میکرو کامپیوتر تک تراشه سنسور اولتراسونیک

اولتراسوند به امواج مکانیکی با فرکانس بالاتر از 20 کیلوهرتز اطلاق می شود. برای استفاده از امواج مافوق صوت به عنوان ابزار تشخیص، تولید امواج اولتراسونیک و دریافت امواج اولتراسونیک ضروری است. دستگاهی که این عملکرد را انجام می دهد یک حسگر اولتراسونیک است که معمولاً به آن مبدل اولتراسونیک یا پروب اولتراسونیک می گویند. مبدل اندازه گیری فاصله اولتراسونیک دارای یک فرستنده و یک گیرنده است، اما سنسور اولتراسونیک می تواند عملکرد دوگانه انتقال و دریافت امواج صوتی را نیز داشته باشد. سنسورهای اولتراسونیک از اصل اثر پیزوالکتریک برای تبدیل انرژی الکتریکی و امواج مافوق صوت به یکدیگر استفاده می کنند، یعنی زمانی که انتقال امواج اولتراسونیک انرژی الکتریکی را تبدیل می کند و امواج اولتراسونیک را ارسال می کند. و هنگام دریافت اکو، ارتعاشات اولتراسونیک را به سیگنال برق تبدیل می کند.

این مدار سنسور فاصله اولتراسونیک سنسوری است که انتقال و دریافت را یکپارچه می کند. داخل سنسور یک ورق دایره ای از مواد پلاستیکی با یک لایه فلزی در جلو و یک صفحه آلومینیومی پشتی در پشت قرار دارد. ورق و صفحه پشتی یک خازن را تشکیل می دهند. هنگامی که یک ولتاژ موج مربعی با فرکانس 49.4 کیلوهرتز و ولتاژ 300 VAC pk-pk به ورق اعمال می شود، ورق با همان فرکانس ارتعاش می کند تا امواج اولتراسونیک با فرکانس 49.4 کیلوهرتز تولید کند. هنگام دریافت پژواک، یک مدار تنظیم اجازه می دهد تا سیگنال هایی با فرکانس های نزدیک به 49.4 کیلوهرتز دریافت شوند، در حالی که سیگنال های فرکانس های دیگر فیلتر می شوند. امواج اولتراسونیک ارسال شده توسط سنسور اولتراسونیک دارای زاویه تابش 30 درجه است.

سنسور اولتراسونیک می تواند هم به عنوان فرستنده و هم به عنوان گیرنده استفاده شود. این سنسور یک سری پرتوهای اولتراسونیک را برای یک دوره زمانی ساطع می کند. دریافت فقط پس از تکمیل انتقال می تواند شروع شود. زمان انتقال پرتو D است که در زمان D از جسم به عقب منعکس می شود. سیگنال را نمی توان گرفت. علاوه بر این، سنسور اولتراسونیک دارای اینرسی مشخص است و پس از پایان انتقال هنوز یک لرزش باقیمانده مشخص وجود دارد. این ارتعاش باقیمانده همچنین یک سیگنال ولتاژ از طریق مبدل ایجاد می کند که سیستم را برای گرفتن سیگنال برگشتی مختل می کند. بنابراین، قبل از ناپدید شدن لرزش باقیمانده، سیستم نمی تواند دریافت اکو را شروع کند. این دو دلیل باعث می شود که سنسور اولتراسونیک محدوده اندازه گیری خاصی را اندازه گیری کند. اندازه این سونوگرافی اخیراً 37 سانتی متر است.

این سیستم از میکروکنترلر برای تحقق کنترل سنسور Polaroid سری 600 و ماژول فاصله اولتراسونیک سری 6500 Polaroid استفاده می کند. MCU انتقال موج اولتراسونیک را از طریق اینورتر از طریق پین P1.0 کنترل می کند و سپس MCU به طور مداوم پین INT0 را تشخیص می دهد. هنگامی که سطح پین INT0 از سطح بالا به سطح پایین تغییر می کند، موج اولتراسونیک بازگشتی در نظر گرفته می شود. داده های شمارش شده توسط شمارنده زمان سپری شده توسط موج اولتراسونیک است و فاصله بین سنسور و مانع را می توان با تبدیل به دست آورد. نمودار شماتیک سخت افزار مبدل اندازه گیری فاصله اولتراسونیک نشان داده شده است. در حین کار، ریزپردازنده ابتدا سنسور اولتراسونیک را برای انتقال امواج اولتراسونیک فعال می کند و تایمر داخلی T0 را برای شروع زمان بندی شروع می کند. از آنجایی که سنسور اولتراسونیک مورد استفاده ما یکپارچه و منتقل می شود، سنسور اولتراسونیک پس از ارسال 16 پالس پس لرزه هایی دارد. برای حذف سیگنال انتقال سنسور اولتراسونیک از شناسایی سیگنال بازگشت، لازم است سیگنال برگشتی را پس از 2.38 میلی ثانیه پس از شروع سیگنال ارسال شناسایی کنید. به طوری که تداخل خروجی را بتوان سرکوب کرد. هنگامی که سیگنال اولتراسونیک به مانع برخورد می کند، سیگنال بلافاصله برمی گردد و ریزپردازنده به طور مداوم پین INT0 را اسکن می کند. اگر سیگنال دریافتی توسط INT0 از سطح بالا به سطح پایین تغییر کند، نشان دهنده بازگشت سیگنال و ورود ریزپردازنده به وقفه است. سپس داده های موجود در تایمر را می توان برای به دست آوردن سنسور اولتراسونیک و موانع تبدیل کرد.

طراحی مدار مبدل اندازه گیری فاصله اولتراسونیک جهت هدایت اولتراسونیک قوی است، مصرف انرژی کند است و مسافت طی شده در محیط بسیار دور است. بنابراین، امواج اولتراسونیک اغلب برای اندازه گیری فاصله استفاده می شود. به عنوان مثال، فاصله یاب و ابزار اندازه گیری سطح می توانند HID با فرکانس پایین 400 هرتز را توسط موج اولتراسونیک تشخیص دهند. ماژول یک راه حل ساده برای طراحی منبع تغذیه لامپ تخلیه گاز است. پشتیبانی از ماژول لامپ HID بالاست الکترونیکی کم مصرف دیگر دست و پا گیر نیست. با حمایت شما، محصولات نهایی بیشتری برای شما ارائه می شود.