Mikrokomputer jednoukładowy z czujnikiem ultradźwiękowym

Ultradźwięki to fale mechaniczne o częstotliwości wyższej niż 20 kHz. Aby wykorzystać fale ultradźwiękowe jako środek detekcyjny, konieczne jest generowanie fal ultradźwiękowych i odbieranie fal ultradźwiękowych. Urządzeniem pełniącym tę funkcję jest czujnik ultradźwiękowy, który potocznie nazywany jest przetwornikiem ultradźwiękowym lub sondą ultradźwiękową. Ultradźwiękowy przetwornik pomiaru odległości składa się z nadajnika i odbiornika, ale czujnik ultradźwiękowy może również pełnić podwójną funkcję przesyłania i odbierania fal dźwiękowych. Czujniki ultradźwiękowe wykorzystują zasadę efektu piezoelektrycznego do wzajemnego przekształcania energii elektrycznej i fal ultradźwiękowych, to znaczy podczas przesyłania fal ultradźwiękowych następuje konwersja energii elektrycznej i przesyłanie fal ultradźwiękowych; a gdy odbiera echa, przekształca wibracje ultradźwiękowe w sygnał elektryczny.

Ten Obwód ultradźwiękowego czujnika odległości to czujnik integrujący transmisję i odbiór. Wewnątrz czujnika znajduje się okrągły arkusz tworzywa sztucznego z metalową folią z przodu i aluminiową płytą tylną z tyłu. Blacha i tylna ścianka tworzą kondensator. Po przyłożeniu do blachy napięcia o fali prostokątnej o częstotliwości 49,4 kHz i napięcia 300 V AC pk-pk, blacha wibruje z tą samą częstotliwością, wytwarzając fale ultradźwiękowe o częstotliwości 49,4 kHz. Podczas odbierania echa obwód strojenia pozwala na odbiór tylko sygnałów o częstotliwościach bliskich 49,4 kHz, podczas gdy sygnały o innych częstotliwościach są filtrowane. Fale ultradźwiękowe przesyłane przez czujnik ultradźwiękowy mają kąt świecenia 30 stopni.

Czujnik ultradźwiękowy może pełnić funkcję zarówno nadajnika, jak i odbiornika. Czujnik emituje przez pewien czas serię wiązek ultradźwiękowych. Odbiór można rozpocząć dopiero po zakończeniu transmisji. Czas transmisji wiązki wynosi D, który jest odbijany od obiektu w czasie D. Nie można przechwycić sygnału; dodatkowo czujnik ultradźwiękowy ma pewną bezwładność, a po zakończeniu transmisji nadal występują pewne wibracje szczątkowe. Te drgania szczątkowe generują również sygnał napięciowy w przetworniku, który zakłóca system w celu przechwycenia sygnału zwrotnego. Dlatego też, zanim znikną resztkowe wibracje, system nie będzie mógł rozpocząć odbioru echa. Z obu powodów czujnik ultradźwiękowy mierzy określony zakres pomiarowy. To USG może ostatnio zmierzyć 37 cm.

System ten wykorzystuje mikrokontroler do realizacji sterowania czujnikiem serii Polaroid 600 i ultradźwiękowym modułem odległości Polaroid serii 6500. MCU steruje transmisją fali ultradźwiękowej przez falownik poprzez pin P1.0, a następnie MCU w sposób ciągły wykrywa pin INT0. Kiedy poziom na pinie INT0 zmieni się z wysokiego na niski, uważa się, że fala ultradźwiękowa powróciła. Dane zliczane przez licznik to czas, jaki upływa fala ultradźwiękowa, a odległość czujnika od przeszkody można uzyskać poprzez konwersję. Pokazano schemat ideowy sprzętu ultradźwiękowego przetwornika pomiaru odległości. Podczas pracy mikroprocesor najpierw aktywuje czujnik ultradźwiękowy w celu transmisji fal ultradźwiękowych i uruchamia wewnętrzny zegar T0, aby rozpocząć odliczanie czasu. Ponieważ używany przez nas czujnik ultradźwiękowy jest zintegrowany i transmitowany, po przesłaniu 16 impulsów w czujniku ultradźwiękowym występują wstrząsy wtórne. Aby wyeliminować sygnał transmisji czujnika ultradźwiękowego z identyfikacji sygnału zwrotnego, należy wykryć sygnał zwrotny po upływie 2,38 ms od uruchomienia sygnału transmisji. aby można było stłumić zakłócenia wyjściowe. Kiedy sygnał ultradźwiękowy uderza w przeszkodę, sygnał natychmiast powraca, a mikroprocesor w sposób ciągły skanuje pin INT0. Jeżeli sygnał odebrany przez INT0 zmieni się z poziomu wysokiego na niski, oznacza to, że sygnał powrócił i mikroprocesor wchodzi w przerwanie. Następnie dane w timerze można przekształcić w celu uzyskania czujnika ultradźwiękowego i przeszkód.

Konstrukcja obwodu ultradźwiękowego przetwornika pomiaru odległości Kierunkowość ultradźwiękowa jest silna, zużycie energii jest niskie, a odległość przebyta w ośrodku jest duża. Dlatego do pomiaru odległości często wykorzystuje się fale ultradźwiękowe. Na przykład dalmierz i przyrząd do pomiaru poziomu mogą realizować HID o niskiej częstotliwości 400 Hz za pomocą fali ultradźwiękowej. Moduł stanowi proste rozwiązanie do projektowania zasilania lamp wyładowczych. moduł wsparcia lampy HID energooszczędny statecznik elektroniczny nie jest już uciążliwy. Dzięki Twojemu wsparciu otrzymasz dla siebie więcej gotowych produktów.