Sistema de medição de profundidade baseado em transdutor ultrassônico

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um dispositivo eletronico que pode ser embarcado em um veiculo aereo nao tripulado anfibio (veiculo que foi previamente desenvolvido em Projeto conjunto com o PTI) para medicao de profundidade de leitos de rios utilizando-se de um sensor ultrassonico de 200 kHz por meio da tecnica Pulso-Eco. O dispositivo consiste na implementacao de um circuito de excitacao que realiza a conversao de pulsos de baixa amplitude gerado por um microcontrolador TM4C1294NCPDT para pulsos de alta amplitude. A geracao do sinal de alta tensao e dada por meio de um conversor Boost, que converte a tensao de uma bateria de 11,1 V a uma tensao acima de 120 V. Um circuito inversor de topologia Full-Bridge converte a tensao continua gerada pelo conversor Boost em um sinal quadrado com frequencia de operacao de 200 kHz, o qual sera condicionado por um filtro passa-baixas de 2a ordem ressonante para a reducao de harmonicas. Para o tratamento do sinal eco recebido, foi desenvolvido um sistema de aquisicao, composto por um circuito de protecao T/R Switch com -0,714 dB de perdas para o acoplamento entre o sensor ultrassonico e um circuito de amplificacao de ganho variavel que e controlado pelo microcontrolador, que permite variar o ganho de 13,92 dB a 50,86 dB. O sinal amplificado passa por um circuito detector de pico, para que, por meio de um comparador interno do microcontrolador ocorra a decisao se um eco foi ou nao detectado. Os dados da profundidade medida sao enviados atraves de um transceptor sem fio RF Wireless HC-12 para apresentacao em um computador por meio de uma plataforma desenvolvida em Visual Studio. Em testes realizados em laboratorio, o qual foi utilizado um tonel de 46 x 86 cm, o sistema apresentou erros de medida de ± 30 mm.