Навошта выкарыстоўваць ультрагукавыя датчыкі для дапамогі ў дызайне аўтамабіляў?

На працягу многіх гадоў ультрагукавыя датчыкі шырока выкарыстоўваюцца ў легкавых аўтамабілях. Напрыклад, ультрагукавая сістэма паркоўкі можа дапамагчы транспартным сродкам выяўляць навакольныя прадметы, калі яны паркуюцца на нізкіх хуткасцях. Акрамя таго, адкрыццё багажніка нагой і сігналізацыя выяўлення ўварвання - гэта два новых прымянення ультрагукавога сігналу. 

Ультрагукавая сістэма паркоўкі

Ультрагукавая сістэма дапамогі пры паркоўцы таксама называецца сістэмай дапамогі пры паркоўцы, сістэмай кіравання паркоўкай і сістэмай дапамогі заднім ходам. Гэтыя сістэмы могуць вар'іравацца ад простага выяўлення навакольных аб'ектаў і гукавога папярэджання кіроўцы да аўтаматычнай паркоўкі практычна без умяшання чалавека. Звычайна гэтыя сістэмы маюць 4-16 датчыкаў, умела ўсталяваных вакол цела, каб забяспечыць неабходнае пакрыццё выяўлення.

   Інжынеры, якія распрацоўваюць такія тыпы прыкладанняў, павінны шукаць інтэгральныя схемы. Які дыск ультрагукавы датчык адлегласці (перадатчыкі) пры прыёме, кандыцыянаванні і апрацоўцы ультрагукавога рэха, які вызначае адлегласць паміж аб'ектамі і транспартнымі сродкамі. Напрыклад, ён можа надзейна выяўляць слупы Міжнароднай арганізацыі па стандартызацыі (ISO) на адлегласці да 5 метраў (трубы з полівінілхларыду (ПВХ), якія выкарыстоўваюцца для ультрагукавой дапамогі пры паркоўцы ў якасці стандарту прадукцыйнасці). Прылада таксама прайшла строгія выпрабаванні на электрастатычны разрад (ESD) і моцны ток (BCI), якія з'яўляюцца звычайнымі выпрабаваннямі падчас распрацоўкі ультрагукавых сістэм дапамогі пры паркоўцы.

У сувязі з павелічэннем колькасці ультрагукавых датчыкаў на транспартны сродак для арыгінальнага абсталявання кошт ультрагукавой дапамогі пры паркоўцы будзе расці ў бліжэйшыя некалькі гадоў. Яны могуць забяспечыць канкурэнтаздольную структуру выдаткаў для буйных пастаўшчыкоў.

Агульныя патрабаванні да ультрагукавых модуляў дапамогі пры паркоўцы ўключаюць:

Ÿ Магчымасць выяўлення аб'ектаў ад 30 см да 5 метраў.

Ÿ Інтэрфейс каманднага часу (TCI) або лакальная сетка ўзаемасувязі (LIN), падлучаная ад модуля да лакальнага электроннага блока кіравання або непасрэдна да модуля кіравання кузавам (BCM) (канфігурацыя шыны).

Каб задаволіць патрэбы аўтаномных транспартных сродкаў, стандарты выяўлення аб'ектаў на блізкіх і далёкіх адлегласцях стануць больш жорсткімі. Пачынаючы з 2025 г. Ультрагукавыя модулі-датчыкі павінны будуць мець магчымасць выяўляць аб'екты на адлегласці ад 10 см да 7 метраў. Паляпшэнні пастаўшчыкоў паўправаднікоў у галіне адчувальнасці аналагавага інтэрфейсу (AFE) і метадаў прывада маюць вырашальнае значэнне для задавальнення гэтых патрабаванняў да адлегласці выяўлення.

TCI і LIN з'яўляюцца двума найбольш распаўсюджанымі інтэрфейсамі сувязі ў ультрагукавых сістэмах дапамогі пры паркоўцы сёння. Аднак з паляпшэннем магчымасцей візуальнай апрацоўкі ўдасканаленай аўтамабільнай сістэмы дапамогі вадзіцелю (ADAS) чакаецца, што для перадачы вялікай колькасці ультрагукавых рэха-дадзеных будуць прымяняцца пратаколы з большай хуткасцю, такія як інтэрфейс перыферыйных датчыкаў (PSI) 5, інтэрфейс размеркаванай сістэмы (DSI) 3 або сетка кантролера (CAN).

Нагой адкрыць багажнік

Багажнік, які адкрываецца нагой, яшчэ называюць разумнай сістэмай адчынення багажніка. Гэтая функцыя дазваляе аўтаўладальніку размясціць ногі пад заднім бамперам, не выкарыстоўваючы рукі, і дастаткова толькі штурхнуць нагой, каб адкрыць багажнік аўтамабіля.

У традыцыйнай сістэме адчынення багажніка нагамі выкарыстоўваецца ёмістная сэнсарная паласа, размешчаная ў ніжняй частцы бампера. Але многія аўтамабільныя пастаўшчыкі вывучаюць выкарыстанне тэхналогіі ультрагукавога зандзіравання ў гэтым дадатку, і некаторыя сістэмы былі серыйна выраблены. У параўнанні з ёмістным зандзіраваннем перавага ультрагукавога датчыка адлегласці заключаецца ў яго надзейнасці і ўстойлівасці да ўздзеяння фактараў навакольнага асяроддзя, такіх як бруд і вада. Ёмістны датчык вельмі адчувальны да фактараў навакольнага асяроддзя. Калі корпус забруджаны, гэтая функцыя можа не працаваць належным чынам. .

