Costruire modulo amplificatore

se ti attacchi dietro la capsula potrebbe essere anche che non leggi nulla, devi vedere di che tipo è (magari deve essere alimentata per funzionare).
non hai un oscilloscopio?

Non ho oscilloscopi purtroppo, la capsula ha due "attacchi", è quella del datasheet.
Devo costruire un circuito particolare per rilevare la tensione casomai?

Quei dati senza oscilloscopio e strumenti di test sono poco indicativi. Essendo una capsula piezo la si può utilizzare come sorgente di segnale o come generatore di acustico. Capisci si tratta di un trasduttore che lavora in pressione, trasformando la pressione in uBar in segnale elettrico e viceversa.

112 dB con 0dB fondo scala possono essere misurati a 30cm di distanza se fornisci 10Vrms. Nota che 122 db eviqualgono ad un serata in discoteca.

Mentre l'altra -70db non ho capito neanche io come interpretarla ma si capisce che viene usato come microfono al contrario del test precedente, e dice che la sensibilità e di 1 volt per ogni uBar.

Ciao.

Tenendo conto del mio datasheet (sperando si abbastanza vicino alla realtà)
Per il ricevitore seguendo il ragionamento del pdf http://www.prowave.com.tw/pdf/an0508309.pdf abbiamo:

Per convertire la sensitività in Volt/µbar:
-70 dB = 20 * log ( X / 1 Volt/µbar)
X = 0.32 mV/µbar
quindi per avere 1 mV sul ricevitore bisogna avere una SPL (pressione acustica) di almeno 3.12 µbar.

Per il trasmettitore (assumendo una trasmissione a 5Vrms):
Perdita SPL per 5Vrms (rispetto ai 10 di riferimento) = 20 * log (5V / 10V) = -6 dB
Riduzione SPL a 50 cm = 20 * log (30 cm / 50 cm) = -4.5 dB
Assorbimento onda = 0.1886 dB/m * 0.5 = 0.1 dB
La pressione acustica (SPL) a 50 cm diventa = 112 - 6 – 4.5 – 0.1 = 101.4 dB

Convertita in µbar:
101.4 dB = 20 * log ( X / 0.0002 µbar)
X = 23.5 µbar

Conoscendo la sensività in V/µ il segnale ricevuto a 50cm sarà di:
0.32 mV/µbar * 23.5 µbar = 7.52 mV

un pò bassino ma meglio del segnale della simulazione (di 1 mV)

Considerando la sensibilità dell'ADC di circa 1 mV dovrei riuscire a rilevare "qualcosina" senza op-amp, comparatori o quant'altro, non avrei un grande margine ai disturbi, una qualsiasi interferenza sarebbe un "falso" segnale ricevuto.

Senza molti stadi magari un singolo op-amp che mi porti il segnale ad una settantina di mV forse potrebbe bastare. Cosa ne pensate?

se usu aref a 1,1v allora raggiungi la precisione di 1mV.. puoi impostare il voltaggio interno, dai un'occhiata al reference.
Il problema diventano i collegamenti, di certo non una breadboard, e cavi lunghi possono fare da antenna, sporcando il segnale. Devi fare il circuito più piccolo possibile, e usando componenti con una basso errore

Ho scoperto dopo aver misurato il diametro che i miei modelli di Rx e Tx ad ultrasuoni sono questi: http://www.prowave.com.tw/pdf/T400S16.PDF

Simili al precedente datasheet ma migliori:

  • Banda di 0.5 Khz minore sia per il Rx che per il Tx, quindi dovrei captare meno disturbi
  • SPL Tx di 120 db invece di 112 db, maggiore potenza in uscita
  • SPL Rx di -65 db invece di -70 db, maggiore sensitività in ricezione
  • Tensione massima di 20V rms invece di 10V rms, supporta tensioni maggiori
  • Angolo di 55° invece di 72°, più direzionale

Proverò a rifare i conti ma la situazione dovrebbe migliorare parecchio

PS: Posso impostare aref interno se ho collegato Ref+ a 5Volt e Ref- a GND su millifori?

