Однокристальний мікрокомп'ютер ультразвукового датчика

Перегляди: 10 Автор: Редактор сайту Час публікації: 2019-03-26 Походження: Сайт

Запитуйте

Ультразвук відноситься до механічних хвиль з частотою вище 20 кГц. Щоб використовувати ультразвукові хвилі як засіб виявлення, необхідно генерувати ультразвукові хвилі та приймати ультразвукові хвилі. Пристроєм, який виконує цю функцію, є ультразвуковий датчик, який прийнято називати ультразвуковим перетворювачем або ультразвуковим зондом. Ультразвуковий датчик для вимірювання відстані має передавач і приймач, але ультразвуковий датчик також може виконувати подвійну функцію передачі та прийому звукових хвиль. Ультразвукові датчики використовують принцип п'єзоелектричного ефекту для перетворення електричної енергії та ультразвукових хвиль один в одного, тобто при передачі ультразвукових хвиль відбувається перетворення електричної енергії та передача ультразвукових хвиль; і коли отримує відлуння, перетворюючи ультразвукові коливання в електричний сигнал.

Принцип Ультразвуковий вимірювальний перетворювач зазвичай використовує час польоту (TOF). Спочатку виміряйте час, протягом якого ультразвукова хвиля повертається від старту до перешкоди, і помножте швидкість ультразвукової хвилі, щоб отримати подвоєну відстань між джерелом звуку та перешкодою.

Це схема ультразвукового датчика відстані - це датчик, який об'єднує передачу та прийом. Всередині датчика знаходиться круглий лист пластику з металевою плівкою спереду та алюмінієвою задньою пластиною ззаду. Лист і задня пластина утворюють конденсатор. Коли до листа прикладається прямокутна хвиля напруги з частотою 49,4 кГц і напруга 300 В змінного струму pk-pk, лист вібрує з тією ж частотою, створюючи ультразвукові хвилі з частотою 49,4 кГц. Під час отримання відлуння схема налаштування дозволяє приймати лише сигнали з частотами, що наближаються до 49,4 кГц, тоді як сигнали на інших частотах фільтруються. Ультразвукові хвилі, що передаються ультразвуковим датчиком, мають кут променя 30 градусів.

Ультразвуковий датчик можна використовувати як передавач, так і приймач. Датчик випромінює серію ультразвукових променів протягом певного періоду часу. Прийом можна починати тільки після завершення передачі. Час передачі променя становить D, який відбивається від об’єкта за час D. Сигнал не може бути захоплений; крім того, ультразвуковий датчик має певну інерцію, і після закінчення передачі залишається певна залишкова вібрація. Ця залишкова вібрація також створює сигнал напруги через перетворювач, який заважає системі вловлювати зворотний сигнал. Таким чином, до того, як залишкова вібрація зникне, система не може почати прийом луни. Ці дві причини змушують ультразвуковий датчик вимірювати певний діапазон вимірювань. Цей УЗД нещодавно може вимірювати 37 см.

TL851 — це економічна цифрова 12-ступенева мікросхема керування діапазоном. Всередині є керамічний кристалічний генератор на частоті 420 кГц. Коли ультразвуковий датчик визначення дальності починає працювати, керамічний кристалічний генератор ділиться на 8,5 у перші 16 циклів передачі для формування ультразвукового сигналу 49,4 кГц, який потім надсилається на ультразвуковий датчик через транзистор Q1 і трансформатор T1. . Після передачі керамічний кристалічний генератор ділиться на 4,5 для синхронізації мікроконтролера. TL852 — це мікросхема, розроблена спеціально для прийому ультразвуку. Оскільки ультразвуковий сигнал є відносно слабким, його необхідно посилити, щоб отримати його мікроконтролером. TL852 в основному забезпечує схему підсилення. Коли TL852 отримує 4 імпульсні сигнали, він надсилає високий рівень на TL851 через REC, щоб вказати, що ультразвукова хвиля була отримана.

Ця система використовує мікроконтролер для реалізації керування датчиком серії Polaroid 600 та ультразвуковим модулем відстані Polaroid серії 6500. MCU контролює передачу ультразвукової хвилі через інвертор через висновок P1.0, а потім MCU постійно виявляє висновок INT0. Коли рівень контакту INT0 змінюється з високого рівня на низький, вважається, що ультразвукова хвиля повертається. Дані, підраховані лічильником, є часом, який минув ультразвукова хвиля, а відстань між датчиком і перешкодою можна отримати шляхом перетворення. Наведено апаратну принципову схему ультразвукового далекомірного перетворювача. Під час роботи мікропроцесор спочатку встановлює активацію ультразвукового датчика для передачі ультразвукових хвиль і запускає внутрішній таймер T0 для початку відліку часу. Оскільки ультразвуковий датчик, який ми використовуємо, інтегрований і передається, ультразвуковий датчик має афтершоки після 16 імпульсів. Щоб виключити сигнал передачі ультразвукового датчика з ідентифікації зворотного сигналу, необхідно виявити зворотний сигнал через 2,38 мс після початку передачі сигналу. так що вихідні перешкоди можуть бути придушені. Коли ультразвуковий сигнал потрапляє на перешкоду, сигнал негайно повертається, і мікропроцесор безперервно сканує висновок INT0. Якщо сигнал, отриманий INT0, змінюється з високого рівня на низький, це означає, що сигнал повернувся, і мікропроцесор вводить переривання. Потім дані в таймері можуть бути перетворені для отримання ультразвукового датчика та перешкод.

Конструкція схеми ультразвукового датчика вимірювання відстані Ультразвукова спрямованість сильна, споживання енергії повільне, а відстань, пройдена в середовищі, велика. Тому для вимірювання відстані часто використовують ультразвукові хвилі. Наприклад, далекомір і вимірювальний прилад рівня можуть реалізувати низькочастотний 400 Гц HID за допомогою ультразвукової хвилі. Модуль є простим рішенням для проектування джерела живлення газорозрядної лампи. модуль підтримки HID лампи енергозберігаючий електронний баласт більше не є громіздким. З вашою підтримкою ви отримаєте більше готових продуктів для вас.

Завдяки сильній спрямованості ультразвукових хвиль енергія споживається повільно, а відстань, що проходить у середовищі, велика. Тому ультразвукові хвилі часто використовуються для вимірювання відстані, наприклад, далекоміри та вимірювальні прилади рівня, які можуть бути реалізовані ультразвуковими хвилями. Використання ультразвукового тестування часто є швидким, зручним, простим для розрахунків, легким для досягнення контролю в режимі реального часу та може відповідати промисловим і практичним вимогам щодо точності вимірювань, тому воно також широко використовується в розробці мобільних роботів. Щоб автоматично уникати перешкод, необхідно обладнати систему вимірювання дальності для отримання інформації про відстань (відстань і напрямок) від перешкоди в часі. Описані тринаправлені (спереду, зліва та справа) ультразвукові системи вимірювання дальності надають роботу інформацію про відстань, щоб зрозуміти навколишнє середовище попереду, ліворуч і праворуч.