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Ultraschall-Entfernungs- und Füllstandsmesser
In höchsten Tönen
Die Messung von Längen oder Entfernungen wird typischerweise mit Zollstab oder Maßband durchgeführt. An schlecht zugänglichen Orten und speziell für die Füllstandsmessung ist eine Ultraschall-Entfernungsmessung eine interessante Alternative.
Bei der Ultraschall-Entfernungsmessung wird ein Ultraschallimpuls von einem Sender ausgesandt und von einem Empfänger aufgefangen. Die Zeit, die der Schall zwischen Sender und Empfänger benötigt, ist proportional zur Entfernung und kann leicht umgerechnet werden. Es ist nicht nur eine direkte Entfernungsmessung möglich, bei der Reflexionsmessung (indirekten Messung) befinden sich Sender und Empfänger am Messgerät. Ein im Winkel von 90° angepeiltes, möglichst gerades und ausreichend großes Objekt wirft den Schallimpuls zum Messgerät zurück. Hierbei legt der Schall natürlich die doppelte Wegstrecke zurück.
Bei der Ultraschall-Entfernungsmessung wird ein Ultraschallimpuls von einem Sender ausgesandt und von einem Empfänger aufgefangen. Die Zeit, die der Schall zwischen Sender und Empfänger benötigt, ist proportional zur Entfernung und kann leicht umgerechnet werden. Es ist nicht nur eine direkte Entfernungsmessung möglich, bei der Reflexionsmessung (indirekten Messung) befinden sich Sender und Empfänger am Messgerät. Ein im Winkel von 90° angepeiltes, möglichst gerades und ausreichend großes Objekt wirft den Schallimpuls zum Messgerät zurück. Hierbei legt der Schall natürlich die doppelte Wegstrecke zurück.
Material
Gerber-Datei
Die zu diesem Projekt gehörende Platine steht als Gerber-Datei exklusiv allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern zum sofortigen Download zur Verfügung. Mit Gerber-Daten können Sie Platinen selber herstellen oder sie bei einem Platinenhersteller in Auftrag geben.
Elektor empfiehlt den zuverlässigen PCB-Service von Eurocircuits oder von AISLER.
Gerber-Dateien unterliegen der Creative Commons-Lizenz. Creative Commons bietet Urhebern die Möglichkeit, dass ihre Werke frei genutzt und verbreitet werden.
Platine
Stückliste
Netzteilplatine
Widerstand:
R1 = 33k
Kondensatoren*:
C1,C2,C6,C8,C9 = 220µ/ 25 V stehend
C3,C5,C7,C10 = 100µ/ 25 V stehend
C4 = 470µ/16 V stehend
C11 = 10 n
Halbleiter:
B1 = Brückengleichrichter 80 V (oder 40 V), 0,8 A
D1…D4 = 1N4001
IC1 = 7815
IC2 = 7805
IC3 = 7905
IC4 = 7915
Außerdem:
K1 = 5-polige Stiftleiste
K2 = Platinenanschlussklemme 2-polig RM7,5
Tr1 = Printtrafo 2 x 6 V, 2 x 233 mA (z.B. ERA BV030-7590.0U)
F1 = Platinensicherungshalter RM22,5 mit Sicherung 63mA träge (bei kurzschlussfestem Trafo nicht erforderlich)
Hauptplatine
Widerstände:
R1,R3 = 3 k
R2 = 68 k
R4 = 110 k
R5 = 16 k
R6 = 3k3
R7 = 56 k
R8 = 10 k
R9 = 270 Ohm , 1%
R10 = 750 Ohm , 1%
R11 = 33 Ohm
R12 = 22 k
R13,R16,R18 = 120 k
R14,R17 = 180 k
R15,R19,R20 = 82 k
R21 = 47 k
R22 = 1k5
R23…25 = 5k6
R26...R33 = 270 Ohm
P1 = 10 k Trimmer liegend
Kondensatoren*:
C1,C3 = 2n2
C2 = 27 p
C4 = 15 p
C5 = 1µ, RM 5 oder RM7,5
C6 = 33 n
C7 = 10 n
C8,C11,C12,C14, C15...C17 = 100 n
C9,C10 = 22 p
C13 = 220 n, RM 5 oder RM7,5
Halbleiter:
D1 = 1N4148
T1...3 = BC557A
IC1,IC4 = TL082P
IC2 = ATmega8-16PC (EPS 040015-41)
IC3 = LM833N
X1 = Quarz 8 MHz
K1 = Platinen-Steckverbinder 1x5-polig, Stift + Buchsenleiste
K2 = 2x3-poliger Pfostenverbinder, gerade
K3 = 1x3-poliger Pfostenverbinder, gerade
K4 = 1x16-poliger Pfostenverbinder, gerade
K5 = 2x7-poliger Pfostenverbinder, gerade
K6 = D-Subminatur-Buchse, 9-polig, female
Lötnägel
1x IC-Fassung, 28-polig, schmal
3x IC-Fassung, 8-polig
