Jednoduchý ultrazvukový měřicí modul snímače HC-SR04 a podrobný výrobní výkres

Vzhledem k silné směrovosti ultrazvukových vln, pomalé spotřebě energie a velkým vzdálenostem v médiu se ultrazvukové vlny často používají pro měření vzdálenosti. Například dálkoměry a přístroje na měření hladiny mohou být realizovány pomocí ultrazvukových vln. Ultrazvuková detekce je často rychlá, pohodlná, snadno se počítá, snadno se dosahuje řízení v reálném čase a může splňovat průmyslové praktické požadavky z hlediska přesnosti měření, takže se také široce používá při vývoji mobilních robotů. Tento článek představuje především ultrazvukový modul měření vzdálenosti HC-SR04 a podrobné vysvětlení jeho výrobních výkresů. Nejprve představuje princip a vlastnosti ultrazvukového měření. Za druhé vysvětluje ultrazvukový rozsahový modul HC-SR04. Nakonec představuje snímač ultrazvukového měřícího modulu HC-SR04. 

princip a vlastnosti ultrazvukového měření vzdálenosti

Principem ultrazvukového snímače vzdálenosti je vyzařování ultrazvukových vln z ultrazvukového vysílače. Je založen na časovém rozdílu, kdy přijímač přijímá ultrazvukové vlny, je podobný principu radarového zaměření. Ultrazvukový vysílač vysílá ultrazvukové vlny v určitém směru a spouští časování současně s časem vysílání. Ultrazvukové vlny se šíří vzduchem a při střetu s překážkami na cestě se okamžitě vracejí. Ultrazvukový přijímač zastaví časování ihned po přijetí odražených vln.

(Rychlost šíření ultrazvukových vln vzduchem je 340m/s. Podle času t zaznamenaného časovačem lze vypočítat vzdálenost mezi místem startu a překážkou (s) a to: s=340t/2)

Vlastnosti

1. má vyšší frekvenci, má vyšší přesnost, ale bližší detekční vzdálenost (zvyšuje se útlum vzduchu);

2, čím vyšší je výstupní výkon, tím vyšší je citlivost, tím delší je detekční vzdálenost;

3. Obvykle je úhel detekce malý a rozsah rozsahu je o něco větší;

Představení ultrazvukového měřícího modulu HC-SR04

1, vlastnosti modulu

Ultrazvukový snímač rozsahu HC-SR04 má přesnou rozsahovou vzdálenost, která může být srovnatelná s ultrazvukem v rozsahu od SRF05, SRF02 atd., měřící vzdálenost 2 cm ~ 450 cm.

2, pracovní princip

1) Použijte IO ke spuštění rozsahu a dejte signál vysoké úrovně alespoň 10us.

2) Modul automaticky vysílá 40kHz obdélníkové vlny a automaticky detekuje, zda došlo k návratu signálu.

3) Dochází k návratu signálu, vysoká úroveň je na výstupu přes IO, doba trvání vysoké úrovně je doba od ultrazvukové vlny do návratu

3. Elektrické parametry

4. Ultrazvukový časový diagram

Výše uvedený časový diagram ukazuje, že potřebujete pouze poskytnout pulzní spouštěcí signál nad 10uS a ultrazvukové senzory vzdálenosti arduino budou vysílat úrovně cyklu 40 kHz a detekovat ozvěny. Jakmile je detekován echo signál, odešle se echo signál. Šířka pulzu signálu echa je úměrná vzdálenosti měření. Vzdálenost lze tedy vypočítat z časového intervalu mezi vysílaným signálem a přijímaným echo signálem. Vzorec: uS/58=cm nebo uS/148=palec; nebo: vzdálenost=doba vysoké úrovně*rychlost zvuku (340M/S)/2; doporučená doba měření je 60 ms nebo více, aby se zabránilo vlivu přenášeného signálu na echo signál.

  Poznámka:

1. Tento modul by neměl být připojen k elektrické síti. Pokud se chcete připojit k elektrické síti, připojte nejprve svorku GND modulu, jinak to ovlivní normální provoz modulu.

2. Při měření vzdálenosti není plocha měřeného objektu menší než 05 metrů čtverečních a rovina by měla být co nejrovnější, jinak to ovlivní výsledek měření.

5, schéma vnitřního zapojení ultrazvukového snímače hladiny kapaliny