مستشعر وحدة النطاق بالموجات فوق الصوتية البسيط HC-SR04 ورسم الإنتاج مفصل

نظرًا للاتجاه القوي للموجات فوق الصوتية، وبطء استهلاك الطاقة، والمسافات الطويلة في الوسط، غالبًا ما تستخدم الموجات فوق الصوتية لقياس المسافة. على سبيل المثال، يمكن تحقيق أجهزة تحديد المدى وأدوات قياس المستوى عن طريق الموجات فوق الصوتية. غالبًا ما يكون الكشف بالموجات فوق الصوتية سريعًا ومريحًا وبسيطًا في الحساب وسهل التحكم في الوقت الفعلي ويمكن أن يلبي المتطلبات العملية الصناعية من حيث دقة القياس، لذلك تم استخدامه أيضًا على نطاق واسع في تطوير الروبوتات المتنقلة. تقدم هذه المقالة بشكل أساسي مستشعر قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 وشرحًا تفصيليًا لرسومات الإنتاج الخاصة به. أولاً، يقدم مبدأ وخصائص النطاق بالموجات فوق الصوتية. ثانيًا، يشرح وحدة قياس المدى بالموجات فوق الصوتية HC-SR04. وأخيرًا، فهو يقدم مستشعر وحدة النطاق بالموجات فوق الصوتية HC-SR04. 

مبدأ وخصائص قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية

مبدأ مستشعر النطاق بالموجات فوق الصوتية هو إصدار موجات فوق صوتية من جهاز إرسال الموجات فوق الصوتية. وهو يعتمد على فارق التوقيت عندما يستقبل المستقبل الموجات فوق الصوتية، وهو مشابه لمبدأ النطاق الراداري. يرسل جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية موجات فوق صوتية في اتجاه معين، ويبدأ التوقيت في نفس وقت الإرسال. تنتشر الموجات فوق الصوتية في الهواء وتعود فورًا عند مواجهة عوائق في الطريق. يتوقف جهاز الاستقبال بالموجات فوق الصوتية عن التوقيت فورًا بعد تلقي الموجات المنعكسة.

(سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء هي 340 م/ث. ووفقًا للوقت المسجل بواسطة المؤقت، يمكن حساب المسافة بين نقطة الإطلاق والعائق (العوائق)، وهي: s=340t/2)

سمات

1. إنه تردد أعلى، وله دقة أعلى، ولكن مسافة الكشف أقرب (يزيد التوهين الهوائي)؛

2، كلما زادت طاقة الإخراج، كلما زادت الحساسية، وكلما طالت مسافة الكشف؛

3. عادة ما تكون زاوية الكشف صغيرة، ونطاق النطاق أبعد قليلا؛

مقدمة لوحدة النطاق بالموجات فوق الصوتية HC-SR04

1، ميزات الوحدة

يحتوي مستشعر وحدة النطاق بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 على مسافة نطاق دقيقة، والتي يمكن مقارنتها بالموجات فوق الصوتية التي تتراوح من SRF05، SRF02، وما إلى ذلك، وقياس المسافة من 2 سم إلى 450 سم.

2، مبدأ العمل

1) استخدم IO لتشغيل النطاق وإعطاء إشارة عالية المستوى لا تقل عن 10us.

2) ترسل الوحدة تلقائيًا موجات مربعة 40 كيلو هرتز، وتكتشف تلقائيًا ما إذا كان هناك عودة للإشارة.

3) هناك عودة للإشارة، ويتم إخراج مستوى عالٍ من خلال IO، ومدة المستوى العالي هي الوقت من الموجات فوق الصوتية إلى العودة

3. المعلمات الكهربائية

4. مخطط توقيت بالموجات فوق الصوتية

يوضح مخطط التوقيت أعلاه أنك تحتاج فقط إلى توفير إشارة تشغيل نبضية أعلى من 10uS، وسوف ترسل مستشعرات المسافة بالموجات فوق الصوتية لاردوينو مستويات دورة 40 كيلو هرتز وتكتشف الصدى. بمجرد اكتشاف إشارة الصدى، يتم إخراج إشارة الصدى. يتناسب عرض نبض إشارة الصدى مع مسافة القياس. ولذلك، يمكن حساب المسافة من الفاصل الزمني بين الإشارة المرسلة وإشارة الصدى المستقبلة. الصيغة: الولايات المتحدة/58 = سم أو الولايات المتحدة/148 = بوصة؛ أو: المسافة = الوقت المرتفع * سرعة الصوت (340 م/ث)/2؛ فترة القياس الموصى بها هي 60 مللي ثانية أو أكثر لمنع تأثير الإشارة المرسلة على إشارة الصدى.

  ملحوظة:

1. لا ينبغي توصيل هذه الوحدة بالكهرباء. إذا كنت ترغب في الاتصال بالكهرباء، فيرجى توصيل محطة GND الخاصة بالوحدة أولاً، وإلا فسيؤثر ذلك على التشغيل العادي للوحدة.

2. عند قياس المسافة، لا تقل مساحة الجسم المقاس عن 05 متر مربع ويجب أن يكون المستوى مسطحًا قدر الإمكان، وإلا فسيؤثر ذلك على نتيجة القياس.

5، مخطط الدائرة الداخلية لجهاز استشعار مستوى السائل بالموجات فوق الصوتية