Современная электроника №3/2019

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 39 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2019 Рис. 1. Принципиальная схема устройства контроля жидкости но разделить во времени с сигналом по жидкости. В блок питания А1 входят следующие элементы: сетевой шнур (сетевая вилка Х1 – принадлежность сетевого шнура); предохранители FU1, FU2; сетевая лам- почка H1; модуль питания U1; конден- сатор С1; пьезоизлучатель звука ВА1. Модуль питания ингалятора U1 AC/DC типа NFS40-7908J “MEDICAL”. Данный модуль питания отвечает всем необ- ходимым требованиям по электробе- зопасности (МЭК601-1) для изделий медицинской техники. Конструктивно датчик А2 состоит из платы усилителя АВ1 и пьезоэлементов BQ2, BQ3. В таблице приведены основ- ные технические характеристики дат- чика. Осциллограммы, поясняющие работу устройства, представлены на рисунке 2. Алгоритм работы устройства следу- ющий. Микроконтроллер D1 с выво- да 8 подаёт импульс лог. 1 длительно- стью 1 мкс (см. рис. 2.1) на вход уси- лителя, собранного на элементе D2.1. Импульс через конденсатор C7 и рези- стор R8 поступает на базу транзисто- ра D2.1. Нагрузкой D2.1 служит пье- зоэлемент BQ2. Усиленный импульс возбуждает BQ2 (см. рис. 2.2). Сигнал через время t 2 (отсчёт времени идёт по фронту запускающего импульса) поступает на пьезоэлемент BQ3 (при- ёмник датчика) (см. рис. 2.3) и возбуж- дает его. Время t 2 (время распростра- нения между излучателем и приём- ником), как было вычислено ранее, составляет порядка 13 мкс. Экспери- Технические характеристики ультразвукового датчика жидких сред Параметр Значение Напряжение питания, В +5, ±12 Допустимые отклонения питающего напряжения, % ±5 Габаритные размеры, мм, не более 110 × 94 × 55 Масса, г, не более 300 Выходной сигнал уровня ТТЛ: жидкость воздух лог. 1 лог. 0 Нагрузочная способность выхода микроконтроллера AT89C4051, мА до 20 Потребляемая мощность, В·А, не более 0,3 Допустимое отклонение жидкости от заданного уровня, мм, не более 10 Диапазон рабочих температур, °С − 10…+50 Частота запускающих импульсов, кГц 5 Время непрерывной работы детектора, ч, не менее 12 Внешний диаметр устанавливаемых ловушек воздуха, мм 15…20 5 4 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 6 7 8 Х1 Х2 AIN1 AIN2 Р12 Р13 Р14 Р15 Р16 Р17 Т0 Т1 INT0 INT1 RXD TXD 11 RST 9 Р37 D1 АТ89С4051-24PU –12 В D2.1 D2 1HT251 R11 2,2 к R8 330 C5 0,1 мк C3 0,1 мк C6 0,1 мк +12 В +12 В +5 В +5 В +5 В –12 В –12 В +12 В +5 В «2» «1» 14 2 13 D2.4 7 9 6 «3» «4» D2.3 11 5 10 –12 В +12 В D2.2 4 12 +5 В 3 А1 А2 A1 А2 1 R2 100 C2 10 мк 25 В C4 10 мк 25 В R3 100 R5 3,3 к R6 3,3 к R1 2,2 к R4 15 к R7 24 R10 680 R14 51 R15 22 к R16 330 R13 7,5 к R9 3,3 к R12 220 С7 0,01 мк C8 200 C9 0,1 мк BQ2 BQ1 11,0592 МГц HL1 КИПДО2Б-1К BQ3 Плата усилителя датчика К выв. 20 D1 К выв. 10 D1 Цепь 1 2 3 4 5 GND Выход –12 В +12 В +5 В +5 В Цепь Цепь GND GND SA1 «Сеть» JS-608F FU 1 1A FU 2 1A Корпус Х1 «Сеть» « » 1 1a 2 | «О» 1b 2b 2a H1 N-702R + 1 2 1 2 3 1 2 3 4 5 6 ~220 В ~220 В Цепь ~220 В ~220 В U1 NFS40-7908J BQ2, BQ3 ЭП4Д-010 Датчик BA1 HPM14AX C1 22 мк 40 В 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Х4 HU-5 Х3 PHU-6 Х2 PHU-2 Х1 Х2 Х5 WF-5R A1 Блок питания A2 АВ1 P1