Ultraäänietäisyysmittari
Koramo, Matti (2009)
Koramo, Matti
Kajaanin ammattikorkeakoulu
2009
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201004266924
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201004266924
Tiivistelmä
Ultraäänietäisyysmittari tehtiin Kajaanin ammattikorkeakoulun tietoliikenteen yliopettaja Jukka Heinolle. Insinöörityön
tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa ultraäänellä toimiva etäisyysmittari, jolla voidaan korvata rullamitta.
Ultraäänietäisyysmittari suunniteltiin ja rakennettiin Kajaanin ammattikorkeakoululla, tietotekniikan laboratiossa.
Suunnittelussa käytettiin apuna kirjallisuutta ja rakennusvaihe toteutettiin koekytkentäalustalle ennen lopullisen
laitteen rakentamista. Rakennusvaiheessa käytettiin myös apuna IAR- ja PADS-ohjelmistoja.
Ultraäänietäisyysmittari koostuu lähettimestä, vastaanottimesta, 8051-mikroprosessorista ja lämpötilamittauksesta,
jolla kompensoidaan lämpötilan vaikutus äänennopeuteen. Etäisysmittaus suoritetaan siten, että 8051:llä luodaan
40 kHz:n pulssi, joka lähetetään lähettimellä ja pulssin kaiku vastaanotetaan vastaanottimella. Pulssin lähetyksen
ja kaiun vastaanoton välinen aika mitataan 8051:llä, ja tämän ajan perusteella lasketaan etäisyys mitattavaan
kohteeseen. Etäisyys tulostetaan LCD-näytölle.
Laitteen tavoitteeksi asetettiin 3 m:n mittausetäisyys ja 1 mm:n tarkkuus. Laite saatiin toimimaan, mutta asetetut
tavoitteet eivät täyttyneet. Laite kykeni mittaamaan noin 1,5 m:n etäisyydeltä ja sen mittaustarkkuus jäi 5 mm:n.
tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa ultraäänellä toimiva etäisyysmittari, jolla voidaan korvata rullamitta.
Ultraäänietäisyysmittari suunniteltiin ja rakennettiin Kajaanin ammattikorkeakoululla, tietotekniikan laboratiossa.
Suunnittelussa käytettiin apuna kirjallisuutta ja rakennusvaihe toteutettiin koekytkentäalustalle ennen lopullisen
laitteen rakentamista. Rakennusvaiheessa käytettiin myös apuna IAR- ja PADS-ohjelmistoja.
Ultraäänietäisyysmittari koostuu lähettimestä, vastaanottimesta, 8051-mikroprosessorista ja lämpötilamittauksesta,
jolla kompensoidaan lämpötilan vaikutus äänennopeuteen. Etäisysmittaus suoritetaan siten, että 8051:llä luodaan
40 kHz:n pulssi, joka lähetetään lähettimellä ja pulssin kaiku vastaanotetaan vastaanottimella. Pulssin lähetyksen
ja kaiun vastaanoton välinen aika mitataan 8051:llä, ja tämän ajan perusteella lasketaan etäisyys mitattavaan
kohteeseen. Etäisyys tulostetaan LCD-näytölle.
Laitteen tavoitteeksi asetettiin 3 m:n mittausetäisyys ja 1 mm:n tarkkuus. Laite saatiin toimimaan, mutta asetetut
tavoitteet eivät täyttyneet. Laite kykeni mittaamaan noin 1,5 m:n etäisyydeltä ja sen mittaustarkkuus jäi 5 mm:n.