S1 = Drucktaster 1 x an
LCD-Modul mit 44780-Controller, 2x16 Zeichen (eventuell mit Hintergrundbeleuchtung Display tech 162)
Kunststoffgehäuse, minimales Innenmaß 125 mm x 102 mm (für Feuchtraum/Außenanwendung spritzwassergeschützt)
Displayplatine
LD1...LD3 = 7-Segment-Anzeige, gemeinsame Anode, 20 mm (Kingbright SA08-11 SRWA)
K1 = 2x7-poliger Pfostenverbinder
Mess-Sonde
R1=NTC 10 k
R2=12 k, 1 %
UT1=Ultraschall-Sender (36...40 kHz)
UR1=Ultraschall-Empfänger (36...40 kHz)
5-adriges Kabel mit Einzelabschirmung (z.B. Mikrofonleitung), siehe Text
Spritzwassergeschützes Kunststoffgehäuse mit Kabelverschraubung und Gegenmutter (Bopla ET205, BF7, GM7)
*Alle Kondensatoren RM5, soweit nicht anders angegeben
US-Sender/Empfänger
Bezugsquellen und Bestellnummern:
www.conrad.de
400ST160/MA40-S 182273-12
400ST160/MA40-R 182281-12
www.reichelt.de
400ST160/UST-40T UST-40T
400SR160/UST-40R UST-40R
www.segor.de
UST-40 T UST-40 T
UST-40 R UST-40 R
www.simons-elektronik.de
UST-40T UST-40T
UST-40R UST-40R
www.schuricht.de
40LT-16 241030
40LR-16 241032
Widerstand:
R1 = 33k
Kondensatoren*:
C1,C2,C6,C8,C9 = 220µ/ 25 V stehend
C3,C5,C7,C10 = 100µ/ 25 V stehend
C4 = 470µ/16 V stehend
C11 = 10 n
Halbleiter:
B1 = Brückengleichrichter 80 V (oder 40 V), 0,8 A
D1…D4 = 1N4001
IC1 = 7815
IC2 = 7805
IC3 = 7905
IC4 = 7915
Außerdem:
K1 = 5-polige Stiftleiste
K2 = Platinenanschlussklemme 2-polig RM7,5
Tr1 = Printtrafo 2 x 6 V, 2 x 233 mA (z.B. ERA BV030-7590.0U)
F1 = Platinensicherungshalter RM22,5 mit Sicherung 63mA träge (bei kurzschlussfestem Trafo nicht erforderlich)
Hauptplatine
Widerstände:
R1,R3 = 3 k
R2 = 68 k
R4 = 110 k
R5 = 16 k
R6 = 3k3
R7 = 56 k
R8 = 10 k
R9 = 270 Ohm , 1%
R10 = 750 Ohm , 1%
R11 = 33 Ohm
R12 = 22 k
R13,R16,R18 = 120 k
R14,R17 = 180 k
R15,R19,R20 = 82 k
R21 = 47 k
R22 = 1k5
R23…25 = 5k6
R26...R33 = 270 Ohm
P1 = 10 k Trimmer liegend
Kondensatoren*:
C1,C3 = 2n2
C2 = 27 p
C4 = 15 p
C5 = 1µ, RM 5 oder RM7,5
C6 = 33 n
C7 = 10 n
C8,C11,C12,C14, C15...C17 = 100 n
C9,C10 = 22 p
C13 = 220 n, RM 5 oder RM7,5
Halbleiter:
D1 = 1N4148
T1...3 = BC557A
IC1,IC4 = TL082P
IC2 = ATmega8-16PC (EPS 040015-41)
IC3 = LM833N
X1 = Quarz 8 MHz
K1 = Platinen-Steckverbinder 1x5-polig, Stift + Buchsenleiste
K2 = 2x3-poliger Pfostenverbinder, gerade
K3 = 1x3-poliger Pfostenverbinder, gerade
K4 = 1x16-poliger Pfostenverbinder, gerade
K5 = 2x7-poliger Pfostenverbinder, gerade
K6 = D-Subminatur-Buchse, 9-polig, female
Lötnägel
1x IC-Fassung, 28-polig, schmal
3x IC-Fassung, 8-polig
S1 = Drucktaster 1 x an
LCD-Modul mit 44780-Controller, 2x16 Zeichen (eventuell mit Hintergrundbeleuchtung Display tech 162)
Kunststoffgehäuse, minimales Innenmaß 125 mm x 102 mm (für Feuchtraum/Außenanwendung spritzwassergeschützt)
Displayplatine
LD1...LD3 = 7-Segment-Anzeige, gemeinsame Anode, 20 mm (Kingbright SA08-11 SRWA)
K1 = 2x7-poliger Pfostenverbinder
Mess-Sonde
R1=NTC 10 k
R2=12 k, 1 %
UT1=Ultraschall-Sender (36...40 kHz)
UR1=Ultraschall-Empfänger (36...40 kHz)
5-adriges Kabel mit Einzelabschirmung (z.B. Mikrofonleitung), siehe Text
Spritzwassergeschützes Kunststoffgehäuse mit Kabelverschraubung und Gegenmutter (Bopla ET205, BF7, GM7)
*Alle Kondensatoren RM5, soweit nicht anders angegeben
US-Sender/Empfänger
Bezugsquellen und Bestellnummern:
www.conrad.de
400ST160/MA40-S 182273-12
400ST160/MA40-R 182281-12
www.reichelt.de
400ST160/UST-40T UST-40T
400SR160/UST-40R UST-40R
www.segor.de
UST-40 T UST-40 T
UST-40 R UST-40 R
www.simons-elektronik.de
UST-40T UST-40T
UST-40R UST-40R
www.schuricht.de
40LT-16 241030
40LR-16 241032
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