 

Агульныя патрабаванні да ультрагукавых рашэнняў для сістэм адчынення нагой ўключаюць:

 

Ÿ Магчымасць выяўлення аб'ектаў ад 15 см да 1 метра

Ÿ Нізкі ток спакою

Ÿ Нармальна працуе ад аўтамабільнага акумулятара 12 В

Давайце ўвядзем гэтыя патрабаванні адно за адным.

 

Выяўленне аб'ектаў ад 15 см да 1 метра

Адной з праблем выкарыстання ультрагукавой тэхналогіі для адчынення багажніка з'яўляецца далёкасць выяўлення на малых адлегласцях. Здольнасць ультрагукавога датчыка дакладна выяўляць аб'екты блізкага поля залежыць ад якасці датчыка і спецыфікацый датчыка, метаду кіравання і канструкцыі, а таксама прадукцыйнасці прыёмнага тракта (AFE і лічбавая апрацоўка).

 

Высакаякасныя датчыкі, такія як MA58MF14-7N ад Murata, маюць больш стабільнае і надзейнае згасанне або «звон» падчас узбуджэння датчыка. Выбіраючы высакаякасныя датчыкі, працягласць згасання можа быць зменшана, і стабільнасць згасання можа быць прадказана больш дакладна.

 

Метад і канструкцыя драйвера ультрагукавога датчыка істотна паўплываюць на перыяд і крывую згасання ультрагуку. У праграмах з адкрытым ствалом, якія патрабуюць прадукцыйнасці блізкага поля, рэкамендуецца выкарыстоўваць тапалогію трансфарматарнага прывада. гэта прыклад прынцыповай схемы трансфарматарнага прывада.

 

Калі трансфарматар выкарыстоўваецца для павелічэння напружання крыніцы харчавання для актывацыі датчыка, крывая згасання становіцца больш стабільнай і вымернай, што робіць лепшай эфектыўнасць выяўлення блізкіх аб'ектаў.

 

Нарэшце, прадукцыйнасць AFE і лічбавай апрацоўкі таксама паўплывае на выяўленне аб'ектаў на блізкіх і вялікіх адлегласцях. Напрыклад, ён мае малашумны ўзмацняльнік, абсталяваны праграмуемым каскадам узмацнення, які змяняецца ў часе, і ўбудаваны 12-бітны аналога-лічбавы пераўтваральнік рэгістра паслядоўнага набліжэння. Узмацняльнік з нізкім узроўнем шуму можа паменшыць шум прыманага сігналу, а характарыстыка ўзмацнення, якая змяняецца ў часе праграмуемага ўзмацняльніка, можа рэалізаваць прымяненне меншага ўзмацнення для аб'ектаў блізкага поля і большага ўзмацнення для выяўлення аб'ектаў у далёкім полі. Вы можаце захаваць настройку крывой узмацнення ў рэгістры ў электрычна сціраемай праграмуемай пастаяннай памяці (EEPROM).

Нізкі ток спакою

 

Так як Датчык ультрагукавога модуля пераўтваральніка  павінен працаваць, калі аўтамабіль выключаны, калі ўключаны штуршок, ток спакою сістэмы вельмі важны, што з'яўляецца прадукцыйнасцю, што OEM-вытворцаў вельмі занепакоеныя. Яны маюць спячы рэжым з спажываннем току ад 9 да 1500 мкА, які можа выкарыстоўвацца перыядычна, каб ток спажывання ўсёй сістэмы дасягнуў неабходнага ўзроўню.

 

Нармальна працуе ад аўтамабільнага акумулятара 12 В

Прылада PGA460-Q1 выкарыстоўваецца для працы з дыяпазонам уваходнага напружання ад 6В да 28В. Пры адкрыцці багажніка прылада падключаецца непасрэдна да акумулятара аўтамабіля. Адпаведныя меры абароны знешніх кампанентаў, такія як дыёды падаўлення пераходнага напружання (TVS), дапамагаюць абараніць прыладу ад пераходных працэсаў батарэі і адваротнага току батарэі.

 

Сігналізацыя выяўлення ўварвання

У Еўропе сігналізацыя выяўлення ўварвання з'яўляецца дадатковай прыладай для спажыўцоў пры куплі аўтамабіля або ўсталёўваецца пасля пакупкі аўтамабіля. Калі аўтамабіль заглух і прыпаркаваны, гэтыя сігналізацыі будуць выкарыстоўваць ультрагукавыя датчыкі для выяўлення любога руху ў аўтамабілі. Гэтая сігналізацыя выкарыстоўваецца ў якасці рэзервовай сістэмы для асноўнай сістэмы сігналізацыі. Калі ў машыне рухаюцца дзеці або хатнія жывёлы, спрацоўвае сігналізацыя. У адпаведнасці з дадатковымі гарантыямі абароны ад крадзяжоў і бяспекі спажыўцы часта атрымліваюць страхавыя скідкі, таму што іх транспартныя сродкі маюць гэтую функцыю.

Большасць сістэм выкарыстоўваюць адзін ці два ультрагукавых перадатчыка і адзін ці два прыёмніка. Ультрагукавыя датчыкі, такія як PGA460-Q1, могуць кіраваць і прымаць перадатчык і прымач, таму можа спатрэбіцца адна ці дзве прылады PGA460-Q1.