Senzor hluku

[TomasNM]

Pani,

V ramci HO(home office), resp. HW(home workshop) som dnes stravil 7 hodin navrhom, testovanim a poskladanim tohto zariadenia.
Ako vsetci vieme, tak v aktualnej situacii vsetci chcu vyrabat rusky a nas to tiez neobislo.
Testovali sme v praci ultrazvukove zvaranie a dopracovali sme sa k vysledkom takym, ze potrebujeme zvaracke v urcitom momente povedat, ze staci a ze sa ma vypnut. Na tento ucel mame k dispozicii rezim, ktory pri uzemneni signalu ukonci zvaranie.
To ale pre ruska nefunguje, pretoze fyzicky dojde ku kontakto nastroja s lozkom az ked prepali rusko, co je neskoro.
Pred samotnym prepalenim vsak ultrazvuk vali do lozka a vydava to neskutocny rachot.
Tak ma napadlo, vyrobit hlukovy senzor, ktory by zvaracke simuloval kontakt a tym by ju zastavil, ked sa hladina hluku zvysi(co signalizuje ukoncenie zvarania).

V ramci domacej ulohy som navrhol, otestoval a odladil tento obvod.
Potom bolo treba navrhnut, vyrobit a osadit DPS a nasledne to cele odskusat, aby sme zajtra rano mohli zvarat.

Tak, ak by niekto potreboval podobny senzor hluku, nemusi ist daleko a ma to tu hotove...

Popis funkcie:
Elektretovy mikrofon, co som nasiel, ma 3 vyvody.
Jeden je napajanie, potom vystup a zem.
Opamp1 ma na starosti zosilnit signal z mikrofonu 100x a zaroven ten signal usmernit bez straty, aby bol pouzity pre komparaciu.
Vystup z neho ma 1/2 napajacieho napatia a vyssie(podla signalu z mikrofonu).
Opamp2 je cisto iba komparator, ktory sleduje uroven hluku a nastavenu hodnotu, cim zapina vystupne rele.
Rele je podrzane kondenzatorom, aby nebzucalo, prinajhorsom iba cvakalo.
Trimrom sa da nastavit citlivost obvodu na hladinu hluku.

Napajanie obvodu je 9V bateriou.

[lucky62]

Komparátor by mal mať nejakú malú hysteréziu, čo by lepšie potlačilo to bzučanie/cvakanie.
Doporučujem do komparátoru zviesť malú kladnú spätnú väzbu.

A nepáči sa mi ten kondenzátor 100n priamo na výstupe OP...

[TomasNM]

To bzucanie moze sposobovat velka nastavena citlivost, typicky pri hudbe a tak.
To ale nieje ucel tohto senzora.
Uvidime v praxi, ako to bude/nebude fungovat.
Krizova situacia si vyzaduje aj krizove riesenia.
Tento senzor ma za ulohu pocut nadmerny hluk, zopnut tym rele aspon na par milisekund a tym ten hluk zastavit.

Co sa tyka toho kondenzatora na vystupe - aj mne to pride divne, ale na skladacke to tak fungovalo lepsie ako s predradnym R. Ciel je znizit citlivost v pasme nad 10kHz.

[Atlan]

9v baterka nieje velmi v hodna, a doporucujem kondik aspon 1mF na napajanie ked uz ppuzivas tu 9V baterku.

[TomasNM]

Zial, musim konstatovat, ze v praxi sa to neosvedcilo.
Teda pre predpokladanu aplikaciu.
Samozrejme, da sa nadesignovat obvod, ktory by fungoval, ale na to by som nemohol mat vyclenenych iba zopar hodin.
Pointa je v tom, ze pocas zvarania zvaracka generuje cele spektrum hlukov a nepodarilo sa mi dobre odfiltrovat tie vysoke frekencie od hluku generovaneho pripravkom.
Som to este "za jazdy" upravoval, skusal som rozne hodnoty kondenzatorov, az som sa dopracoval k takmer funkcnemu stavu, len to bolo dost citlive a nie 100% funkcne. Z nejakeho dovodu to malo aj obrovsku hystereziu, co veci nijako nepomaha. Chcelo by to este vytunit, ale na to nieje cas.
Chyba mi tam spolahlivy lowpass filter, aspon dvojstupnovy, ktory by odfiltroval poriadne frekvencie, na ktore to nema reagovat.
Ale pre generalne pouzitie to funguje a takto sa da aspon priblizne pozriet na cestu k rieseniu podobneho zadania.

