Feidhm an Chórais Raon Ultrasonach i Róbait Soghluaiste

Úsáidtear braiteoirí ultrasonaic go forleathan i gcórais seachanta constaicí robot. Bunaithe ar an bprionsabal raon ultrasonaic, déantar córas raoin comhthreomhar a dhearadh. Tugtar isteach comhdhéanamh crua-earraí agus modh réadú bogearraí an chórais. Ag díriú ar an bhfeiniméan go bhfuil raon comhthreomhar il-braiteoir éasca le trasnaíocht a tháirgeadh, déantar anailís ar chúis an chur isteach agus moltar réiteach éifeachtach. Úsáidtear an córas sa turgnamh seachanta constaicí robot soghluaiste, agus tugtar torthaí calabraithe turgnamhacha raon tomhais an chórais.

braiteoir ultrasonaic le haghaidh tomhais achair go forleathan in iarratais a éilíonn tomhas achar cosúil le robots soghluaiste chun constaicí agus radair aisiompaithe a sheachaint mar gheall ar a buntáistí a bhaineann le próiseáil faisnéise simplí, luas tapa agus praghas íseal. Úsáidtear Mar gheall ar shaintréithe radaíochta ultrafhuaime, úsáideann an córas il-braiteoir atá ann faoi láthair tarchur spideog bhabhta chun giniúint trasnaíochta a laghdú. Tá láthair dall mór ag an modh seo maidir le fad, agus ní féidir feidhmíocht fíor-ama a ráthú. Tá na sonraí tomhais trioblóideacha freisin le haghaidh próiseála ina dhiaidh sin cosúil le suíomh bacainní agus idirdhealaithe crutha. Dearann ​​siad córas raon ultrasonaic le braiteoirí iolracha ag obair go comhthreomhar. Úsáidtear an córas le haghaidh turgnaimh um sheachaint constaicí ar robots soghluaiste cliste, agus faightear torthaí maithe.

1 Dearadh Córas Raon Ultrasonach

Tá go leor modhanna ann chun achar ultrasonaic a thomhas. Glacann an t-alt seo an modh ama eitilte, is é sin, ríomhtar an t-achar trí am t an tonn ultrasonaic a thomhas ón braiteoir tarchurtha tríd an meán iomadaithe go dtí an braiteoir glactha. Is féidir a phrionsabal a chur in iúl leis an bhfoirmle mar L=vt/2, (is é L an fad atá le tomhas; is é v luas iomadaithe na dtonnta ultrasonaic san aer, agus is é t an t-am idirthurais). Baineann luas iomadú ultrafhuaime san aer le teocht an chomhshaoil, agus is féidir cruinneas tomhais achair a fheabhsú trí chúiteamh teochta.

1.1 Dearadh ciorcad crua-earraí

Áiríonn sé go príomha ríomhaire uachtarach, próiseálaí, ciorcad oscillator ultrasonaic, ciorcad tiomána, aimpliú comhartha, ciorcad múnlaithe agus comparáide.

Glacann an próiseálaí an STC aon-sliseanna STC12C5410, atá ag luí leis an 51 sraith. Rialaíonn gach microcomputer aon-sliseanna dhá braiteoir ultrasonaic trí ilphléacsóir, atá suite ar thaobh tosaigh agus ar chúl an róbait. Is é an príomhthasc atá ag an microcomputer aon-sliseanna ná an t-am idirthurais agus an teocht chomhthimpeallach a thomhas, agus fad na constaicí a ríomh. Déanann an microcomputer aon-sliseanna cumarsáid leis an ríomhaire óstach trí RS232. Déanann an ríomhaire uachtarach anailís ar na sonraí a fuarthas chun constaicí a aimsiú agus gluaiseacht an róbait a rialú.

Tá an ciorcad tarchuradóra ultrasonaic comhdhéanta de dhá chuid: ciorcad ascalaithe agus ciorcad tiomána. Is ciorcad simplí é an ciorcad ascalach comhdhéanta de gheata NAND, friotóir agus toilleoir, a fhéadfaidh comhartha tonn cearnach 40kHz a ghiniúint chun an braiteoir ultrasonaic a thiomáint chun tonnta ultrasonaic a astú; gineann an ciorcad tiomána cuisle leictreach ultrasonaic le cumhacht áirithe chun an braiteoir ultrasonaic a spreagadh, atá comhdhéanta de 6 geataí NOT i gcomhdhéanamh comhthreomhar, ag baint úsáide as cumas tiomána an sliseanna féin. Tar éis a bheith tiomáinte, is é an comhartha deiridh a chuirtear leis an braiteoir ultrasonaic ná tonn cearnach le aimplitiúid 5V.

