Besoin d'aide pour comprendre schema

[invited38c5375]

Bonsoir à toutes et à tous ,

Schéma :
http://img444.imageshack.us/img444/133/schemahc6.png


j'essaye de comprendre tant bien que mal comment fonctionne ce radar a ultrason mais j'ai beaucoup de mal..
Quelqu'un pourrait m'expliquer plus ou moins en details comment ca marche? Car je sais que des ultrasons sont envoyés par le capteur 1 et recus par le capteur 2, si le capteur 2 recoit cela signifis qu'il y a eu un rebond (donc un objet est detecté). Mais au niveau electronique je ne vois pas a quoi toute les IC, DEL ,AOPs et le Quartz servent...
L'idéal serait de me les decrires plus ou moins vite fait si vous avez le temps en m'indiquant de quelle zone du schema vous parlez.

J'espere ne pas abuser en vous demandant cette aide, mais je serai vraiment content d'aller "plus loin" dans la comprehension de cet objet.

Merci d'avance et bonne soirée


Simon
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[PA5CAL]

Bonsoir

Ça va être une explication à épisodes... Bon, je commence:

1/ Le circuit IC1 est selon toute vraisemblance un 4060, contenant un oscillateur et une cascade de diviseurs binaires. Il génère en sortie (pin 6) un signal carré de fréquence 128 fois plus faible que la fréquence du quartz X1 (car 128=2⁷). Si on note f_x la fréquence du quartz, alors IC1 délivre une fréquence:

f₁ = f_x/128

2/ Le circuit IC2 est selon toute vraisemblance un 4040, contenant une cascade de diviseurs binaires. Il est suivi d'une porte logique à sortie complémentée AND/NAND à 8 entrées. Le tout fournit en sortie une courte impulsion répétée à une fréquence:

f₂ = f₁/1024 = f_x/131072

La largeur de l'impulsion, positive sur la sortie AND et négative sur la sortie NAND, est:

t₂ = 8/f₁ = 1024/f_x

[PA5CAL]

3/ Les impulsions issues de la porte AND/NAND IC3 sont rallongées respectivement par les groupes de composants D1+RV1+R2+C3 et D2+R3+C4. On doit régler RV1 de manière à obtenir une impulsion positive plus longue que l'impulsion négative. A la sortie de la porte NAND N1, on obtient une impulsion négative retardée par rapport à l'impulsion précédente.

4/ Les composants D3+D4+R4 réalisent une porte logique OR, de manière à ce qu'un niveau haut sur "/RW" annihile l'impulsion issue de la porte N1.

5/ Les deux portes N2 et N3 constitue une bascule de type RS qui commande le fonctionnement d'un indicateur sonore (amplificateur inverseur N5 + buzzer BUZ1).

La bascule est remise à zéro à chaque impulsion issue de IC3, puis positionnée par l'impulsion retardée issue de N1 si un niveau haut sur l'entrée "/RW" ne la supprime pas. Autrement dit, l'indicateur sonnore BUZ1 ne se met à sonner que lorsque l'entrée "/RW" est au niveau bas et que survient l'impulsion retardée issue de N1.

[invited38c5375]

Entre ton flot d'information (et je suppose que tu es encore en train d'ecrire vus que j'ai pas vu d'aop dans tes explications) je précise que IC2 est un 4020. En tout je te remercie enormement grâce a toi je vais enfin pouvoir comprendre comment ca marche =].

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

6/ La porte NAND N6 crée une impulsion modulée à la fréquence f₂ pendant la durée de l'impulsion issue de IC3.

Elle commande l'émission US du transducteur SENS1 par le biais de l'amplificateur en pont N6...N10. C5 fait office de filtre passe-haut.

7/ Les échos sont captés par le récepteur US SENS2, puis le signal est amplifié par les deux étages à AOP A2 et A3, pour être présenté à l'entrée positive du comparateur A4.

Le gain en tension de l'amplificateur est fixé par:

G = (R11xR12)/(R9xR10)

C7 et C8 supprimant les composantes continue et basse-fréquence du signal.

[PA5CAL]

je précise que IC2 est un 4020

Effectivement (je regardais la datasheet des 4020/4040/4060, et je me suis trompé de ligne). Mais l'explication reste correcte. Je continue...

[invited38c5375]

hehe Merci. La frequence du quartz etant de 5MHz (5x10^6), alors si je me suis pas trompé dans les puissances :

f1 = (5x10^6)/128 = 39062.5 Hz = 39 KHz ?

