Application de micro-ordinateur à puce unique dans le transducteur en céramique piézoélectrique

Céramique piézoélectriquePeut produire des effets électrostrictifs sous l'action d'un champ électrique alterné. Les transducteurs ultrasoniques en céramique piézoélectrique peuvent générer des vibrations sous l'action du champ électrique alterné et peuvent générer de fortes ondes ultrasoniques pendant la résonance. Étant donné que les céramiques piézoélectriques sont des dispositifs capacitifs dans les circuits d'alimentation du transducteur ultrasonique en céramique piézoélectrique, les inductances et la céramique piézoélectrique sont souvent utilisées pour former un circuit résonnant LC. Pour de tels circuits d'alimentation par résonance LC, la fréquence de résonance appartient aux circuits piézoélectriques. La valeur de capacité équivalente de la céramique, la valeur d'inductance, le facteur d'amplification du transistor, le point de fonctionnement du circuit de l'amplificateur, le coefficient de rétroaction et la température de fonctionnement sont déterminés. Étant donné que le transducteur en céramique piézoélectrique avec une fréquence de résonance nominale de 28 kHz a une grande dispersion, sa fréquence de résonance est généralement dans la plage de 26 à 32 kHz et que la demi-largeur du formant est généralement inférieure à 200 Hz. Par conséquent, le circuit résonnant LC est utilisé comme onde ultrasonique en céramique piézoélectrique. Il y a les problèmes suivants dans lebague de transducteur piézoélectrique: Premièrement, le réglage du circuit est difficile.

Il est nécessaire d'ajuster une pluralité de paramètres pour faire fonctionner le transducteur au point de résonance, comme l'ajustement du point de travail et le coefficient de rétroaction. Deuxièmement, les caractéristiques des composants sont élevées, comme le transistor. Le grossissement doit être examiné et l'inductance de correspondance de l'erreur de valeur ne doit pas être trop grande; Le troisième est que l'opération est instable, le changement de la température ambiante entraînera l'écart de la fréquence de résonance du point de résonance, et l'usure du transducteur provoque un changement de masse, de sorte que la fréquence de résonance change; ces problèmes entraînent une production compliquée Processus de transducteurs ultrasoniques en céramique piézoélectrique, qui ne sont pas propices à la production de masse. L'utilisation de la technologie de contrôle unique peut résoudre ces problèmes très facilement. Le microcontrôleur PIC16C712, la technologie PWM et la technologie de conversion de fréquence sont utilisés pour concevoir le circuit d'alimentation du transducteur ultrasonique en céramique piézoélectrique. Le programme fonctionne bien dans la production réelle.

PIC16C712 est un micro-ordinateur à puce haute performance 8 bits produit par Microchip Company aux États-Unis. Il fonctionne rapidement. Lorsque la fréquence d'oscillation est de 20 MHz, un cycle de la machine est de 200 ns. Il y a quatre convertisseurs A / D 8 bits sur la puce, une sortie de sortie / compare de Capture Entrée / Comparez / PWM Largeur d'impulsion (IE Module CCP). qui montre le circuit d'alimentation dubague en céramique piézotransducteur ultrasonique contrôlé par le micro-ordinateur à puce. Le module CCP du micro-ordinateur unique PIC16C712 est réglé sur le mode de sortie PWM. En tant que source de signal d'oscillation du transducteur, le signal de sortie passe le tube de puissance Darlington TIP122. high-frequency transformer T1 output and high-frequency voltage is loaded on the piezoelectric ceramic ultrasonic transducer, so that the transducer produces oscillation, if the output frequency of the PWM signal is the piezoelectric ceramic ultrasonic transducer resonance frequency, then the primary current of the Le transformateur de fréquence est le plus grand. La résistance de la résistance de rétroaction d'échantillonnage RF est de 0,05 ohm, et le courant traversant le primaire du transformateur à haute fréquence T1 est converti en un signal de tension (la bobine primaire est le courant de fonctionnement du transformateur haute fréquence est de 0,5 A à 2,0 A, et le fonctionnement différentiel est effectué. L'amplificateur IC2 est amplifié et la tension filtrée est dans la plage de 0,75 V à 3,0 V.

Ce signal est utilisé comme signal de rétroaction VR et est entré par la broche RA2 du PIC16C712 (cette broche est l'entrée analogique AN2). Lorsque le module CCP du PIC16C712 fonctionne en mode PWM, le PIC16C712 a quatre registres de fonction spéciaux TMR2, PR2, CCPR1L et CCP1CON pour contrôler la période de période et d'impulsion de l'impulsion de sortie PWM. La période du signal d'impulsion de sortie PWM est déterminée par la formule suivante: période de signal PWM = [(PR2) + 1] × 4 × TOSC × (TMR2 Pré-divue Fréquence). -Les fréquences divisées peuvent être définies sur 1: 1. En modifiant la valeur du registre PR2, la période d'oscillation du signal de sortie PWM peut être modifiée et la fréquence du signal changera également. dans la plage de 26 kHz à 32 kHz. Afin d'activer la fréquence du signal PWM pour verrouiller la fréquence de résonance dumatériau en céramique piézo, les éléments suivants peuvent être utilisés. Une méthode de balayage de fréquence pour déterminer le point de fréquence de résonance.