Ultrasone Communicatie

Dit project gaat over een zender en ontvanger systeem dat communiceert via ultrasoon geluid. Op de zender kan met knopjes een melodie opgenomen worden, waarna deze verzonden wordt en bij de ontvanger afgespeeld met een buzzertje. 

Dit project is alleen voor gevorderden, aangezien geavanceerde elektronische schakelingen in elkaar gesoldeerd moeten worden. Een breadboard kan eventueel ook gebruikt worden maar wordt niet aangeraden vanwege de onbetrouwbare connecties die dit kan geven. Bij grote schakelingen is dat niet fijn. 

De volgende onderdelen zijn nodig: 

• Onderdelenlijst (zie bijlage Bestellijst Final)
• 2x toetertje voor de ultrasoonsensors. Het bestand hiervoor is hieronder bijgevoegd. Let erop dat de opening naar boven staat, dat print beter! 

De volgende gereedschappen zijn nodig: 

• Een soldeerbout 
• Een zijkniptang 
• Soldeer 
• Verbindingsdraad 
• Klein kruiskop en platkop schroevendraaiertje 
• Inbussleutelsetje 
• Houtzaag (eventueel metaalzaag om de 
• Laptop o.i.d. om de Arduino’s mee te programmeren 
• 3D-printer 

En de volgende software: 

• Een slicer, bijvoorbeeld Ultimaker CURA, om te kunnen 3d-printen 
• De Arduino IDE, om de arduino’s mee te kunnen programmeren 

Op de twee houten platform komt een Arduino, een perfboard en een item-profiel. Hiervoor moeten gaten worden geboord. Daarnaast worden in de vier hoeken gaten geboord voor bouten zodat het platform stabiel kan staan. De platformen zijn 20x14 cm, maar het kan zo klein als je wilt zolang alle onderdelen erop passen. 

De gaten voor het item-profiel en de hoeken zijn 5mm in diameter. De gaten voor de Arduino zijn 3mm. Het perfboard is met een stuk resthout met aan beide kanten dubbelzijdige tape vastgeplakt. Het platform voor de zender heeft ook nog twee extra 3mm gaten nodig voor de boost converter. Voor het boren van de gaten kan je eerst het onderdeel op het platform plaatsen om te markeren waar de gaten moeten. De lengte van de bout maakt niet veel uit, maar het moet lang genoeg zijn om door het hout te komen. Wij hebben bouten met een lengte van 20 mm gebruikt. De bouten voor de hoeken moeten wel langer zijn dan de andere bouten. 

De kegel met ultrasone transducer kan vast worden gemaakt aan het item profiel met een item-scharnier. Het ontwerp van de kegel voor de 3d-printer staat in de bijlage bij materialen. Het item-profiel wordt met twee 90 graden brackets bevestigd aan het hout. 

De ultrasoonsensors moeten in de kegels geperst worden. Zorg dat het ge-3D-printe gat groot genoeg is! Boor het desnoods uit. Het moet 9.9mm zijn, uitboren met een 10mm boor moet ook werken. 

Neem een stuk perfboard en plaats daar op enkele van de componenten zoals aangegeven in het bovenstaande figuur (Schema Zender). Het is hierbij handig om met de IC sockets te beginnen en later daar de componenten bij te plaatsen. Deze geven een goede richtlijn voor waar de kleinere componenten moeten komen ten opzichte van elkaar.  

Een voorbeeld van hoe de componenten gesoldeerd kunnen worden is te zien in de afbeelding. 

Na het solderen kunnen de connecties naar externe componenten worden gemaakt. Soldeer twee draadjes aan de transducer en schroef deze in de bijbehorende schroefterminal. De TX pin van de Arduino gaat naar de inputs van de transistors (deze zijn in het voorbeeld apart verbonden). De step-up boost converter heeft als input de GND en 5V pins van de arduino en de output is verbonden aan de schroefterminal hiervoor. De transmitter kan nu van stroom worden voorzien door de USB ingang van de Arduino. 

Neem een stuk perfboard en snijdt het indien nodig op maat door met een afbreekmesje een paar keer over de gewenste breeklijn te snijden en het vervolgens met de breeklijn op de rand van een tafel af te breken. 

Soldeer dan het volgende schema in elkaar (zie Schema Ontvanger). Let hierbij op de pinout van de IC’s en de polariteit van de elektrolytische condensatoren! De buzzer is bijgevoegd op de print, maar de ene pin van de buzzer is eenvoudig aan de GND gekoppeld en de andere kan naar een connector gevoerd worden, bijvoorbeeld bij J2 i.p.v. de GND verbinding, deze is immers al doorgevoerd naar een connector. 

I.p.v. de TLC2272 kan ook de MCP602 gebruikt worden, deze is beter verkrijgbaar en goedkoper.

Een voorbeeld-layout van hoe je het in elkaar kan solderen kan in figuren gezien worden.

Plak dit daarna op de opstelling van de ontvanger en maak de volgende connecties met de arduino, zoals zichtbaar op de laatste foto. De ultrasoonsensor moet verbonden zijn met J1 in het schema. De +5V en GND van de arduino moeten naar J3 gevoerd worden. De output pin op J2 moet vervolgens naar de RX pin van de arduino gevoerd worden. Daarnaast moet er draadje van de buzzer naar pin 8 van de arduino gelegd worden.

Upload daarna het volgende bestanden op de arduino’s van de zender ontvanger met behulp van de arduino IDE.

Geef beide arduino’s een 5V voeding, en klaar! Je kunt nu draadloos deuntjes af laten spelen, door bij de zender op de knopjes van de arduino te drukken. De ontvanger zal ze na 2 seconden pauze ontvangen en afspelen!