Prosty ultradźwiękowy moduł pomiaru odległości HC-SR04 i szczegółowy rysunek produkcyjny

Ze względu na dużą kierunkowość fal ultradźwiękowych, powolne zużycie energii i duże odległości w ośrodku, do pomiaru odległości często wykorzystuje się fale ultradźwiękowe. Na przykład dalmierze i przyrządy do pomiaru poziomu mogą być realizowane za pomocą fal ultradźwiękowych. Detekcja ultradźwiękowa jest często szybka, wygodna, prosta do obliczeń, łatwa do uzyskania kontroli w czasie rzeczywistym i może spełniać praktyczne wymagania przemysłowe pod względem dokładności pomiaru, dlatego jest również szeroko stosowana przy opracowywaniu robotów mobilnych. W artykule przedstawiono głównie ultradźwiękowy modułowy czujnik pomiaru odległości HC-SR04 oraz szczegółowe objaśnienia jego rysunków produkcyjnych. Po pierwsze, wprowadza zasadę i charakterystykę pomiaru odległości ultradźwiękowej. Po drugie, objaśnia ultradźwiękowy moduł pomiaru odległości HC-SR04. Na koniec wprowadza ultradźwiękowy moduł pomiaru odległości HC-SR04. 

zasada i charakterystyka ultradźwiękowego pomiaru odległości

Zasada działania ultradźwiękowego czujnika odległości polega na emitowaniu fal ultradźwiękowych z nadajnika ultradźwiękowego. Opiera się na różnicy czasu, w którym odbiornik odbiera fale ultradźwiękowe, jest podobny do zasady pomiaru odległości radarem. Nadajnik ultradźwiękowy emituje fale ultradźwiękowe w określonym kierunku i rozpoczyna odmierzanie czasu w tym samym czasie, co czas transmisji. Fale ultradźwiękowe rozchodzą się w powietrzu i natychmiast powracają, gdy na swojej drodze napotkają przeszkodę. Odbiornik ultradźwiękowy zatrzymuje odmierzanie czasu natychmiast po odebraniu fal odbitych.

(Prędkość propagacji fal ultradźwiękowych w powietrzu wynosi 340m/s. Na podstawie czasu t zarejestrowanego przez licznik można obliczyć odległość pomiędzy punktem startu a przeszkodą(ami), czyli: s=340t/2)

Cechy

1. ma wyższą częstotliwość, większą dokładność, ale im bliższą odległość detekcji (zwiększa się tłumienie powietrza);

2, im wyższa moc wyjściowa, tym wyższa czułość, tym dłuższa odległość wykrywania;

3. Zwykle kąt wykrywania jest mały, a zasięg jest nieco większy;

Wprowadzenie ultradźwiękowego modułu pomiaru odległości HC-SR04

1, funkcje modułu

Ultradźwiękowy moduł pomiaru odległości HC-SR04 ma dokładną odległość pomiaru, która może być porównywalna z ultradźwiękową w zakresie od SRF05, SRF02 itp., Odległość pomiaru wynosi 2 cm ~ 450 cm.

2, zasada działania

1) Użyj IO, aby wyzwolić zmianę zakresu i dać sygnał o wysokim poziomie co najmniej 10us.

2) Moduł automatycznie wysyła fale prostokątne 40 kHz i automatycznie wykrywa, czy występuje powrót sygnału.

3) Następuje powrót sygnału, przez IO wyprowadzany jest wysoki poziom, czas trwania wysokiego poziomu to czas od fali ultradźwiękowej do powrotu

3. Parametry elektryczne

4. Wykres czasu ultradźwiękowego

Powyższy diagram czasowy pokazuje, że wystarczy dostarczyć sygnał wyzwalający impuls powyżej 10uS, a ultradźwiękowe czujniki odległości Arduino wyślą poziomy cyklu 40 kHz i wykryją echa. Po wykryciu sygnału echa, sygnał echa jest wyprowadzany. Szerokość impulsu sygnału echa jest proporcjonalna do odległości pomiaru. Dlatego odległość można obliczyć na podstawie odstępu czasu między transmitowanym sygnałem a odebranym sygnałem echa. Wzór: US/58=cm lub US/148=cal; lub: odległość=czas wysokiego poziomu*prędkość dźwięku (340M/S)/2; zalecany okres pomiaru wynosi 60 ms lub więcej, aby zapobiec wpływowi przesyłanego sygnału na sygnał echa.

  Notatka:

1. Moduł ten nie powinien być podłączony do prądu. Jeśli chcesz podłączyć się do prądu, najpierw podłącz zacisk GND modułu, w przeciwnym razie będzie to miało wpływ na normalną pracę modułu.

2. Podczas pomiaru odległości powierzchnia mierzonego obiektu jest nie mniejsza niż 05 metrów kwadratowych, a płaszczyzna powinna być możliwie płaska, w przeciwnym razie będzie to miało wpływ na wynik pomiaru.

5, schemat obwodu wewnętrznego ultradźwiękowego czujnika poziomu cieczy