سنسور ساده ماژول محدوده اولتراسونیک HC-SR04 و نقشه تولید به تفصیل

به دلیل جهت دهی قوی امواج اولتراسونیک، مصرف آهسته انرژی و فواصل طولانی در محیط، امواج اولتراسونیک اغلب برای اندازه گیری فاصله استفاده می شود. به عنوان مثال، مسافت یاب ها و ابزارهای اندازه گیری سطح را می توان با امواج اولتراسونیک متوجه شد. تشخیص اولتراسونیک اغلب سریع، راحت، ساده برای محاسبه، آسان برای دستیابی به کنترل زمان واقعی است، و می تواند الزامات عملی صنعتی را از نظر دقت اندازه گیری برآورده کند، بنابراین به طور گسترده ای در توسعه ربات های متحرک استفاده شده است. این مقاله عمدتاً سنسور اندازه‌گیری فاصله ماژول اولتراسونیک HC-SR04 و توضیحات دقیق نقشه‌های تولید آن را معرفی می‌کند. ابتدا، اصل و ویژگی های محدوده اولتراسونیک را معرفی می کند. در مرحله دوم، ماژول محدوده فراصوت HC-SR04 را توضیح می دهد. در نهایت، سنسور ماژول محدوده اولتراسونیک HC-SR04 را معرفی می کند. 

اصل و ویژگی های اندازه گیری فاصله اولتراسونیک

اصل سنسور محدوده اولتراسونیک این است که امواج اولتراسونیک را از فرستنده اولتراسونیک ساطع کند. این بر اساس تفاوت زمانی است که گیرنده امواج اولتراسونیک را دریافت می کند، شبیه به اصل برد رادار است. فرستنده اولتراسونیک امواج مافوق صوت را در جهت خاصی ساطع می کند و همزمان با زمان ارسال شروع به زمان بندی می کند. امواج مافوق صوت در هوا منتشر می شوند و با برخورد با موانع در راه بلافاصله برمی گردند. گیرنده اولتراسونیک بلافاصله پس از دریافت امواج منعکس شده زمان بندی را متوقف می کند.

(سرعت انتشار امواج مافوق صوت در هوا 340 متر بر ثانیه است. با توجه به زمان t ثبت شده توسط تایمر می توان فاصله نقطه پرتاب و مانع (ها) را محاسبه کرد یعنی: s=340t/2)

ویژگی ها

1. فرکانس بالاتر است، دقت بالاتری دارد، اما فاصله تشخیص نزدیکتر (تضعیف هوا افزایش می یابد).

2، هرچه قدرت خروجی بالاتر باشد، حساسیت بالاتر، فاصله تشخیص طولانی تر است.

3. معمولاً زاویه تشخیص کوچک است و محدوده دامنه کمی دورتر است.

معرفی ماژول محدوده اولتراسونیک HC-SR04

1، ویژگی های ماژول

سنسور ماژول محدوده مافوق صوت HC-SR04 دارای فاصله برد دقیق است که می تواند با محدوده اولتراسونیک از SRF05، SRF02 و غیره قابل مقایسه باشد، با اندازه گیری فاصله 2 سانتی متر تا 450 سانتی متر.

2، اصل کار

1) از IO برای راه اندازی محدوده و دادن سیگنال سطح بالا حداقل 10 us استفاده کنید.

2) ماژول به طور خودکار امواج مربعی 40 کیلوهرتز را ارسال می کند و به طور خودکار تشخیص می دهد که آیا سیگنال بازگشتی وجود دارد یا خیر.

3) بازگشت سیگنال وجود دارد، سطح بالایی از طریق IO خروجی می شود، مدت زمان سطح بالا زمان از موج اولتراسونیک تا بازگشت است.

3. پارامترهای الکتریکی

4. نمودار زمان بندی اولتراسونیک

نمودار زمان‌بندی بالا نشان می‌دهد که شما فقط باید یک سیگنال ماشه پالس بالاتر از 10uS ارائه دهید و سنسورهای فاصله آلتراسونیک آردوینو سطوح چرخه 40 کیلوهرتز را ارسال می‌کنند و اکو را تشخیص می‌دهند. هنگامی که سیگنال اکو شناسایی شد، سیگنال اکو خروجی می شود. عرض پالس سیگنال اکو با فاصله اندازه گیری متناسب است. بنابراین، فاصله را می توان از فاصله زمانی بین سیگنال ارسالی و سیگنال اکو دریافتی محاسبه کرد. فرمول: us/58=cm یا uS/148=اینچ. یا: فاصله=زمان سطح بالا*سرعت صدا (340M/S)/2; دوره اندازه گیری توصیه شده 60 میلی ثانیه یا بیشتر است تا از تأثیر سیگنال ارسالی بر سیگنال اکو جلوگیری شود.

  توجه:

1. این ماژول نباید به برق متصل شود. اگر می خواهید با برق وصل شوید، لطفاً ابتدا ترمینال GND ماژول را وصل کنید، در غیر این صورت بر عملکرد عادی ماژول تأثیر می گذارد.

2. هنگام اندازه گیری فاصله، مساحت جسم اندازه گیری شده کمتر از 05 متر مربع نباشد و هواپیما باید تا حد امکان صاف باشد، در غیر این صورت بر نتیجه اندازه گیری تأثیر می گذارد.

5، نمودار مدار داخلی سنسور سطح مایع اولتراسونیک