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Thema: UST-40R US-Empfänger mit Transistor an µC, geht das so?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    UST-40R US-Empfänger mit Transistor an µC, geht das so?

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    Guten Abend Allerseits.

    Ich grübel schon die ganze Zeit über die US-Sender und Empfänger UST-40T/R nach und habe da eine Frage auf Basis meines unerfahrenen Elektronikhalbwissens:

    Also ich versuche eine Schaltung aufzubauen, über die ein µC weiß, wann ein US-Signal auf den UST-40R trifft. Da es nur darauf ankommt, wann das Signal auftrifft und keinerlei Daten versendet werden müssen, dachte ich mir, ich kann ja das Signal, was der Empfänger bei ankommendem Ultraschall ausgibt, direkt mit einem Pin mit externem IRQ verbinden und bei Flankenwechsel den IRQ auslösen. Das Problem ist, das das Signal zum Auslösen des IRQs viel zu schwach ist. Also muss es verstärkt werden. Wenn ich das richtig verstanden habe, kann ich da mit einem Operationsverstärker arbeiten.

    Was spricht dagegen, den UST-40R mit der Basis eines Transistors zu verbinden und den Emitter direkt mit dem µC, sodaß die 5 V Betriebsspannung durch das Signal getoggelt wird und so den externen Interrupt auslöst?

    Gruß

    rockin_santa

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo rockin_santa!

    Die Emitterschaltung eines Transistors wird dir sogar eine kleine Abschwächung bringen, da die Spannungsverstärkung praktisch um Ku = 0,95 ist. Der Transistor wird dir nur den Eigangswiderstand erhöhen können, falls auf dem µC-Pin zu niederiger für den Empfänger pull-down ist.

    MfG

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Der Transistor bringt Dir nicht viel. Du brauchst zwei Dinge:

    1) Impedanzwandlung von dem extrem hochohmigen US-Receiver auf den weniger hochohmigen Eingang des µC

    2) hohe Signalverstärkung (ein paar tausend)

    Beides kannst Du gut mit einem mehrstufigen OpAmp erreichen.

    Beispiel:

    http://freenet-homepage.de/uffmann/Ultrasonic1.html

  4. #4
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    Eine Schaltung für einen US Empfänger mit 2 Transistoren ist hier:
    http://www.roboternetz.de/wissen/ind...hall_Interface

    Die Logicgatter in der Schaltung braucht man nicht unbedingt, das könnte auch der µC übernehemen. Der OP in der Schaltung ist auch mehr zur Fehlersuche und zum abgleich hilfreich und kann auch weggelassen werden. Wenn man am µC den KOmperatoreingang nutzt, könnte man eventuell sogar den 2 ten Transistor auch noch einsparen.

    Wie man auch sieht, ist der Ultraschallwandler gar nicht so hochohmig. Da sind schließlich noch man 10 K als extra Last dran.

  5. #5
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    klar, man kann die Schaltung auch so simpel machen wie Besserwessi. Aber dann wird sie nicht besonders empfindlich sein und nur große Objekte mit glatter Oberfläche erkennen.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Bei 40 KHz sollte so ein Piezo mit etwa 2 nF Kapazität eine Impedanz von rund 2 KOhm haben. Da ist ein Transistor wie der BC547 gar keine so schlechte Wahl als Verstärker, vermutlich sogar rauschärmer als ein OP-amp wie der TL084. Auch die analoge Empfindlichkeits-einstellung hat was für sich.

  7. #7
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    @Besserwessi: Deine Rechnung stimmt zwar ungefähr, genauer ist die kapazitive Impedanz des Piezo bei 40kHz 1kOhm. Jedoch ist der Piezo eine hochohmige Spannungsquelle, die möglichst wenig mit einer Last beaufschlagt werden sollte. Für den Bipolar-Transistor wäre dagegen eine Stromquelle ideal. Daher ist jeder hochohmige OpAmp Eingang (z.B. nicht-invertierender Verstärker) am Piezo besser und viel empfindlicher. Allein wenn Du statt dem nicht-invertierenden hochohmigem Verstärker z.B fälschlicherweise einen invertierenden mit einem Eingangswiderstand von 10k Ohm verwendest, siehst Du einen deutlichen Rückgang der Empfindlichkeit. Ich habe das ausprobiert und weiß wovon ich spreche.

  8. #8
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    Ich danke Euch für Eure Beiträge, ich glaube, ich werde mich nochmal ordentlich auf den Hosenboden setzen und mich intensiver mit den Grundlagen der hier gefallenen Termini beschäftigen bevor der Lötkolben wieder Strom kriegt.

    Gruß

    rockin_santa

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