Si ca c'est juste alors je treouve une valeur etrange pour :

t2 = 8/f1 = 1024/fx = 1024/(5x10^6) = 2.048 x 10 ^-4

Etrange

En tout merci pour toutes ces infos je les devore !

[PA5CAL]

8/ L'AOP suiveur A1, précédé de R5+R7+R8+C10+C11, crée une tension d'alimentation intermédiaire utilisée par les autres AOP.

9/ Les composants R13+R14+C9+T1+R6 contituent un générateur de rampe exponentielle, qui est réinitialisée par chaque impulsion issue de IC3.

Cette rampe est présentée à l'entrée du comparateur A4, de sorte que ce dernier devient sensible à des niveaux de plus en plus faible de réception US au fur et à mesure que le temps passe depuis l'impulsion issue de IC3.

Ce fonctionnement s'explique par le fait que plus les US vont parcourir de distance, plus ils mettront de temps à revenir et plus ils seront atténués. La sensibilité du détecteur que constitue le comparateur A4 augmente donc avec le temps.

En l'absence de réception, la sortie "/RW" de A4 est au niveau haut. Quand un écho US est reçu, cette sortie produit un train d'impulsions négatives.

[PA5CAL]

La frequence du quartz etant de 5MHz (5x10^6)...

C'est bien ça.

f_x = 5 MHz
f₁ = 39,0625 kHz
t₂ = 0,2048 ms

[invited38c5375]

Ok merci !
Et derniere question pour le moment :
f2 = f1/1024 = fx/131072 = 38 Hz (si je me suis pas trompé)

Mais pourquoi fx sur 131072 (pourquoi cette valeur en fait ).

La largeur de l'impulsion, positive sur la sortie AND et négative sur la sortie NAND, est:

t2 = 8/f1 = 1024/fx

Et pourquoi 8 sur f1 ?

Merci d'avance.
Et merci encore pour ton aide j'imprime tout ça !

[invited38c5375]

heu encore une question (je ne peux plus eidter mon post precedent) tu dis :

un signal carré de fréquence 128 fois plus faible que la fréquence du quartz X1 (car 128=2^7)

Pourquoi 2^7 ?

Voilà après ca les questions sont terminées

[PA5CAL]

Avec un quartz de f_x=5MHz les US émis ont une fréquence de f₁=39,0625kHz.

Le système émet des impulsions US d'une largeur de t₂=0,2048ms à une fréquence f₂=38,14...Hz (soit toutes les 26,2ms).

La base de temps R3.C4 fixe la durée, comptée à partir de la fin d'une impulsion, pendant laquelle on ignore les US reçus dans un premier temps (réception directe depuis l'émetteur).

La base de temps (RV1+R2).C3 fixe la durée, comptée à partir de la fin d'une impulsion, pendant laquelle la détection des US sera effective (mise à part la durée initiale citée précédemment).

Le calcul exact de ces deux durées dépend des seuils de tension de la porte N1, et donc de la tension d'alimentation (les seuils haut et bas du trigger de Schmitt sont généralement plus proches quand la tension d'alimentation est élevée).

La base de temps (R13//R14).C9 fixe la vitesse à laquelle la sensibilité du détecteur d'US augmente. Elle doit correspondre à la vitesse d'atténuation des US dans l'air (amortissement et dispersion).

[PA5CAL]

Pourquoi 2^7 ?

Parce que la sortie est Q7, correspondant à une fréquence f_x/2⁷ sur le circuit 4060.

[invited38c5375]

Ok merci

[PA5CAL]

f2 = f1/1024 = fx/131072 = 38 Hz (si je me suis pas trompé)

Mais pourquoi fx sur 131072 (pourquoi cette valeur en fait ).

Il faut que la répétition entre deux pings du radar US soient:
- suffisamment distantes pour qu'on ne puisse pas détecter l'écho d'un des pings précédents
- suffisamment rapprochées pour avoir un fonctionnement continu du radar

131072 = 2¹⁷ est une valeur facile à obtenir, et correspond à une fréquence de répétition des pings convenable (T=26ms, correspondant à une portée inférieure à 4,5m)

Et pourquoi 8 sur f1 ?

Le 4020 commence son impulsion quand ses sorties arrivent à 3F8_h (en hexadécimal) et la termine à 400_h=0_h. La durée est donc de 8 périodes d'horloge à la fréquence f₁. D'où une largeur d'impulsion t₂=8/f₁.