Rifacendo i calcoli col datasheet corretto ottengo 33 mV sul ricevitore, trasmettendo a 10 volt la cifra raddoppia e rende quasi inutile un'amplificazione se non si hanno forti rumori o interferenze..

no, se usi aref a 1,1V NON puoi superare in ingresso analogico 1,1V...

qundi mi sa che siamo punto a capo. a 5v la precisione massima è 4,8mV

In un Arduino standalone che ho fatto ho collegato ARef a VCC (5 Volt) e se metto analogReference(INTERNAL) si rompe o usa correttamente un riferimento interno a 1.1 volt ed ignora il pin?

EDIT: C'è un warning nel reference che dice di non farlo.. mannaggia agli schemi degli arduino standalone che dicono di collegarlo a VCC! Ora sono vincolato..

Se ho un segnale di 33 mV credo che anche con una precisione di 4.8mV riesco a distinguere se è presente o meno..
Sai quant'è l'entità dei disturbi in condizioni "normali", ovvero senza niente di particolare di acceso in casa? Come si fa a rilevarla?

Ciao e grazie

semplice, leggi un pin arduino non collegato analogicamente. poi aggiungici un cavo (sempre non collegato da un lato) e osserva quanti bei disturbi percepici, come la presenza di un essere vivente (o di apparecchi elettrici, o conduttori) varia i tuoi disturbi. e nota come una pull-down (o una pull-up) magicamente elimina qusti problemi :grin:

cito:

Per condizionamento del segnale si intende quell'insieme di operazioni (es: amplificazione, filtraggio, adattamento di livello) che occorre effettuare su un segnale elettrico per renderlo adatto al circuito successivo.

Il condizionamento dei segnali è principalmente utilizzato nel campo dell'acquisizione dati, in cui i segnali provenienti da un sensore devono essere normalizzati e filtrati a livelli che li rendano compatibili per la successiva conversione analogico-digitale in maniera che possano essere letti tramite strumenti software. Altri utilizzi includono la pre-elaborazione dei segnali al fine di ridurre i tempi di calcolo e la conversione di dati a valori binari (per esempio per indagare se la quantità misurata da un sensore abbia o meno raggiunto un determinato valore).

ti serve un circuito, non puoi connetterlo direttamente ad arduino.

Beh se stringo il cavo con la mano leggo anche 2-3 volt... probabilmente però è una sorta di effetto capacitivo e non fa testo.. o almeno spero :slight_smile:

Sono a fare delle simulazioni spice per costruire il circuito TX e non ho però ben chiaro il concetto di RMS massimo.
Il datasheet dice:
Max Driving Voltage (cont.) 20Vrms

Cosa intende con "cont."? Dalle mie simulazioni visto che trasmetto brevi impulsi se conteggo il Vrms ad esempio da 0 a 0.8 ms ottengo 9.12Vrms, se tengo conto solamente dell'intervallo coi picchi di conseguenza il Vrms sale.. (vedi immagine)

In che intervallo non devo superare i 20Vrms?

Nota: ho preso il circuito da A Cheap Ultrasonic Range Finder e l'equivalente del trasduttore ultrasonico dall'application note, il circuito sembra fatto abbastanza bene, con pochi componenti da 5 volt riesce ad ottenere picchi di 56 volt

flz47655:
In un Arduino standalone che ho fatto ho collegato ARef a VCC (5 Volt) e se metto analogReference(INTERNAL) si rompe o usa correttamente un riferimento interno a 1.1 volt ed ignora il pin?

EDIT: C'è un warning nel reference che dice di non farlo.. mannaggia agli schemi degli arduino standalone che dicono di collegarlo a VCC! Ora sono vincolato..

Se ho un segnale di 33 mV credo che anche con una precisione di 4.8mV riesco a distinguere se è presente o meno..
Sai quant'è l'entità dei disturbi in condizioni "normali", ovvero senza niente di particolare di acceso in casa? Come si fa a rilevarla?