1.2 Dearadh clár bogearraí

Sa chóras, caithfidh an microcomputer aon-sliseanna 2 lasc ama a rialú, úsáidtear ceann amháin chun an t-am idirthurais a thomhas, agus úsáidtear an ceann eile chun ráta baud na cumarsáide idir an sliseanna aonair agus an ríomhaire a shocrú chun cruinneas na cumarsáide a chinntiú; rialú a dhéanamh ar chalafort idirbhriste seachtrach chun monatóireacht a dhéanamh ar an braiteoir glactha ultrasonaic i bhfíor-am Cibé an bhfaighidh tú an comhartha ultrasonaic frithchaite; úsáid I/O chun an braiteoir tarchuradóra ultrasonaic a rialú chun ultrasonaic a astú ag minicíocht áirithe; prótacal bus aonair a úsáid chun I/O a rialú chun an luach teochta a bailíodh a léamh . Caithfidh an microcomputer aon-sliseanna freisin orduithe an ríomhaire uachtair a fháil agus a phróiseáil, agus na sonraí a sheoladh ar ais chuig an ríomhaire uachtarach i bhfíor-am de réir riachtanais an ríomhaire uachtarach. 

Tá an Tá ciorcad braiteoir trasducer ultrasonaic roinnte ina thrí chuid: aimpliú comhartha, múnlú agus comparáid. Tá an comhartha a fhaigheann an braiteoir glactha ultrasonaic an-lag, sa leibhéal millivolt, is gá an comhartha a aimpliú sular féidir leis an microcomputer aon-sliseanna é a bhrath. Sa pháipéar seo, úsáidtear ciorcaid aimpliúcháin dhá chéim chun aimpliú 1000 uair san iomlán. Tá na ciorcaid aimpliúcháin dhá chéim ceangailte trí chúpláil toilleas friotaíochta. Sreabhann an t-aschur comhartha ón aimplitheoir isteach sa chomparadóir tar éis dó dul tríd an gciorcad múnlaithe dúbailte voltais. Is féidir le coigeartú voltas tagartha an chomparáideora raon tomhais agus cruinneas tomhais an chórais raon a athrú. Tá an t-aschur comhartha ag an gcomparadóir ceangailte le INT0 an mhicriríomhaire aon-sliseanna, rud a chuireann tús leis an idirbhriseadh aon-sliseanna.

Úsáidtear cumarsáid il-ríomhaire chun sonraí a tharchur idir an ríomhaire aon-sliseanna agus an ríomhaire óstach. Níl giotán rialaithe il-ríomhaire ag an ríomhaire, agus 

ní mór do mhodúl braiteoir achair ultrasonaic bogearraí a úsáid chun giotán TB8/RB8 an mhicririaltóra a insamhail. Is iad seo a leanas céimeanna socraithe an phrótacail chumarsáide:

1) Socraigh an MCU a bheith sa stát monatóireachta seoltaí;

2) Seolann an ríomhaire sraith sonraí seoltaí le giotán paireacht de 1;

3) Déanann an microcomputer aon-sliseanna breithiúnas an bhfuil an seoladh faighte mar an gcéanna leis an seoladh áitiúil. Más mar a chéile é, cuirfear an seoladh chuig an óstach chun comhaontú croith láimhe a bhunú leis an ósta;

4) Tar éis don óstach an seoladh a fháil, cuireann sé sonraí le giotán paireacht de 0 chun fógra a thabhairt don microcontroller chun an t-achar faisnéise a sheoladh;

5) Seolann an microcomputer aon-sliseanna na sonraí fad. Tar éis a sheoladh, filleadh ar chéim chun leanúint ar aghaidh chun monatóireacht a dhéanamh ar an seoladh.

Is é an tasc ná sraith orduithe fiosrúcháin a sheoladh chuig an gcalafort sraitheach gach 50ms de réir an phrótacail chumarsáide atá leagtha síos chun an t-achar faisnéise arna thomhas ag an microcomputer aon-sliseanna a léamh; an chonstaic a aimsiú trí anailís a dhéanamh ar an bhfaisnéis faoi fhad léite, agus tréithe crutha an chonstaic a mheas go garbh; déan na bearta riachtanacha chun bacainní a sheachaint, oibriú an róbait a rialú agus an raon reatha a thaispeáint. Tá comhéadan úsáideora maith ag na bogearraí, rud a chuidíonn le dífhabhtú cláir.