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超音波距離測定器　部品説明



超音波センサー
超音波センサーとして日本セラミック社製のT40-16（送信用)とR40-16(受信用)という空中用超音波センサーを使用しています。
共振周波数は約４０ＫＨｚになっています。
電極の片方はケースに接続されているので接地をする場合にはケース側の端子を使用するようにします。

概略の仕様は以下のようになっています。
項目仕様
中心周波数(KHz)40
音圧レベル(dB)115 <
感度(dB)-64 <
外径寸法
(mm)		直径16.2
高さ12.2
ﾘｰﾄﾞ間隔10.0

詳細の仕様は「空中用超音波センサ」を参照して下さい。


PIC16F873

PIC16F873を使用しています。
今回の回路ではキャプチャ機能、A/Dコンバータ機能を使用しています。




低雑音オペアンプ ( LM833N )

このＩＣは低雑音オペアンプです。超音波の受信信号増幅用に使用しています。
約６０ｄＢ（１０００倍）の増幅をするので低雑音タイプを使用する必要があります。
NJM4580、μPC4570Cなども使用できます。




低電力オペアンプ ( LM358 )

このＩＣは単電源タイプのオペアンプです。受信信号の検出用に使用しています。
電圧比較器（コンパレータ）を使用することも可能です。




ＮＡＮＤゲート ( 4011B )


このＩＣは２入力のＮＡＮＤ回路が４つ収容されています。ＳＲ−ＦＦを構成することにより、超音波の検出の保持をしています。




インバーター ( 4069UB )

このＩＣは６個のインバータが収容されているCMOSのＩＣです。
送信回路で超音波センサーのドライブ用に使用しています。




＋５Ｖ用　３端子レギュレータ ( 7805 )

＋５Ｖの安定した電圧を作るために使用しました。
１Ａタイプを使用しました。




＋９Ｖ用　３端子レギュレータ ( 78L09 )

＋１２Ｖの入力電源から＋９Ｖの安定した電圧を得ることができます。
最大出力電流は１００ｍＡです。




送信ドライブ用トランジスタ ( 2SC1815 )

PICの出力で９Ｖで動作するC-MOSインバータをドライブするためのトランジスタです。PICの出力は0Vから5Vですが、インバータを制御するために0V-9Vの電圧に変換しています。




LED制御用トランジスタ ( 2SA1015 )

７セグメントＬＥＤの点灯制御を行うために使用しています。ＬＥＤのアノード側を制御するのでＰＮＰタイプを使用します。




ショットキー・バリア・ダイオード ( 1SS106 )

受信した超音波を検波するために使用します。超音波周波数は約４０ＫＨｚなので高周波特性の良いダイオードを使います。




７セグメントＬＥＤ


三洋電機製のＳＬ−１１９９を使いました。
幅１２ｍｍ、高さ１８．８ｍｍ、奥行８ｍｍです。



７セグメントＬＥＤ取り付け台


距離計をケースに入れることを想定してＬＥＤとプリント基板の間に台を置きました。
厚さ2mmアクリル板を折り曲げたものです。高さ11mm、奥行き13mm、幅40mmにしました。
2mmの厚さがあるので、折り曲げる前の板は以下の寸法にしました。




ＩＣソケット

PIC16F873はスリムタイプの28ピンです。スリムタイプの28ピンソケットが入手できない場合には14ピンのソケットを２つ使うことができます。今回の回路もそのようにしました。



レゾネータ


４ＭＨｚのレゾネータを使用しています。
今回の回路ではタイマー値が重要で４ＭＨｚ以外は使用できません。



表示校正用可変抵抗器


Ｂタイプのものを使用しました。




抵抗器


１／８ＷでＯＫです。



セラミック・コンデンサ


これはディスクタイプのセラミック・コンデンサです。
高周波特性が良いので超音波増幅のカップリングコンデンサ（直流をカットして交流は通す）として使用しています。





積層セラミックコンデンサ

電源の高周波雑音をバイパスさせるために使用しました。



電解コンデンサ

電源回路の平滑コンデンサとして使用しています。
電極に極性があるので、取り付けるときに間違えないようにします。



プリント基板

２５ x ３０ホールのユニバーサルプリント基板を使用しました。



配線端子

電源線および出力線を接続するための端子として使用しています。



スタッド

プリント基板の足として使用しました。