Ciao e grazie

ah ma se il segnale è fisso a 4,8mV, metti uno zener a 1.1V, e usa l'aref a 1.1v.
Se hai una pista che porta 5v fissi... tagliala, poi in caso ti possa riservire facci un ponte con lo stagno.

ma lo schema che hai postato è di un trasmettitore, non volevi ricevere?

Ok, il problema della lettura direi che è risolto per il momento se poi avrò tali tensioni sul ricevitore.

Volevo concentrarmi sul TX, mi potete dare una mano con la questione dei volt RMS (post sopra)? Non vorrei distruggere il TX prima di costruire il ricevitore... :slight_smile:

Ciao e grazie a tutti

PS: Per costruire un anemometro ultrasonico mi basta una distanza di 0,36m se riesco ad ottenere 20Vrms con il TX e l'RX che ho a disposizione dovrei leggere un segnale di 186mV!!!!

Spero i miei calcoli corrispondino a realtà, per verificare prima ho bisogno di una mano sul circuito TX però...

Piccolo riassunto:

  • Sono partito con la necessità di leggere un segnale da una capsula ultrasonica, già che c'ero ho detto, facciamo un modulo amplificatore almeno lo posso riutilizzare anche per altri circuiti
  • Grazie alle vostre risposte ho capito che non è semplicissimo fare un amplificatore universale
  • Ci siamo concentrati su un amplificatore per gli ultrasuoni
  • Abbiamo capito i dati misteriosi del datasheet per dimensionare il ricevitore
  • Per verificare se il datasheet è veritiero stiamo attualmente cercando di abozzare un circuito TX che servirà per capire realmente come deve essere fatto il modulo RX e se c'è bisogno ancora di amplificazione così spinta come inizialmente supposto
  • Dagli ultimi conti sembra che forse non c'è bisogno di nessuna amplificazione ma aspettiamo di concludere il circuito TX per avere dei dati reali
    -Per concludere il circuito TX mi serve una delucidazione sulla definizione di Volt Rms cont. (Costruire modulo amplificatore - #29 by tazzo - Generale - Arduino Forum)

Volevo allegare un foglio di excel che avevo costruito per calcolare agevolmente la pressione sonora ricevuta e la relativa tensione partendo dai dati del datasheet.
Ho seguito l'application note http://www.prowave.com.tw/pdf/an0508309.pdf per i calcoli.

Spero di fare cosa gradita a chi ne avesse bisogno

Ciao a tutti

PS: Se qualche volenteroso vuole provare a rispondere alle varie domande non risposte nel thread è benvenuto.

Ultrasound.xls (26 KB)

Ciao a tutti,
la mia ragazza si occupa di audiologia e mi ha chiesto se potevo darle una mano a costruire un generatore di ultrasuoni (nel range 12-30kHz) per fare dei test sugli acufeni (una specie di fischio acustico che, che è affetto, sente continuamente nell'orecchio).
Speravo di usare un generatore di segnali e un oscilloscopio che ho già assieme a due trasduttori, ma mi sa che la cosa è più complicata di così....
Abbiamo trovato delle piccole casse piezo (ancora non provate) ma stiamo avendo molte difficoltà con il microfono, ho trovato dei trasduttori peizo (per sensori da posteggio, a 30kHz), ma non mi sembrano che vadano bene in queste frequenze. E del resto se non posso controllare il suono generato non ha senso fare prove con le casse.

Sapreste darmi qualche consiglio?
Grazie
Massimo

Il range è abbastanza ampio, fino a 20 Khz sei in frequenze audio (quasi tutte udibili) oltre sei negli ultrasuoni
Probabilmente servono diversi trasduttori ottimizzati per le diverse frequenze da attivare in base a quello che si vuole generare al momento.

Per il ricevitore non capisco qual'è il problema che hai trovato, se hai un oscilloscopio sei a cavallo

Ciao