Projekt sprzętu ultradźwiękowego przetwornika odległości

Projekt obwodu jednoukładowego:

Ponieważ mikrokontroler integruje watchdog, jednostkę porównawczą CCU, komparator analogowy, przetwornik A/D i inne komponenty, upraszcza konstrukcję obwodu i oszczędza koszty. MCU jest zasilany napięciem +3 V i zasilany przez układ regulatora HT7130. Wykorzystuje oscylator kwarcowy 2,4576 MHz z cyklem maszynowym około 0,8. Tryb resetowania MCU wybiera wewnętrzny tryb resetowania po włączeniu zasilania. Kiedy nastąpi reset wewnętrzny wybrany jest przetwornik odległości , pin Pl.5 jest używany tylko jako wejście i podłączony jest rezystor podciągający R9. Po zaprogramowaniu oprogramowania bit RPE w UCFG1.6 jest ustawiony na 0. Dostępny jest wewnętrzny reset po włączeniu zasilania.

Obwód nadawczy ultradźwiękowy:

The ultradźwiękowy czujnik odległości obwodu nadawczego składa się z ultradźwiękowego obwodu wzbudzenia i ultradźwiękowego przetwornika (sondy). Przetwornik ultradźwiękowy to urządzenie służące do przesyłania i odbierania fal ultradźwiękowych. Jest to najważniejszy element ultradźwiękowych przetworników odległości. Jego wskaźnik wydajności bezpośrednio wpływa na charakterystykę transmisji i odbioru fal ultradźwiękowych i odgrywa decydującą rolę w zakresie możliwości ultradźwiękowych. . Funkcją obwodu wzbudzenia jest wzbudzenie przetwornika ultradźwiękowego i do przetwornika przykładana jest pewna forma sygnału wzbudzenia napięcia, a płytka piezoelektryczna przetwornika przekształca energię elektryczną w sygnał ultradźwiękowy. Dlatego sygnał wzbudzenia wpływa również bezpośrednio na charakterystykę sygnału ultradźwiękowego.

Obwód odbiorczy ultradźwiękowy:

Funkcja Przetwornik do pomiaru odległości ma za zadanie przechwytywać sygnał echa ultradźwiękowego. Układ odbiorczy składa się z dwóch części: jedna to część kondycjonująca sygnał; druga to część akwizycji sygnału. Przetwornik czujnika ultradźwiękowego przekształca sygnał echa ultradźwiękowego na sygnał impulsu elektrycznego, ale pojedynczy chip nie może bezpośrednio zebrać sygnału, ponieważ fala ultradźwiękowa ma pewną stratę podczas propagacji i przeszkód odbijanych przez różne media, a amplituda sygnału echa podąża za przeszkodą. Odległość obiektu maleje i maleje. Dlatego zanim sygnał trafi do pojedynczego chipa, należy wzmocnić sygnał skuteczny, odfiltrować szum i zakłócenia, aby osiągnąć maksymalny stosunek sygnału do szumu, uzyskując w ten sposób dokładne informacje i ostatecznie wprowadzić pojedynczy chip po porównaniu i ukształtowaniu.

Obwód wzmacniacza odbierającego i filtrującego echo:

Podczas propagacji fali ultradźwiękowej sygnał echa będzie się zmniejszał wraz ze wzrostem odległości. W tym artykule zastosowano chip do wzmacniania sygnału. Jest to czterowejściowy, wysokowydajny, niskoszumny wzmacniacz operacyjny o bardzo wysokim współczynniku konwersji. , niskie napięcie wejściowe i prąd polaryzacji, niski współczynnik temperaturowy napięcia niezrównoważenia. Jest to obwód wzmacniacza odbierającego i filtrującego echo.