Mimochodom, odber celeho tohto zariadenia bol velmi nizky, zdroj mi v prudovom okienku stale ukoazoval nuly.
Preto baterka takto narychlo nieje az tak zle riesenie podla mna.
Tiez nevidim dovod, preco by som mal pouzit velky kondenzator v kombinacii s baterkou.

Keby na to bol cas, tak by som to riesil asi takto:
Zosilnenie mikrofonu - 2-stupnovy LPF (mozno aj nastavitelny) - precizne usmernenie - mierne vyhladenie - nastavitelna komparacia - monostabilny obvod na aktivaciu rele.

[jenda23]

Tal low pass filtr není takovej problém ne? Popř nešlo by piezoelementem snímat chvění a vytipovat přesnej okamžik. Popř pouze časovej spínač a vyladit jen čas?

[Atlan]

Lebo ta baterka neda potrebny prud pre rele a moze to vsetko sa rozkmitat. Preto tam je kondik ktory vykrije spicky, ta baterka ma totiz aj velky vnutorny odpor.

[TomasNM]

Jenda>
Casovy interval problem neni. To zvaracka vie ako zakladny rezim.
Problem je v tom, ze cas je variabalny. Niekedy to prevari skor, niekedy to trva dlhsie.
Mame aj ine rezimy, ale tie tiez dost lietaju a pri hrubke ruska neni mozne pouzit rezim merania drahy.
Piezoelement by mohol byt tiez pouzitelny na pripravku, ale vzhladom na kratkost casu to uz neriesim.
Kolegovia vymyslaju ine riesenia, ciel je cim skor to vyriesit a aby to zvladlo miliony kusov.
Samozrejme, LPF problem neni, ale nestihol som to za 2 hodiny nadesignovat a aj odskusat na skladacke.
Preto ta jednoducha konstrukcia.

Atlan>
Rele je pouzite miniaturne, dokonca 12V.
Jeho odber je cca 10mA, takze tam problem nebude.
Obvod zopnute rele nerozkmitava - merane skopom.

Nechame to v rovine generalneho pouzitia, povodna realna aplikacia nateraz stratila zmysel.

[millano]

Když jsem programoval svařování ultrazvukem, bylo přítomno odměřování vzdálenosti analogové do vstupu PLC, malym tlakem sem dojel na dil, uložil vychozí pozici, zapl vyšší svařovací tlak a spustil časově omezené svařování a kontroloval že sjedu svařovacím nástrojem o požadovanou vzdálenost a vypnul svařování pokud sem dojel dřív než by se stačilo svařování samo vypnout, chvilku počkal a vyjel nahoru. osobně doporučuji odladit parametry výkon ultrazvuku x čas zapnutí x tlak na výrobek a případně kontrolovat konečnou tlouštku svaru pomocí odměřování vzdálenosti jako prvek kontroly kvality.

jestě by se dala implementovat nějaká mechanická zábrana, která by zabránila aby se nástroj protavil skrz svařovaný materiál a opřel se o lůžko, to by hodně ulehčilo ladění výkonu a času svařování a proces jako takový by se dal i zrychlit a nebylo by potřeba ani to odměřování... předpokladem ale jsou stabilní parametry vstupního materiálu...

[TomasNM]

Millano>
Sme skusali vselico mozne a neboj, nastavovat zvaranie vieme.
My pouzivame digitalne odmeriavanie, ktore je vyrazne presnejsie, ako analogove, ale ani s tym nieje mozne hlbku ruska odmerat - tam sa jedna o stotiny milimetra. Mechanicky doraz mame tiez, ale plati to iste, co som uz popisal.