Generateur Ultrasons

Generateur Ultrasons

Générateur d’ultrasons de fréquence 40 kHz avec deux modes d’émission en continu en salves 1- Présentation du projet Il s’agit d’un générateur d’ultrasons de fréquence nominale 40 kHz. un interrupteur permet de choisir entre deux modes d’émission : Emission en continu Émission par salves (de durée 0,7 ms avec une période de répétition de 17 ms) 2- Schéma électrique Le fabricant de l’éme de générateur de sa IUT de Nancy-Braboi Fabrice Sincère ur ors Sni* to View ) fournit un schéma http://perso. orange. fr/fabrice. sincere Page 1/7

Je propose une adaptation de ce schéma : sans quartz (car la valeur 40 kHz est difficile à trouver dans le commerce) avec un seul type de porte (401 1 B, quadruple porte NAND en technologie CMOS) avec de plus, la possibilité d’émettre en continu (sélection par interrupteur) Multivibrateur astable (générateur d’impulsions) d’ultrasons 40 kHz 14 412V U3C 12 MA40B8S (Murata) 11 13 (E) +12 v 9 s 1 6,7 ms et de rapport cyclique : (100 — 95,7) = % Cela correspond à une impulsion de niveau haut de durée 0,7 L’oscillateur de fréquence 40 kHz

L’oscillateur est construit autour de deux portes NAND 401 IB. On suppose pour l’instant, que l’interrupteur est en position

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« émission en continu ». La broche 5 (C) est donc au niveau haut, et la porte IJ2B se comporte comme une porte inverseuse (s e ‘1 e La porte LJ2C est également câblée en porte inverseuse (s = e e En sortie on obtient un signal logique de rapport cyclique 50 % et de fréquence : IUT de Nancy-Brabois http://perso. range. fr/fabrice. sincere page 3/7 fz 5 + kP1 2 Le potentiomètre Pl règle la fréquence d’oscillation, dans la lage : 20 kHz 5 + Pl 2 22(470 4 *AGF 3 rif s nécessairement au niveau haut (s = e = 1 ) et la sortie de l’oscillateur (D) est bloquée au niveau bas. Avec la broche 5 au niveau haut, la sortie de l’oscillateur (D) délivre un signal de fréquence 40 kHz (on retrouve le cas de l’émission en continu). http://perso. orange. fr/fabrice. incere Page 4/7 On a donc créé un générateur de salves : Alimentation de l’émetteur d’ultrasons Murata MA40B8S L’émetteur d’ultrasons est alimenté par un montage en pont constitué de portes NAND, qui élivre une tension alternative en forme de créneau (+12 V / -12 V), de rapport cyclique 50 % et de fréquence 40 kHz : D I (12 V) 1 (12 V) Tension u EF 12-0=+12V PAGF 500 Q) courant efficace maximal (émission ultrasonore de niveau maximal) Au dessous de la fréquence de résonance, le courant est en avance sur la tension.

Au dessus de la fréquence de résonance, la tension est en avance sur le courant. L’émetteur d’ultrasons s’utilise à la résonance (40 kHz). 12 v / mA Une porte 401 IB ne peut débiter ou consommer un tel courant. L’astuce consiste à brancher deux portes en parallèle pour gagner en puissance ! En pratique, cela marche correctement, bien que la tension (uEF) soit fortement déformée par la présence des harmoniques.

Oscillogramme de la tension u (avec émetteur) : http://perso. orange. fr/fabrice. sincere Page 6/7 4- Liste des composants Désignation Murata MA40B8S NE555 401 IB (quadruple porte NAND) Résistance 470 Q Résistance 1 kn Résistance 47 kQ Résistance 1 Mn Potentiomètre 4,7 kn Condensateur 22 nF Condensateur 10 nF