Aplicação de microcomputador de chip único no transdutor cerâmico piezoelétrico

Cerâmica piezoelétricapode produzir efeitos eletrostrictivos sob a ação do campo elétrico alternado. Transdutores ultra-sônicos cerâmicos piezoelétricos podem gerar vibração sob a ação do campo elétrico alternante e podem gerar fortes ondas ultra-sônicas durante a ressonância. Como as cerâmicas piezoelétricas são dispositivos capacitivos nos circuitos de alimentação do transdutor ultra-sônico cerâmico piezoelétrico, indutores e cerâmicas piezoelétricas são freqüentemente usados ​​para formar um circuito ressonante LC. Para esses circuitos de alimentação ressonante LC, a frequência ressonante pertence a circuitos piezoelétricos. O valor de capacitância equivalente da cerâmica, o valor de indutância, o fator de amplificação do transistor, o ponto de operação do circuito do amplificador, o coeficiente de feedback, e a temperatura de operação é determinada. Como o transdutor cerâmico piezoelétrico com uma freqüência ressonante nominal de 28 kHz tem uma grande dispersão, sua frequência ressonante é geralmente na faixa de 26-32 kHz, e a meia largura do formante é geralmente inferior a 200 Hz. Portanto, o circuito ressonante LC é usado como a onda ultrassônica cerâmica piezoelétrica. Existem os seguintes problemas noAnel de transdutor piezoelétrico: Primeiro, o ajuste do circuito é difícil.

É necessário ajustar uma pluralidade de parâmetros para tornar o trabalho do transdutor no ponto de ressonância, como ajustar o ponto de trabalho e o coeficiente de feedback. Em segundo lugar, as características do componente são altas, como o transistor. A ampliação precisa ser exibida, e a indutância correspondente do erro de valor não deve ser muito grande; O terceiro é que a operação é instável, a mudança da temperatura ambiente fará com que a frequência de ressonância se desvie do ponto de ressonância, e o desgaste do transdutor faz com que sua massa mude, de modo que as alterações de frequência de ressonância; esses problemas levam a uma produção complicada processos de transdutores ultra-sônicos cerâmicos piezoelétricos, que não são propícios à produção em massa. O uso de tecnologia de controle de chips único pode resolver esses problemas com muita facilidade. O microcontrolador PIC16C712, a tecnologia PWM e a tecnologia de conversão de frequência são usados ​​para projetar o circuito de alimentação transdutível ultra-sônico cerâmico piezoelétrico. O esquema funciona bem na produção real.

O PIC16C712 é um microcomputador de chip de alto desempenho de 8 bits produzido pela empresa de microchip nos Estados Unidos. Corre rápido. Quando a frequência de oscilação é de 20MHz, um ciclo de máquina é 200ns. Existem quatro conversores A / D de 8 bits no chip, uma saída de saída / largura de pulso de entrada / pwm de comparação de captura / pwm (ou seja, módulo CCP). que mostra o circuito de alimentação doAnel de cerâmica piezo.transdutor ultra-sônico controlado pelo microcomputador de chip único. O módulo CCP do microcomputador de chips PIC16C712 é definido para o modo de saída PWM. Como a fonte de sinal de oscilação do transdutor, o sinal de saída passa o tubo de energia Darlington Tip122. O transformador T1 de alta frequência e a tensão de alta frequência são carregados no transdutor ultra-sônico cerâmico piezoelétrico, para que o transdutor produza oscilação, se a frequência de saída do sinal PWM for a frequência de ressonância de transdutor ultrassônico cerâmico piezoelétrico, então a corrente principal do Transformador de frequência é o maior. A resistência do resistor de feedback de amostragem RF é de 0,05 ohm, e a corrente fluindo através do principal transformador de alta frequência T1 é convertida em um sinal de tensão (a bobina principal é a corrente de operação do transformador de alta frequência é de 0,5a a 2.0 A e a operação diferencial é realizada. O amplificador IC2 é amplificado e a tensão filtrada está na faixa de 0,75V a 3.0V.

Este sinal é usado como sinal de feedback VR e é entrada pelo pino RA2 do PIC16C712 (este PIN é a entrada Analógica AN2). Isso constitui um sistema de controle de loop próximo. Quando o módulo CCP do PIC16C712 estiver operando no modo PWM, o PIC16C712 possui quatro registros especiais de função TMR2, PR2, CCPR1L e CCP1Con para controlar o período e a largura do pulso do pulso de saída PWM. O período do sinal de pulso de saída PWM é determinado pela seguinte fórmula: Período de sinal PWM = [(PR2) + 1] × 4 × Tosc × (TMR2 pré-dividido frequência) .among eles, 4 × TSC = 200ns, TMR2 Pre A frequência dividida pode ser definida como 1: 1. Ao alterar o valor do registro de PR2, o período de oscilação do sinal de saída PWM pode ser alterado, e a frequência do sinal também mudará.Piezoelétrico transdutor ultrassônico cerâmico com frequência de ressonância nominal de 28kHz, devido à falta de disconco de componentes, sua frequência ressonante é distribuída na faixa de 26kHz a 32kHz. Para permitir a frequência do sinal PWM para bloquear a frequência ressonante domaterial cerâmico piezo., o seguinte pode ser usado. Um método de varredura de frequência para determinar o ponto de frequência de ressonância.