Ultraschall-Technik

Bei Philips war dies seinerzeit das Thema eines speziellen Experimentierkastens. Auch wenn Ultraschall-Fernbedienungen seit Jahrzehnten durch solche mit der störungsfreien Infrarottechnik verdrängt sind, lassen sich doch ein paar interessante Experimente mit Ultraschall machen.

Ultraschall-Sender

Dieser Sender stellt eine Zusammenfassung der Schaltungen 4.7.1 (Ultraschall-Sender) und 4.7.12 (Ultraschall-Tonsender) des EE2016 auf einer Platine dar. Diese Schaltung wird praktisch für alle Geräte des EE2016 genutzt. Über einen Schalter kann wahlweise der Toneingang aktiviert werden. Die Schaltung erlaubt einen Dauerbetrieb oder einen Betrieb per Taster. Für das Einspeisen des Tonsignals wurde eine heute übliche 3,5mm-Klinkenbuchse eingebaut, die einen einfachen Anschluss eines MP3-Players erlaubt.

Der Tonsender nutzt einen Vorverstärker, der aus einem LM3900-OP gebildet wird. Der LM3900 bietet vier davon, aber drei werden auf dieser Schaltung einfach nicht genutzt. Als Ersatztyp für den nicht mehr erhältlichen Ultraschallwandler der Philips-Serie kommt der UST-40T zum Einsatz. Er sieht exakt gleich aus, arbeitet aber mit 40kHz Resonanzfrequenz.

Der Sender wird eingesetzt in der Schaltung Ultraschall-Tonübertragung mit MP3-Player-Anschluss.

Anmerkung: Es zeigt sich bei Messungen, dass die Resonanzfrequenz von 40 kHz mit der vorgeschlagenen Schaltung nur sehr unvollkommen erreicht wird. Die Frequenz des Oszillators hängt stark von der Spannung am 470-Ohm-Widerstand ab. Eine alternative Schaltung mit dem NE555 und einer Festfrequenzeinstellung ist im Anschluss dokumentiert.

Ultraschall-Sender Version 2

Es zeigte sich bei Messungen, dass die Resonanzfrequenz des UST40T von 40 kHz mit der vorgeschlagenen Schaltung 4.7.1 nur sehr unvollkommen erreicht wird. Die Frequenz des Oszillators hängt stark von der Spannung am 470-Ohm-Kollektorwiderstand ab. Ob das mit den Originalwandlern des EE2016 ebenfalls so ist, ließ sich mangels Verfügbarkeit nicht feststellen.

Daher wurde eine andere Schaltung auf Basis des NE555 gewählt, der mittels eines Potentiometers auf 40 kHz abgeglichen werden kann. Eine Diode im frequenzbestimmenden Teil der Schaltung sorgt dafür, dass Ein- und Ausschaltphase gleich lang sein können. Die Schaltung besitzt ansonsten noch einen über einen Emitterfolger verstärkten Taktausgang und eine LED als Funktionsanzeige.

Der Sender wird eingesetzt in der Schaltung Ultraschall-Entfernungsmesser.

Ultraschall-Empfänger

Dieser Empfänger stellt eine Zusammenfassung der Schaltungen 4.7.3 (Ultraschall-Tastschalter) und 4.7.13 (Ultraschall-Tonempfänger) des EE2016 auf einer Platine dar. Genau wie die Senderschaltung ist auch das Empfangsteil der Ultraschallserie bei praktisch allen Geräten identisch. Über einen Schalter wird wahlweise die Schalt- oder die Tonfunktion aktiviert. Die beiden Ausgänge können also nur alternativ benutzt werden. Es fehlt jeweils der Endverstärker, der noch nachgeschaltet werden muss. Der eingesetzte Operationsverstärker ist wiederum der LM3900-OP.

Diese Schaltung findet bei mir u.a. Verwendung beim Ultraschall-Entfernungsmesser, bei der auf den zwei Grundplatten ansonsten zu wenig Platz wäre.

Als Ersatztyp für den Ultraschallwandler kommt der UST-40R zum Einsatz, den es (obwohl baugleich aussehend) in einer Sender- und einer Empfängervariante gibt.

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