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超音波センサーのワンチップマイコン

ビュー: 10     著者: サイト編集者 公開時間: 2019-03-26 起源: サイト

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超音波とは、20 kHz を超える周波数を持つ機械波を指します。検出手段として超音波を用いるためには、超音波の発生と超音波の受信が必要である。この機能を実行するデバイスは超音波センサーであり、通常は超音波トランスデューサーまたは超音波プローブと呼ばれます。 超音波距離測定トランスデューサに は送信機と受信機がありますが、超音波センサーは音波の送信と受信の二重の機能を持つこともできます。超音波センサーは、圧電効果の原理を利用して電気エネルギーと超音波を相互に変換します。つまり、超音波の送信が電気エネルギーの変換と超音波の送信になります。そして、エコーを受信すると、超音波振動が電気信号に変換されます。


の原理 超音波測距トランスデューサは 通常、飛行時間 (TOF) を使用します。まず、超音波が発射されてから障害物まで戻ってくる時間を測定し、超音波の速度を乗じて音源と障害物の間の距離を2倍にします。


これ 超音波距離センサー回路 は送信と受信を一体化したセンサーです。センサーの内部には、前面に金属フィルム、背面にアルミニウムのバックプレートを備えた円形のプラスチック素材のシートがあります。シートとバックプレートとでコンデンサを構成する。周波数49.4kHzの方形波電圧とAC300Vpk-pkの電圧をシートに印加すると、シートは同じ周波数で振動し、周波数49.4kHzの超音波を発生する。エコーを受信する場合、同調回路は 49.4 kHz に近い周波数の信号のみを受信できるようにし、他の周波数の信号はフィルター処理されます。超音波センサーが発信する超音波のビーム角は30度です。


超音波センサーは送信機としても受信機としても使用できます。センサーは、一定期間にわたって一連の超音波ビームを放射します。受信は送信が完了してから開始できます。ビームを送信する時間は D で、ビームは D 時間で物体から反射されます。信号を捕捉できません。さらに、超音波センサーには一定の慣性があり、送信終了後も一定の残留振動が残ります。この残留振動は、トランスデューサを介して電圧信号も生成し、システムがリターン信号を捕捉するのを妨げます。したがって、残留振動がなくなるまではエコー受信を開始することができない。 2 つの理由により、超音波センサーは特定の測定範囲を測定します。最近ではこの超音波で37cmも測れるようになりました。


TL851 は、経済的なデジタル 12 ステップ測距制御 IC です。内部には420KHzのセラミック水晶発振器が搭載されています。超音波距離測定センサーが動作を開始すると、セラミック水晶発振器は最初の 16 サイクルの送信で 8.5 で分周されて 49.4KHz の超音波信号を形成し、その後、トランジスタ Q1 と変圧器 T1 を介して超音波センサーに送信されます。 。送信後、セラミック水晶発振器はマイクロコントローラーのタイミングのために 4.5 で分周されます。 TL852 は、超音波を受信するために特別に設計されたチップです。超音波信号は比較的弱いため、MCU で受信するには増幅する必要があります。 TL852 は主に増幅回路を提供します。 TL852 は 4 つのパルス信号を受信すると、超音波を受信したことを示すために REC を介して TL851 にハイレベルを送信します。

このシステムは、マイクロコントローラーを使用して、ポラロイド 600 シリーズセンサーとポラロイド 6500 シリーズ超音波距離モジュールの制御を実現します。 MCU は P1.0 端子を介してインバータへの超音波の送信を制御し、その後 INT0 端子を継続的に検出します。 INT0 端子が High レベルから Low レベルに変化すると、超音波が戻ってくると考えられます。カウンターでカウントしたデータは超音波の経過時間であり、センサーと障害物との距離を換算することでセンサーと障害物との距離を求めることができます。超音波距離測定トランスデューサのハードウェア概略図を示します。動作中、マイクロプロセッサはまず超音波センサーを起動して超音波を送信し、内部タイマー T0 を開始して計時を開始します。私たちが使用している超音波センサーは一体化して送信されているため、超音波センサーは16パルス送信した後に余震が発生します。超音波センサの送信信号を返信信号の識別から除外するためには、送信信号を開始してから2.38ms以降に返信信号を検出する必要がある。出力干渉を抑えることができます。超音波信号が障害物に当たると、信号はすぐに戻り、マイクロプロセッサは継続的に INT0 ピンをスキャンします。 INT0 が受信した信号がハイ レベルからロー レベルに変化した場合、信号が戻ったことを示し、マイクロプロセッサは割り込みに入ります。次に、タイマー内のデータを変換して、超音波センサーと障害物を取得します。


超音波距離測定トランスデューサの回路設計超音波の指向性が強く、エネルギー消費が遅く、媒体内の移動距離が遠いです。そのため、距離測定には超音波がよく使われます。例えば、距離計やレベル測定器は超音波により低周波400HzのHIDを実現できます。このモジュールは、ガス放電ランプの電源を設計するためのシンプルなソリューションです。モジュールサポート HID ランプ省エネ電子安定器はもう面倒ではありません。あなたのサポートにより、より多くの完成品が提供されます。


超音波は指向性が強いため、エネルギー消費が遅く、媒質中を伝わる距離が長くなります。そのため、超音波を利用して実現できる距離計やレベル測定器などの距離測定には超音波がよく利用されています。超音波検査の使用は、多くの場合、迅速で便利で、計算が簡単で、リアルタイム制御の実現が容易で、測定精度の点で産業および実用的な要件を満たすことができるため、移動ロボットの開発にも広く使用されています。障害物を自動的に回避するには、障害物からの距離情報(距離と方向)を時間内に取得する測距システムを装備する必要があります。説明した 3 方向 (前方、左方、右方) の超音波測距システムは、ロボットが前方、左方、右方の環境を理解するための距離情報を提供します。


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