta mediante P1.
Funciona del sensor ultrasónico
El circuito ultrasónico se ajusta de tal manera que se mantenga en equilibrio tanto tiempo como la frecuencia de salida del transmisor. Si hay algún movimiento en el área cubierta por la emisión ultrasónica la señal que se refleja de regreso al receptor se
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Construcción del detector ultrasónico
La placa está hecha de un material aislante delgado revestido con una capa delgada de cobre que tiene la función de formar los conductores necesarios entre los diversos componentes del circuito.
El uso de una placa de circuito impreso correctamente diseñada es muy importante ya que acelera considerablemente la construcción y reduce la posibilidad de cometer errores. Para lograrlo se procederá a realizar el diseño de la placa de circuito impreso o Printed Circuit Board (PCB) y utilizaremos el software Eagle para tal fin.
Para realizar el PCB se debe partir del esquema electrónico del circuito donde se detalla cómo se relacionan las conexiones de cada componente en el circuito.
Realizar El PCB en Eagle
Para poder realizar el PCB debemos previamente realizar el esquemático en el
programa Eagle, para lo cual debemos Ejecutar Eagle ir a File > New > Project y dar un nombre. 2. Click derecho sobre el proyecto New > Schematic y guardar con un nombre.
Con este paso ya tienes listo el espacio de trabajo en donde se realiza el esquemático, en esta ventana encontraras todo lo necesario para poder realizar un esquema
electrónico.
A continuación se muestra como debería quedar terminado el esquemático del trabajo práctico N°1:
Profesores: Galeano Claudio – Landra Enrique Realizar el esquema electrónico en Eagle
El esquemático indica los componentes que conforman nuestra placa y sus
interconexiones, pero no contiene información acerca de por donde pasan las pistas en la placa (PCB) terminado. Simplemente indica el inicio y el destino de una pista. Con el Board (PCB), posteriormente, podremos decidir por donde cruzan nuestras pistas de cobre en la placa real.
Añadir componentes de librería
Luego de haber creado la hoja en blanco se deben añadir uno a uno los componentes, presionando el icono “add” (o tecleamos el comando en la línea de órdenes). Nos aparecerá la ventana con las diferentes librerías de componentes, donde deberemos buscar y seleccionar el componente requerido:
Un criterio apropiado para comenzar a realizar el esquemático del trabajo práctico N°1 sería comenzar por la entrada de señal del conector J1. Vamos a añadir en primer lugar el conector, las resistencias, capacitores y el transistor.
Buscamos dentro de las librerías las que inician con “con-“ y elegimos la que más se adecúe al que se pueda conseguir en el mercado local para el proyecto que necesitamos.
En éste caso: “ con-lstb→ MA03-1”
Buscamos en search “BC547“ y elegimos cualquiera que contenga el dibujo del PCB . Ejemplo:
Para buscar Resistencias y Capacitores debemos dirigirnos a la librería. Por ejemplo para una resistencia chica de ¼ W buscaremos
“rcl→R-EU_→0207/10”
Profesores: Galeano Claudio – Landra Enrique rcl→CPOL-EU→E5-6”
Para colocar el terminal de alimentación positivo y el negativo del circuito se deben buscar en “search→VCC “ y “search→GND “ .
En la hoja de trabajo nos deben quedar los componentes en la cantidad que colocamos y ubicados de acuerdo en donde los fuimos poniendo al seleccionarlos.
Si necesitamos reubicar un componente co el comando movimiento vamos a poder ordenar el esquemático para que podamos poner los cables mas fácilmente.
Seleccionamos el comando MOVE y pinchamos en el centro de cualquier componente para moverlo, si pulsamos el botón derecho del ratón podemos rotar los
componentes.
El paso Siguiente es realizar el cableado o conexión entre los componentes de acuerdo al esquema original del circuito. Para esto lo podemos hacer con el comando Wire .
De ésta manera se completará todo el circuito esquemático para poder luego dar paso a crear un circuito impreso a partir de EAGLE. Presionando la herramienta “Switch to Board” se cambia EAGLE del editor del diagrama esquemático al editor de diagrama de circuito impreso, la imagen siguiente muestra exactamente donde está el icono para esta herramienta.
Simplemente se da Clic en el icono y EAGLE se cambia al editor de circuito impreso.
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Componentes del sensor ultrasónico
R1 = 180 KOhm C1, 6 = 10uF/16V TR1, 2, 3 = BC547 , BC548 R2 = 12 KOhm C2 = 47uF/16V P1 = 10 KOhm trimmer R3, 8 = 47 KOhm C3 = 4,7 pF P2 = 47 KOhm trimmer R4 = 3,9 KOhm C4, 7 = 1 nF IC1, 2 = 741 OP-AMP R5, 6, 16 = 10 KOhm C5 = 10nF IC3 = 4093 C-MOS
R7, 10, 12, 14, 17 = 100 KЩ C8, 11 = 4,7 uF/16V R = TRANSDUCER 40KHz R9, 11 = 1 MOhm C9 = 22uF/16V T = TRANSDUCER 40KHz R13, 15 = 3,3 KOhm C10 = 100 nF D1, 2, 3, 4 = 1N4148
C12 = 2,2 uF/16V C13 = 3,3nF C14 = 47nF
