Yksinkertainen ultraäänimittausmoduulianturi HC-SR04 ja yksityiskohtaiset tuotantopiirustukset

Ultraääniaaltojen voimakkaan suuntaavuuden, hitaan energiankulutuksen ja väliaineen pitkien etäisyyksien vuoksi ultraääniaaltoja käytetään usein etäisyysmittaukseen. Esimerkiksi etäisyysmittarit ja tasonmittauslaitteet voidaan toteuttaa ultraääniaaltojen avulla. Ultraäänitunnistus on usein nopea, kätevä, helppo laskea, helppo saavuttaa reaaliaikainen ohjaus ja se voi täyttää teollisuuden käytännön vaatimukset mittaustarkkuuden suhteen, joten sitä on käytetty laajalti myös mobiilirobottien kehityksessä. Tämä artikkeli esittelee pääasiassa ultraäänimoduulin etäisyydenmittausanturin HC-SR04 ja yksityiskohtaiset selitykset sen tuotantopiirustuksista. Ensinnäkin se esittelee ultraäänietäisyyden periaatteen ja ominaisuudet. Toiseksi se selittää HC-SR04-ultraäänietäisyysmoduulin. Lopuksi se esittelee HC-SR04 ultraäänietäisyysmoduulianturin. 

Ultraäänietäisyysmittauksen periaate ja ominaisuudet

Ultraäänimittausanturin periaate on lähettää ultraääniaaltoja ultraäänilähettimestä. Se perustuu aikaeroon, jolloin vastaanotin vastaanottaa ultraääniaallot, se on samanlainen kuin tutkan etäisyyden periaate. Ultraäänilähetin lähettää ultraääniaaltoja tiettyyn suuntaan ja aloittaa ajoituksen samaan aikaan kuin lähetysaika. Ultraääniaallot leviävät ilmassa ja palaavat välittömästi, kun kohtaavat esteitä matkalla. Ultraäänivastaanotin lopettaa ajoituksen heti heijastuneiden aaltojen vastaanottamisen jälkeen.

(Ultraääniaaltojen etenemisnopeus ilmassa on 340m/s. Ajastimen tallentaman ajan t mukaan voidaan laskea laukaisukohdan ja esteen (esteiden) välinen etäisyys, nimittäin: s=340t/2)

Ominaisuudet

1. se on korkeampi taajuus, sillä on suurempi tarkkuus, mutta lähempänä havaitsemisetäisyyttä (ilman vaimennus kasvaa);

2, mitä suurempi lähtöteho, sitä suurempi herkkyys, sitä pidempi tunnistusetäisyys;

3. Yleensä tunnistuskulma on pieni ja etäisyysalue on hieman kauempana;

HC-SR04 ultraäänietäisyysmoduulin esittely

1, moduulin ominaisuudet

HC-SR04 ultraäänietäisyysmoduulianturilla on tarkka etäisyys, joka voi olla verrattavissa ultraäänialueeseen SRF05, SRF02 jne., mittausetäisyys 2cm ~ 450cm.

2, toimintaperiaate

1) Käytä IO:ta etäisyyden laukaisemiseen ja anna korkean tason signaali vähintään 10us.

2) Moduuli lähettää automaattisesti 40 kHz:n neliöaaltoja ja havaitsee automaattisesti onko signaalin paluu.

3) On signaalin paluu, korkea taso lähetetään IO:n kautta, korkean tason kesto on aika ultraääniaallosta paluuseen

3. Sähköiset parametrit

4. Ultraääniajastuskaavio

Yllä oleva ajoituskaavio osoittaa, että sinun tarvitsee antaa vain pulssilaukaisusignaali, joka on yli 10 uS, ja arduinon ultraäänietäisyysanturit lähettävät 40 kHz:n jaksotasoja ja havaitsevat kaiut. Kun kaikusignaali on havaittu, kaikusignaali lähetetään. Kaikusignaalin pulssin leveys on verrannollinen mittausetäisyyteen. Siksi etäisyys voidaan laskea lähetetyn signaalin ja vastaanotetun kaikusignaalin välisestä aikavälistä. Kaava: uS/58=cm tai uS/148=tuumaa; tai: etäisyys = korkean tason aika*äänen nopeus (340M/S)/2; suositeltu mittausjakso on 60 ms tai enemmän, jotta estetään lähetetyn signaalin vaikutus kaikusignaaliin.

  Huomautus:

1. Tätä moduulia ei saa liittää sähköön. Jos haluat liittää sähköverkkoon, liitä ensin moduulin GND-liitin, muuten se vaikuttaa moduulin normaaliin toimintaan.

2. Etäisyyttä mitattaessa mitattavan kohteen pinta-ala on vähintään 05 neliömetriä ja tason tulee olla mahdollisimman tasainen, muuten se vaikuttaa mittaustulokseen.

5, ultraääni-nesteen pinta-anturin sisäinen piirikaavio