{"id":1075,"date":"2012-04-17T14:37:54","date_gmt":"2012-04-17T12:37:54","guid":{"rendered":"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=1075"},"modified":"2012-10-04T16:53:13","modified_gmt":"2012-10-04T14:53:13","slug":"ultraschall-entfernungsmesser","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=1075","title":{"rendered":"Ultraschall-Entfernungsmesser"},"content":{"rendered":"

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Das Ger\u00e4t besteht aus mehreren Modulen, die teilweise Nachbauten der ABC-Serie und teilweise Nachbauten von Ger\u00e4ten aus dem EE2016 sind.<\/p>\n

Die Funktion ist recht einfach. Das Ger\u00e4t besteht aus einem asymmetrisch getakteten astabilen Multivibrator (zweimal BC548), in dessen l\u00e4ngerer Einschaltphase der Ultraschall-Sender \u00fcber einen Emitterfolger aktiviert wird. An dessen Ultraschall-Sensor wird die Sendefrequenz abgenommen, die in das Counter-Modul (Nachbau aus ABC-6108, teilt am Ausgang A2 das Eingangssignal durch 4) und dann in das Anzeige-Modul geleitet wird. Der Ultraschall-Empf\u00e4nger steuert einen TL081-Operationsverst\u00e4rker an, der an den Clock-Inhibit-Eingang des Anzeige-Moduls angeschlossen ist und damit weitere Z\u00e4hlimpulse verhindert, sobald das reflektierte Ultraschall-Signal empfangen wurde. Die kurze gegentaktige Einschaltphase des astabilen Multivibrators wird als Reset f\u00fcr das Anzeige-Modul genutzt.<\/p>\n

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Einmal eingeschaltet, zeigt das Z\u00e4hlermodul eine Zahl, die mit gr\u00f6\u00dferer Entfernung eines Objekts von den Ultraschall-Modulen zunimmt. Die LED im Geh\u00e4use zeigt an, ob das reflektierte Signal empfangen wurde und kann zur Ausrichtung benutzt werden.<\/p>\n

Zum Hintergrund: Schall bewegt sich mit etwa 343 m\/s. Ein Meter wird also in einer Zeit von 1\/343 Sekunde zur\u00fcckgelegt. Aufgrund des Aufbaus wird jede gemessene Entfernung doppelt zur\u00fcckgelegt, vom Sender zum Objekt und wieder zur\u00fcck. Der Sender arbeitet mit 40 kHz. Bis das von einem Objekt in 50cm Entfernung reflektierte Ultraschallsignal wieder beim Empf\u00e4nger eintrifft, sind 116 Takte vergangen. Damit das Signal auf der 100er-Skala des Anzeigemoduls angezeigt werden kann, wird es noch einmal durch 4 geteilt. Ein Objekt in 50cm Entfernung sollte also den Wert 29 anzeigen. Tats\u00e4chlich wird jedoch ein Wert 33 angezeigt, was darauf hindeutet, dass das Ultraschallsignal nicht gleich beim ersten Takt sicher empfangen wird. Das Prinzip der Ultraschallmessung wird jedoch auch durch die relative Anzeige verdeutlicht: weiter entfernte Objekte zeigen gr\u00f6\u00dfere Zahlen als n\u00e4here.<\/p>\n

Sehr nahe Objekte bewirken keinerlei Anzeige, weil der Empf\u00e4nger praktisch sofort anspricht. Vermutlich wird durch das nahe Objekt die Streuung des Signals zu gro\u00df und l\u00f6st den Empfang auf direktem Weg aus.<\/p>\n

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Bauteil<\/th>\n Gr\u00f6\u00dfe<\/th>\n Bauteil<\/th>\n Gr\u00f6\u00dfe<\/th>\n<\/tr>\n
R1<\/td>\n1kOhm<\/td>\nC1<\/td>\n10\u00b5F<\/td>\n<\/tr>\n
R2<\/td>\n100 kOhm<\/td>\nC2<\/td>\n10\u00b5F<\/td>\n<\/tr>\n
R3<\/td>\n47 kOhm<\/td>\nU5<\/td>\nUltraschall-Sender<\/td>\n<\/tr>\n
R4<\/td>\n1 kOhm<\/td>\nU1<\/td>\nUltraschall-Empf\u00e4nger<\/td>\n<\/tr>\n
R5<\/td>\n1 kOhm<\/td>\nU2<\/td>\nAnzeige-Modul<\/td>\n<\/tr>\n
R6<\/td>\n22 kOhm<\/td>\nU3<\/td>\nCounter-Modul<\/td>\n<\/tr>\n
R7<\/td>\n1 MOhm<\/td>\nU5<\/td>\nIC TL081 (gelb)<\/td>\n<\/tr>\n
R8<\/td>\n47 kOhm<\/td>\nQ1..Q3<\/td>\nTransistor BC548 (wei\u00df)<\/td>\n<\/tr>\n
R9<\/td>\n47 kOhm<\/td>\nR10, D1<\/td>\neingebaut im Schaltpult<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
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