ما هو محول وحدة تتراوح بالموجات فوق الصوتية

المشاهدات: 5 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2018-09-17 الأصل: موقع

استفسر

الغرض الرئيسي من محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية هو القياس والإنذار. يتضمن التصميم المزيد من المحتوى، ويجمع بشكل أساسي وحدة التحكم أحادية الشريحة، ووحدة النطاق بالموجات فوق الصوتية، ووحدة إنذار الجرس، ووحدة عرض الأنبوب الرقمي المكونة من 4 أرقام. جوهر هذا التصميم هو وحدة النطاق بالموجات فوق الصوتية. يتم توسيع الوحدات الأخرى ذات الصلة على أساس النطاق. تستخدم وحدة النطاق أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية، ومن ثم تقوم باختيار الكمبيوتر الصغير المناسب ذي الشريحة الواحدة. ويناقش ما يلي من الجوانب ذات الصلة. جهاز تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية عبارة عن موجة فوق صوتية تتجاوز حدود السمع البشري، أي موجة ميكانيكية يزيد تردد اهتزازها عن 20 كيلو هرتز. عندما يعمل جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية، يتم تحويل الجهد والموجات فوق الصوتية بشكل متبادل. عندما يرسل المستشعر بالموجات فوق الصوتية الموجات فوق الصوتية، ينبعث مسبار إرسال الموجات فوق الصوتية الموجات فوق الصوتية المحولة بالجهد. عند استقبال الموجات فوق الصوتية، يرسل مسبار الاستقبال بالموجات فوق الصوتية الجهد المحول بالموجات فوق الصوتية مرة أخرى. انتقل إلى شريحة التحكم في المتحكم الدقيق. تتميز الموجات فوق الصوتية بمزايا تردد الاهتزاز العالي، والطول الموجي القصير، وظاهرة الحيود الصغيرة، والاتجاه الجيد، ويمكن أيضًا توجيهها إلى خط الانعكاس، واستهلاك الطاقة لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بطيء لتسهيل قياس المسافة. في قياس المسافات المتوسطة والطويلة، تكون دقة واتجاه مستشعر الموجات فوق الصوتية أفضل بكثير من مستشعر الأشعة تحت الحمراء، ولكن السعر أيضًا أغلى قليلاً. من جوانب السلامة والتكلفة والاتجاه، تعد أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر ملاءمة لمتطلبات التصميم.

يختار النظام 52 حاسوبًا صغيرًا أحادي الشريحة ليكون قلب نظام التحكم. يتم عرض قيمة محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية للمسافة بواسطة أنبوب الكاثود الرقمي المشترك المكون من 4 أرقام. تستخدم المسافات المختلفة بين العوائق أصوات التنبيه المختلفة لتردد الجرس، وتتكون إشارة الإرسال بالموجات فوق الصوتية من 52 كمبيوتر صغير أحادي الشريحة. يتم إرسال منفذ P1.0 إلى دائرة الإرسال بالموجات فوق الصوتية لنقل الموجات فوق الصوتية، ويتكون نظام الإنذار من دائرة صفارة. في هذا التصميم، يتم فصل المسبار الذي يرسل ويستقبل الموجات فوق الصوتية، بحيث لا تكون إشارات الإرسال والاستقبال مستعارة، وبالتالي تجنب التداخل، ويمكن تحسين موثوقية النظام بشكل جيد. مخطط كتلة النظام كما يلي:

وحدة تتراوح بالموجات فوق الصوتية

وظيفة الوحدة، تستخدم الوحدة محدد المدى بالموجات فوق الصوتية لاختبار المسافة بين السيارة والعائق. عندما تكون المسافة أقل من قيمة معينة، يتم استخدام البرنامج لإرسال الإشارة إلى طرف التأكيد الخاص بوحدة MCU. تكتشف وحدات التحكم الأخرى مستوى الدبوس وتتحكم في حالة قيادة السيارة وفقًا للمستوى.

المبدأ الأساسي هو أن وحدة النطاق بالموجات فوق الصوتية يمكن أن توفر وظيفة استشعار مسافة عدم الاتصال من 2 سم إلى 400 سم، ويمكن أن تصل دقة النطاق إلى 3 مم، وتتضمن الوحدة جهاز إرسال واستقبال ودائرة تحكم بالموجات فوق الصوتية. يتضمن مبدأ العمل الأساسي الجوانب التالية:

1) استخدام منفذ IO TRIG لتحريك النطاق، مما يعطي إشارة عالية المستوى لا تقل عن 10us؛
2) ترسل الوحدة تلقائيًا موجات مربعة 40 كيلو هرتز للكشف تلقائيًا عما إذا كان هناك عودة للإشارة؛
3) هناك عودة وإخراج للإشارة من خلال منفذ IO ECHO، مدة المستوى العالي هي الوقت من الإرسال إلى عودة الموجات فوق الصوتية، مسافة الاختبار = (الوقت العالي * سرعة الصوت)

