Розроблення та дослідження лабораторного макету ультразвукового імпульсного локатора
Автор: Берегуляк Степан Тарасович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Радіоелектронні пристрої, системи та комплекси
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Робота присвячена розробленню та дослідженню лабораторного макету вимірювача віддалі - далекоміра. Далекомір - це прилад для вимірювання відстаней до об’єктів. Далекоміри використовуються для навігації, геодезії та для військового спорядження. За принципом дії далекоміри поділяються на два основні види : пасивного та активного типу. Основною задачею віддалемірів є визначення відстані до об’єкту та подання сигналу чи сповіщення на центр керування та моніторингу. В сучасному світі питання власної безпеки та безпеки свого майна стоять на першому місці. Тому, для того щоб запобігати несанкціонованому вторгненню порушників, люди використовують охоронні системи та пристрої фіксації. У виконанні роботи розглянуто три основних методи реалізації вимірювання віддалі, а саме : імпульсний, частотний та фазовий метод. Імпульсний далекомір - це пристрій, що складається з передавача коротких радіоімпульсів та детектора випромінювання. Відстань між передавачем і об’єктом можна розрахувати, знаючи час руху імпульсу до відбивача і назад і швидкість світла. Частотний метод може ґрунтуватися на двох різних принципах: перший у здійсненні частотно - модульованих несучих коливань, а інший – ефекту Допплера. Фазові лазерні далекоміри на короткий проміжок часу підсвічують об’єкт з різною модульованої частотою і по зрушенню фази розраховують відстань до цілі. Вони не мають вбудованого таймера, тому дешевше, але мають меншу дальність застосування (до 1 км) і тому зазвичай використовуються в побутових цілях або в військових прицілах. Фазові далекоміри зазвичай використовуються в технічних областях для вимірювання відносних відстаней. Вони вигідні з багатьох причин, по-перше, простота використання, по-друге, висока точність, а також ефективність. Завдяки цим властивостям існує широкий спектр потенційного застосування цих датчиків в різних областях науки і промисловості. У роботі представлена блок-схема та вибір елементної бази для реалізації ультразвукового локатора. В основу якого входить Arduino UNO та ультразвуковий віддалемір. Представлені характеристики кожного з елементів та проведений їй опис. Ультразвукові сенсорні пристрої виявлення руху характеризуються невеликим споживанням енергії, прийнятною ціною і високою чутливістю. Вони зазвичай використовуються в будинках, офісах і в системах автомобільної охорони. Ультразвукові сенсорні пристрої працюють з п’єзоелектричним перетворювачем, який є як звуковим випромінювачем, так і приймачем. Перетворювач посилає пакет звукових імпульсів і перетворює відбитий сигнал у напругу. Ультразвуковий сенсорний пристрій виявляє предмети в межах його діапазону виявлення, незалежно від того, наближаються ці предмети до чутливого елемента в осьовому напрямку чи рухаються через звуковий конус у поперечному напрямку. В 3 розділі проведено огляд середовища створення програми для Arduino, а також розроблений працюючий код програми за допомогою якого пристрій працює і показує перешкоди як у цифровому вигляді так і в графічному. За допомогою команди Serial.begin середовище для програмування дає можливість виводити на монітор комп’ютера числові дані які відповідають куту повороту локатора та віддалі до об’єкту. В 4 розділі представлені проведені дослідження експериментальним шляхом. Метою проведення досліджень є ознайомитись з принципом роботи ультразвукового локатора, умовами його використання, та визначення помилок вимірювання за різних режимів роботи локатора та руху об’єкта. Представлені результати дослідження залежності помилок вимірювання від віддалі до об’єкта при його статичному положенні а також при русі об’єкта з постійною швидкістю. 1. Оптико-электронные системы и лазерная техника. Энциклопедия [Текст] / под об- щей редакцией С. Б. Иванова. – М.: Оружие и технологии, 2005. – 720 с. 2. Аснис, Л. А., Васильев, В. П., Волконский, В. Б. и др. Лазерная дальнометрия [Текст] / под общей редакцией В. П. Васильева и Х. В. Хиндрикус. – М.: Радио и связь, 1995. – 256 с. 3. Устенко, И. М., Можаев, О. А. Состояние, перспективы развития и методы расчёта характеристик лазерных дальномеров, целеуказателей и пеленгаторов лазерного пятна под- света [Текст] / под общей редакцией В. А. Стефанова. – М.: Гос. НИИ авиац. Систем. Науч.- информ. центр. – 1991. – 47 с