Language
Kyke: 1 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2020-05-29 Oorsprong: Werf
Ultrasoniese omskakelaar word hoofsaaklik gebruik op die gebied van nie-kontakmeting. Op die oomblik is die spesiale ultrasoniese stelsel vir afstandmeting moeilik om wyd gebruik te word in sommige klein en mediumgrootte toepassings as gevolg van die hoë koste. Met die ontwikkeling van motor-intelligensie is dit nodig om nuwe ultrasoniese sensors te ontwikkel wat afstand met hoër akkuraatheid kan meet, en die koste is laag. As gevolg van die vereiste van hoë akkuraatheid, het die konvensionele ultrasoniese sensor egter 'n ingewikkelde struktuur en kan dit nie outomaties aangepas word volgens verskillende omgewings nie, wat hoë koste en swak aanpasbaarheid het. Hierdie artikel stel die ontwikkeling bekend van 'n laekoste, hoë-presisie digitale vertoning ultrasoniese afstandmeter-omskakelaar met at89c2051 enkelskyfie mikrorekenaar as die kern. Omdat hierdie ultrasoniese sensor die omgewingstemperatuur kan toets en homself aanpas, is die kosteprestasie beter as sommige bestaande soortgelyke produkte. Hierdie ultrasoniese sensor kan gebruik word in die temperatuurreeks van 0 ℃ ~ 40 ℃, wat wissel van 0.1m tot 0.3m, met 'n akkuraatheid van 1mm, sodat dit in sommige spesiale geleenthede gebruik kan word, soos selfbedieningsparkering, slim vering en hoofligte verstelling, ens.
Hardeware ontwerp van ultrasoniese afstand meet transducer
Die werkbeginsel van vlekvrye staal ultrasoniese transducer word in Figuur 1 getoon. Die stelsel bestaan uit AT89C2051 enkelskyfie mikrorekenaar, ultrasoniese transmissie, ontvangsversterkerkring, omgewingstemperatuur verkrygingkring en vertoonkring. AT89C205l MCU is die kernkomponent van die hele stelsel, wat die werk van elke komponent koördineer. Die ossillasiebron wat deur die enkelskyfie-mikrorekenaar beheer word, genereer 'n frekwensiesein van 40 kHz om die ultrasoniese sensor aan te dryf. Elke oordrag bevat 10 pulse. Nadat die eerste ultrasoniese puls oorgedra is, begin die teller tel. Op die oomblik wanneer die eerste eggo-puls bespeur word, stop die teller tel, sodat die tyd △ t vanaf versending tot ontvangs verkry kan word; die temperatuurverkrygingkring stuur ook die omgewingstemperatuurdataversameling na die enkelskyfie-mikrorekenaar om die regstelling van die ultrasoniese voortplantingspoed te verskaf wanneer die afstand bereken word. Laastens gebruik die enkelskyfie-rekenaar die formule om die meetafstand te bereken, wat op die skerm vertoon word. Die seriële poorte RXD en TXD van die enkelskyfie-mikrorekenaar is onderskeidelik aan die RXD en TXD van die vertoonkring gekoppel om 'n seriële statiese vertoonkring te vorm; die timer / teller T0 is gekoppel aan die uitset van die V / F-omsetter om die frekwensie-verkrygingsfunksie te realiseer; P1. 7 Gekoppel aan die beheer einde van die CMOS multivibrator, deur middel van sagteware om die P1.7 poort uitset hoë of lae vlak te maak, en sodoende die transmissie van ultrasoniese golwe te beheer; P1.6 word beheer deur 'n skakeldiode IN4l48 en die verwysing spanning generering kring van die vergelyker LM324 Terminal is gekoppel, stel P1.6 op '1' wanneer ultrasoniese golwe uitsaai, die uitsetvlak kan die flippen van die vergelyker onderdruk, wat effektief die ultrasoniese golwe wat deur die sender uitgestraal kan word, kan onderdruk om die ontvanger direk te ontsteker en te ontsteker; na die einde van transmissie word P1.6 op hierdie tydstip ingestel op '0', deur die P1.2 121 wat aan die uitset van die vergelyker gekoppel is, te skandeer, volgens die insettoestand van die P1.2-poort om te bepaal of die eggo ontvang word. Die ultrasoniese emissie- en dryfkring word vervaardig deur die RC-ossillator wat uit CD4011 bestaan, en die temperatuursensor neem AD590 aan.
Tydmeting
Die tydperk van die ultrasoniese sein wat in die tydmeting gebruik word, is 25 μs, maar 'n ultrasoniese seinbron gelykstaande aan 'n golflengte van ongeveer 9 mm by 20 ° C word benodig. Om akkuraatheid te verseker, word 'n golflengtedetektor benodig. Die ultrasoniese seinbron bestaan uit 'n seingenerator en 'n nulkruisdetektorkring. Die arbitrêre seingenerator bestaan uit 'n 16Kbyte EPROM wat arbitrêre golfvorms kan stoor, 'n 16-bis teller vir skandering van EPROM, en 'n DAC. Die nulkruisdetektor bestaan uit 'n drempelwaardedetektor. Die drempelwaarde van die detektor is 'n deel van die piekwaarde van die ontvangde sein, sodat die detektor die ontvangde sein volgens die verwysingsnulpotensiaal kan vergelyk. Dit laat toe dat die sein in die seinarea tot die grootste mate opgespoor word, waardeur geraasinterferensie tot die minimum beperk word.
Die optimale resultaat hang hoofsaaklik af van die amplitude van die geselekteerde eggo. Hoe laer die eggo, hoe laer is die amplitude, en hoe laer is die moontlikheid van interferensie deur 'n verwante geraasamplitude. Die beste sein om onder enige toestande te gebruik hang af van die werklike hoeveelheid geraas. Die ultrasoniese sensor het ook 'n eenvoudige geraasmetingstelsel. Die stelsel kan die werklike geraas skat deur die insetsein tydens die eggo-vrye fase te monitor. Die uitset van hierdie geraasmetingstelsel kan onder lae, medium en hoë geraastoestande omgeskakel word.
Temperatuursensor en outomatiese foutvergoeding
Lugtemperatuur word deur 'n temperatuursensor opgespoor en deur die stroombaan verwerk. Dit is in die sonde geïnstalleer, die fout oorskry nie 1 ℃ nie. Die outomatiese kompensasie van die fout kan afgelei word van die eenvoudige analoogstroombaan wat in Figuur 2 getoon word. V is eweredig aan die gemete afstand.
Sagteware-ontwerp-idees
Omdat die ultrasoniese uitsaaisensor baie naby aan die ultrasoniese ontvangsensor is, sal die ontvangende ultrasoniese sensor 'n sterk interferensiesein ontvang wanneer ultrasoniese golwe uitgesaai word. Om te verhoed dat die stelsel verkeerd opgespoor word, word die vertraging-ontvangstegnologie in die sagteware aangeneem om die anti-interferensievermoë van die stelsel te verbeter. Wanneer die beginknoppie gedruk word, word die opdrag om ultrasoniese golwe te stuur gestuur, en die beheerstelsel begin om die program uit te voer om die temperatuurversameling te voltooi; die tydsinterval van die stuur en ontvang van ultrasoniese golwe word gemeet; uiteindelik word die gemete afstand deur die numeriese verwerkingsprogram bereken en na die skerm gestuur vir vertoon. Die stelselsagteware neem modulêre ontwerp aan, wat saamgestel is uit hoofmodules soos hoofprogram, afstandmeetsubprogram, temperatuurmeetsubprogram en vertoonsubprogram. Die hoofprogramblokdiagram word in getoon.
