Indicateur sonore à ultrasons. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Indicateurs, détecteurs
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Les ultrasons nous entourent partout, il peut s'agir des « négociations » d'animaux, du bruit de divers équipements, ainsi que des ultrasons spécialement générés par les échosondeurs et les appareils médicaux. Contrairement aux sons du domaine audible, les ultrasons nous affectent de manière imperceptible. Et pas toujours favorable. Un exemple clair est que dans un certain endroit, par exemple à proximité d'un équipement, vous avez mal à la tête et votre audition est en quelque sorte réduite. Tous les symptômes sont assourdissants, mais le silence règne partout. Silence apparent. Les « décibels » de la gamme ultrasonique appuient sur vos oreilles, ils vous assourdissent, mais vous ne pouvez pas comprendre cela, car vous n'entendez pas les vibrations acoustiques qui vous gênent.
A l'aide de cet appareil simple, vous pouvez non seulement déterminer la source des ultrasons et son intensité, mais aussi « écouter » les ultrasons, déterminer la nature de leur son (intermittent, à fréquence variable, etc.).
La base de l'appareil est le microphone à ultrasons MA40B8R (M1). Le chiffre « 40 » dans son nom indique la fréquence (40 kHz) à laquelle il a une sensibilité maximale. Aux fréquences inférieures à 32 kHz, la sensibilité chute fortement (-90 dB). Cette caractéristique de sensibilité permet de l'utiliser pour surveiller les ultrasons sans utiliser de filtres spéciaux supprimant les fréquences sonores.
Le circuit indicateur de niveau à ultrasons est constitué d'un microphone M1, d'un amplificateur à deux étages sur les transistors VT1 et VT2 et d'un voltmètre alternatif sur les diodes VD1, VD2 et d'un comparateur MA. La tension alternative de Ml est fournie à un amplificateur à deux étages via le régulateur de sensibilité R7. La tension alternative amplifiée est ensuite détectée par les diodes VD1 et VD2. Une tension constante est générée au condensateur C6, proportionnelle au niveau de volume des ultrasons. Cette tension est indiquée par le comparateur MA.
Riz. 1 (cliquez pour agrandir)
Pour écouter les ultrasons, une méthode est utilisée pour réduire leur fréquence aux fréquences de la plage audio en la divisant à l'aide d'un compteur numérique.
Depuis le collecteur VT2, une tension alternative de fréquence ultrasonore est fournie au formateur d'impulsions sur le transistor VT3. Le transistor est rendu passant sans polarisation à la base et s'ouvre comme une avalanche lorsque l'amplitude de la tension alternative à sa base dépasse la barrière d'ouverture du transistor.
Les impulsions du collecteur VT3 sont fournies à l'entrée de comptage du compteur binaire D1. Le compteur divise leur fréquence par 128. Ensuite, à partir de la sortie du compteur, des impulsions sont envoyées au casque.
Ainsi, par exemple, des ultrasons d'une fréquence de 40 kHz sont reproduits par des écouteurs sous la forme d'un son d'une fréquence de 312,5 Hz (40/128 = 0,3125). Nous pouvons désormais « entendre » les ultrasons, surveiller les changements de leur fréquence et déterminer leur intensité à l’aide d’un indicateur à cadran. L'inconvénient est que le volume sonore dans le casque ne dépend pas du volume des ultrasons, mais celui-ci est compensé par l'indicateur de niveau à cadran.
La plupart des pièces sont installées sur un circuit imprimé en fibre de verre avec une feuille unilatérale. La carte est placée dans un boîtier en plastique et située le long de celui-ci. A côté, dans un trou spécialement découpé dans le corps, se trouve un comparateur importé (similaire à l'indicateur M470) avec une position finale de l'échelle. Le courant de déviation total de l'aiguille indicatrice est de 300 mA et la résistance est de 1200 400 Ohms. Cependant, vous pouvez utiliser n'importe quel microampèremètre similaire, avec une échelle ne dépassant pas 300 mA et une résistance d'au moins XNUMX Ohms. Sa sensibilité peut être ajustée en connectant en série une résistance supplémentaire dont la résistance devra être sélectionnée expérimentalement.
La puce K561IE20 peut être remplacée par le compteur K561IE16. Dans ce cas, la sortie ne sera pas la 4ème, mais la 6ème broche du microcircuit (il faut légèrement modifier l'impression de la carte).
L'interrupteur d'alimentation est un micro-interrupteur monté par soudure sur la carte. Dans le même temps, l'écrou de fixation de l'interrupteur à bascule au panneau sert d'élément de fixation de la carte dans le boîtier. Le connecteur X1 est une prise pour casque stéréo de petite taille, elle est également installée sur la carte. Le schéma de connexion de ce connecteur est tel que les écouteurs fonctionnent en série.
La source d’alimentation est une pile Krona 9V.
La résistance ajustée R7 peut être remplacée par une résistance variable, il sera alors possible d'ajuster la sensibilité de l'appareil dans une large plage.
Le schéma du circuit imprimé de la carte et le schéma de câblage sont illustrés à la figure 2, et la figure 3 montre comment les pièces de l'appareil sont placées dans le boîtier.
Riz. 2. PCB
Riz. 3. Schéma de câblage
Riz. 4. Disposition
Les étages d'amplification sur les transistors VT1 et VT2 doivent être ajustés. Après avoir réglé la résistance ajustée sur la position de sensibilité minimale (curseur jusqu'en bas, selon le schéma), vous devez mesurer les tensions constantes sur les collecteurs VT1 et VT2. Si ces tensions dépassent 2,5-3 V, vous devez sélectionner la résistance des résistances de base (R1 et R2, respectivement).
La sensibilité globale est réglée à l'aide de la résistance d'ajustement R7 (dans un premier temps, elle peut être réglée sur la position de sensibilité maximale, vers le haut dans le circuit).
S'il s'avère que l'appareil ne commence à sonner que lorsque le microampèremètre indique un niveau proche du maximum, vous devez baisser la sensibilité du microampèremètre pour que le son démarre dans le premier tiers de son échelle.
Le dispositif peut être testé en enregistrant des ultrasons, par exemple émis par une machine à laver à ultrasons ou un appareil anti-rongeurs.
La tonalité sonore peut être doublée si vous prenez des impulsions au casque non pas à partir de la 64ème sortie du compteur, mais à partir de la 32ème.
Auteur : Lyzhin R.
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