وحدة العرض لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لقياس المسافة عبارة عن أنبوب رقمي مقسم إلى عرض ديناميكي وعرض ثابت. هنا، يتم تحديد العرض الديناميكي، وبرنامج تشغيل العرض الديناميكي: تعد واجهة العرض الديناميكي للأنبوب الرقمي واحدة من أوضاع العرض الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الكمبيوتر الصغير أحادي الشريحة، والقطب المشترك COM لكل أنبوب رقمي. تتم إضافة دائرة التحكم القوية، ويتم التحكم في ستروب البت بواسطة خطوط الإدخال / الإخراج المستقلة. عندما تقوم MCU بإخراج الرمز الرسومي، تتلقى جميع الأنابيب الرقمية نفس الرمز الرسومي، لكن الأنبوب الرقمي سيعرض الصورة الرمزية، اعتمادًا على التحكم في الدائرة الطرفية COM القوية ذات الشريحة الواحدة للكمبيوتر الصغير ذي الشريحة الواحدة، نحتاج فقط إلى تشغيل التحكم في الأنبوب الرقمي المراد عرضه، وستعرض البت الصورة الرمزية، ولن يضيء الأنبوب الرقمي بدون القوية. من خلال التحكم في نهاية COM لكل أنبوب رقمي بدوره، يتم التحكم في الأنابيب الرقمية لعرضها بدورها، وهو ما يعد قيادة ديناميكية. أثناء عملية عرض التدوير، يكون وقت الإضاءة لكل أنبوب رقمي من 1 إلى 2 مللي ثانية. نظرًا لاستمرار الرؤية البشرية وتأثير الشفق لمصباح LED، على الرغم من عدم إضاءة الأنابيب الرقمية في نفس الوقت، طالما أن سرعة المسح كافية بسرعة، فإن الانطباع هو مجموعة ثابتة من بيانات العرض، ولن يكون هناك وميض، والشاشة الديناميكية هي نفس الشاشة الثابتة، والتي يمكن أن توفر الكثير من منافذ O، وتقليل استهلاك الطاقة. تتحكم وحدة الإنذار في رنين الجرس وفقًا للمسافة المعروضة بواسطة المسافة (باستخدام منفذ الإدخال / الإخراج لتوليد موجة مربعة من التردد). تتمثل الوظائف الرئيسية لتصميم برنامج نظام تصميم البرمجيات في نقل الموجات فوق الصوتية واستقبال الموجات فوق الصوتية وحساب مسافة القياس وحساب البيانات وإنذار الجرس وعرض الأنبوب الرقمي مخطط تدفق البرنامج الرئيسي على النحو الوارد أعلاه. عند حدوث مقاطعة، سيتم تنفيذ معالجة المقاطعة. مخطط تدفق معالجة مقاطعة التصميم يتضمن تدفق معالجة المقاطعة معالجة الإنذارات ومعالجة مسح الأنبوب الرقمي.

ما هو محول وحدة تتراوح بالموجات فوق الصوتية

تحليل خطأ النطاق بالموجات فوق الصوتية، وفقًا لمبدأ مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية، فإن مصادر خطأ القياس هي: 1. الانحراف بين بدء الإرسال وتوقيت البدء؛ 2. استقبال الصدى للتأخر المكتشف. 3. تلقي الانقطاع إلى الفارق الزمني بين توقيت استجابة المقاطعة؛ 4، خطأ الموقت نفسه؛ 5، تأثير درجة الحرارة على سرعة موجة الصوت العوامل المذكورة أعلاه. الخطأ الثاني يرجع إلى حساسية وتحيز الحكم في دائرة الكشف. من المؤكد أن هناك تباطؤ من استقبال الصدى الفعلي إلى تأكيد الدائرة وإخراج الإشارة المقابلة، وهو ما يرتبط بقوة إشارة الصدى ومبدأ دائرة الكشف وحساسية دائرة الحكم. بل هو أيضا جوهر تتراوح بالموجات فوق الصوتية. لأنه إذا كانت الحساسية عالية جدًا، فسيتم الخلط بين بعض إشارات التداخل على أنها أصداء، مما يؤدي إلى أخطاء في القياس. وإذا كانت منخفضة للغاية، تكون مسافة الكشف محدودة إلى حد كبير لأن توهين الصدى هو مربع المسافة. هذا الجزء من الخطأ هو المصدر الرئيسي لعدم استقرار البيانات، لأن تأخر الحكم سيتغير مع قوة الصدى.