Данное устройство являет собой эхолот, основное назначение которого - это работа в паре с другими устройствами (например радиоуправляемый катер). Также даный эхолот можно использовать как обычный глубиномер.
Фото устройства показано ниже.
Устройство предназначено для работы с датчиками 80..200кГц. Минимальная рабочая глубина около 0,52 метра. Максимальная глубина, ограниченная программно, установлена на уровне 25 метров. Связь с внешним устройством организована по SPI. Устройство работает в режиме «Master». Ваше устройство должно быть сконфигурировано как «Slave» и подключено к разъему обозначенному на схеме как «SPI (to ATMega..)».
По шине передается всего один байт данных после каждого цикла измерения. Этот байт и есть измерянная глубина. Если передается, например, шестнадцатеричное число 0х55 – это число 85 в десятичной системе, соответственно глубина 8,5 метра. То есть для получения информации о глубине Вам нужно просто перевести полученное по SPI число в десятичную систему и поставить запятую перед младшим разрядом (считать справа налево).
Схема устройства показана ниже. Схему с большим разрешением смотрите здесь: mini-sonar-2_circuit.jpg
Схема во многом схожая со схемой 1.53, но…
Дорогостоящая и труднодоступная SA614 заменена на более дешевый вариант BA4116. В приемнике добавлен каскад с АРУ. В схеме предусмотрено измерения уровня отраженного сигнала, по величине которого можно судить о структуре дна.
Для облегчения настройки эхолота и сопряжения с другими устройствами есть возможность подключения внешнего дисплея. Информация, отображаемая на дисплее показана на скриншоте ниже.
Depth – это глубина в формате хх,хх метров;
RSSI – уровень отраженного сигнала;
Ftx – рабочая частота зондирующего импульса (то есть излучателя);
Data – принимаемые и передаваемые по шине SPI данные;
SPI – режим (подключено/нет данных) работы шины SPI;
USART - режим работы порта USART.
Если в процессе сопряжения устройства с датчиком нужно будет подкорректировать частоту – то это можно сделать в небольших пределах с помощью подстроечного резистора R1. Контролировать частоту можно по строке «Ftx».
КОММУНИКАЦИЯ С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ
Устройство может передавать данные по шинах SPI/USART. В прошивке ver.1.xx устройство передает данные только по шине SPI!
В строке «Data» Вы можете контролировать передаваемые (справа) и принимаемые (слева) данные. Это сделано для того, чтобы облегчить настройку поиск ошибки в программе внешних устройств.
С обратной стороны печатной платы есть 3 светодиода:
1. синий – работа SPI;
2. зеленый – нормальная работа устройства (глубина определена)
3. красный – ошибка определения глубины (если контроллер не увидел отраженного сигнала).
В случае отсутствия отраженного сигнала устройство отображает глубину 25,00м!!!
При необходимости, можно подключить кварц (на печатной плате предусмотрены контактные площадки), одну кнопку (на схеме обозначена как «service mode», но программно не задействована).
ТОЧНАЯ НАСТРОЙКА ПОД КОНКРЕТНЫЙ ДАТЧИК
1. Подключите к датчику-излучателю кабель, который Вы планируете использовать во время работы эхолота. Измерьте при помощи генератора и осциллографа резонансную частоту пары «датчик-кабель». Напряжение нужно смотреть на концах кабеля, но не на датчике!
2. Подстроечным резистором на плате эхолота установите такую же частоту, контролируя ее по строке Ftx: на подключенном дисплее.
3. Подайте на вход приемника сигнал с генератора точно такой же частоты амплитудой 10..100мВ. Генератор подключать через конденсатор емкостью 560пФ..1нФ!
4. Подключите осциллограф к точке, показанной на рисунке ниже. Вращением сердечника контура установите МИНИМАЛЬНОЕ напряжение на эмиттере транзистора BC817.
Это и будет точная настройка под имеющийся у Вас датчик. После этого длину кабеля, с которым Вы проводили настройку ИЗМЕНЯТЬ НЕЛЬЗЯ!
ПИТАНИЕ УСТРОЙСТВА
К питанию требования довольно строгие. Почему? Во-первых – это задающий генератор. Его схемотехника довольно проста и надежна, но имеет один недостаток: нестабильность частоты при изменении питающего напряжения (поскольку для используемой логики +3,30 Вольт – это уже почти предел). Поэтому шина питания +3,30 Вольт не должна иметь никаких просадок, а стабильность напряжения должна быть не хуже ±10мВ!!!
По шине +5,00 Вольт особых требований нет. Можно ±10%.
И еще: в схеме нет никаких защит от переплюсовки напряжения и от повышенного напряжения! Поэтому будьте внимательны!!!
Скачать файлы проекта можно здесь: mini-sonar-2.zip