[PA5CAL]

Voici un petit chronogramme pour illustrer ce qui se passe quand le système reçoit un écho.

[invited38c5375]

excellent merci ! Comment les a tu realisé?

[PA5CAL]

A la main, sous AppleWorks. C'est plus rapide que de le faire avec un logiciel spécialisé.

[invited38c5375]

Bonjour,

PA5C4L, la fréquence f1 correspond à quoi?
Car quand tu passes dans :

f2 = f1/1024 = fx/131072 = 38 Hz

De f1/1024 à fx/131072 je ne vois pas comment tu fais.
Idem pour t2 :

t2 = 8/f1 = 1024/fx = 0,2048 ms

Le 4020 commence son impulsion quand ses sorties arrivent à 3F8h et la termine à 400h

Ne les commences t'elle pas plutôt à 1F8h ? Pour les finir ensuite en 0h ? Car si je prend 3F8h et 400h Q1 est toujours à 1 alors qu'elle n'est pas connecté dans le montage donc en la considerant a 0 le 4020 commencerait ses impulsions en 1F8h et les finirait en 0h non?

Les impulsions issues de la porte AND/NAND IC3 sont rallongées respectivement par les groupes de composants D1+RV1+R2+C3 et D2+R3+C4. On doit régler RV1 de manière à obtenir une impulsion positive plus longue que l'impulsion négative. A la sortie de la porte NAND N1, on obtient une impulsion négative retardée par rapport à l'impulsion précédente.

Pourquoi est il necessaire de regler RV1 afin d'avoir une impulsion positive plus longue que la negative?

La porte NAND N6 crée une impulsion modulée à la fréquence f2 pendant la durée de l'impulsion issue de IC3.

Donc f2 reste la meme que tout à l'heure : 38 Hz et de même pour t2 si j'ai bien compris?

Voilà pour le reste j'ai compris, je te remercie encore

[PA5CAL]

la fréquence f1 correspond à quoi?

f₁ est la fréquence du signal sur la sortie Q7 de IC1.

De f1/1024 à fx/131072 je ne vois pas comment tu fais.

La sortie Q7 est la sortie de la septième bascule de compteur et 128=2⁷ , donc f₁=f_x/128 , ce qui implique que f₁/1024=f_x/131072

Pourquoi est il necessaire de regler RV1 afin d'avoir une impulsion positive plus longue que la negative?

Si ce n'était pas le cas, les deux entrées de N1 ne seraient jamais à l'état haut simultanément, et sa sortie resterait en permanence à l'état haut.

La porte NAND N6 crée une impulsion modulée à la fréquence f2 pendant la durée de l'impulsion issue de IC3.

Donc f2 reste la meme que tout à l'heure : 38 Hz et de même pour t2 si j'ai bien compris?

Oui. Il s'agit d'un circuit qui crée un signal supplémentaire, mais qui ne change en rien les signaux déjà décrits.

[PA5CAL]

Ne les commences t'elle pas plutôt à 1F8h ? Pour les finir ensuite en 0h ? Car si je prend 3F8h et 400h Q1 est toujours à 1 alors qu'elle n'est pas connecté dans le montage donc en la considerant a 0 le 4020 commencerait ses impulsions en 1F8h et les finirait en 0h non?

Non. Mais en revanche, j'ai bien fait une erreur en écrivant 3F8_h et 400_h, car il s'agit de 7F8h et 800h.

Considérons les bascules de IC2 et la sortie non inverseuse de IC3. Les états successifs sont:

    |Q11 Q10 Q9 |Q8 Q7 Q6 Q5 |Q4 Q3 Q2 Q1 |IC3
----+-----------+------------+------------+---
000 | 0   0   0 | 0  0  0  0 | 0  0  0  0 | 0
001 | 0   0   0 | 0  0  0  0 | 0  0  0  1 | 0
002 | 0   0   0 | 0  0  0  0 | 0  0  1  0 | 0
003 | 0   0   0 | 0  0  0  0 | 0  0  1  1 | 0
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
1F7 | 0   0   1 | 1  1  1  1 | 0  1  1  1 | 0
1F8 | 0   0   1 | 1  1  1  1 | 1  0  0  0 | 0
1F9 | 0   0   1 | 1  1  1  1 | 1  0  0  0 | 0
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
3F7 | 0   1   1 | 1  1  1  1 | 0  1  1  1 | 0
3F8 | 0   1   1 | 1  1  1  1 | 1  0  0  0 | 0
3F9 | 0   1   1 | 1  1  1  1 | 1  0  0  0 | 0
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
 .  | .   .   . | .  .  .  . | .  .  .  . | .
7F7 | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 0  1  1  1 | 0
7F8 | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  0  0  0 | 1
7F9 | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  0  0  1 | 1
7FA | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  0  1  0 | 1
7FB | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  0  1  1 | 1
7FC | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  1  0  0 | 1
7FD | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  1  0  1 | 1
7FE | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  1  1  0 | 1
7FF | 1   1   1 | 1  1  1  1 | 1  1  1  1 | 1
000 | 0   0   0 | 0  0  0  0 | 0  0  0  0 | 0

L'impulsion commence à 7F8_h, et termine 8 coups d'horloge (à la fréquence f₁) plus tard.

De ce fait t₂ est correct (t₂ = 8/f₁ = 1024/f_x = 0,2048 ms), mais le f₂ que j'ai donné est faux. On a en fait:

f₂ = f₁/2048 = f_x/262144 = 19 Hz

Les impulsions sont répétées toutes les 52,4 ms.


En voulant aller trop vite, je ne me suis pas assez appliqué. Désolé pour l'erreur.

[invited38c5375]

ok merci PA5CAL.
Et pour 262144 tu as choisis ce nombre (2^18) en fonction de quoi?

Car à vrais dire je n'arrive toujours pas à compre la relation qui fait que l'on passe de 128 à 1024 puis à un autres nombre dans le calcul des fréquences ^^.

En tout cas merci pour partager ton savoir

[invite2d2006e2]

je comprends que dalle, mais cela force le respect!!

[PA5CAL]

Et pour 262144 tu as choisis ce nombre (2^18) en fonction de quoi?

Je ne le choisis pas.

C'est le fonctionnement des circuits 4060 et 4020 qui l'impose.

Tel qu'ils sont branchés, ces deux deux circuits réalisent une division de fréquence, respectivement de 2⁷ et 2¹¹.

Leur mise en cascade aboutit donc à une division de fréquence globale de 2⁷x2¹¹=2¹⁸.

Et comme tu l'as si justement fait remarquer, 2¹⁸= 262144.

[invited38c5375]

Ah super !
Je vais remettre au clair toutes les infos merci beaucoup encore

[invited38c5375]

Bonsoir,

comment pourrais proceder pour decouper ce schema en fonctions principales & secondaire ?

[invited38c5375]

Leur mise en cascade aboutit donc à une division de fréquence globale de 2^7x2^11=218 soit 262144.

Pourquoi 2^11 vu que c'est plusieurs sorties qui sont concernées (celle reliées à IC3) ?

[invited38c5375]

(dsl pour les multiples posts je ne peux plus éditer)

Tu définis le gain de tension de l'aop par :

G = (R11xR12) / (R9xR10)

Pour r11 et r12 = 1k et r9 et r10 = 15k

Alors :

G = (1000x1000) / (15 000 x15 000)
= 0.004

ca me parait bizarre c'est une petite valeur...non?

et qu'est ce qu'un generateur de rampe exponentielle ?

[PA5CAL]

Pourquoi 2^11 vu que c'est plusieurs sorties qui sont concernées (celle reliées à IC3) ?

Si la sortie Q11 de IC2 avait été utilisée seule, on aurait aussi produit la même fréquence f₂, mais le signal aurait été carré (rapport cyclique de 50%).

Les sorties Q4 à Q10 sont utilisées avec IC3 pour réduire la largeur d'impulsion à 8 tops d'horloge seulement.

La table des états successifs de IC2 et IC3 que j'ai données plus haute le démontre clairement.

[PA5CAL]

Tu définis le gain de tension de l'aop par :

G = (R11xR12) / (R9xR10)

J'ai encore fait une erreur en voulant aller trop vite (il faut dire que les AOP ont la sortie vers la gauche, alors, la force de l'habitude aidant... ! ).

Il faut lire:

G = (R9xR10)/(R11xR12)

Ce qui donne G=225 avec tes valeurs numériques.

qu'est ce qu'un generateur de rampe exponentielle ?

C'est un générateur de rampe dont la rampe n'est pas une fonction linéaire du temps, mais une fonction exponentielle.

Ici, on a la tension aux bornes de C9 qui évolue comme suit :

U_C9=(+V/2).(1 - exp(-t/))

avec =C9.R13.R14/(R13+R14)