Mecanismo del buscador de rango ultrasónico.

Como medio para transmitir información, el ultrasónico es cada vez más importante en varios campos, como la detección de fallas, el rango y la medición de la velocidad debido a sus propiedades directas y reflexivas y sus características que no se ven afectadas fácilmente por factores externos, como las ondas de luz y electromagnética. . Ola ultrasónica es una onda de sonido con la frecuencia superior a 20 kHz. Tiene buena direccionalidad, fuerza de penetración fuerte, fácil de obtener energía de sonido concentrado, que tiene una larga distancia en el agua. Los transductores ultrasónicos se pueden usar para la medición de la distancia, la medición de la velocidad, la limpieza, la soldadura, la trituración, la esterilización. Desinfección, etc. Hay muchas aplicaciones en la medicina, militar, industria y agricultura. El ultrasonido se nombra por su límite de frecuencia inferior, que es aproximadamente igual al límite superior de la audiencia humana.

En el circuito de detección de ultrasonidos, el pulso de salida es una serie de ondas cuadradas al final de transmisión. El ancho de esta serie de ondas cuadradas es el intervalo de tiempo entre transmitir ondas ultrasónicas y recibir ondas ultrasónicas. Obviamente, cuanto mayor sea la distancia entre los objetos de medición, mayor será el ancho del pulso y el pulso de salida. El número es proporcional a la distancia de medición. El transductor de rango ultrasónico generalmente tiene los siguientes métodos:

(1) Tomar el voltaje promedio del pulso de salida, el voltaje (la amplitud de la tensión se fija básicamente) es proporcional a la distancia, y se puede medir la tensión de medición;

(2) Medición del ancho del pulso de salida, es decir, el intervalo de tiempo t entre la onda ultrasónica de transmisión y la onda ultrasónica receptora. Por lo tanto, la distancia de medición es S = 1/2 VT.

Los transmisores ultrasónicos transmiten las ondas ultrasónicas en una determinada dirección, y comienzan el tiempo al mismo tiempo es el tiempo de transmisión. Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en el aire, volverán a los obstáculos, y los receptores ultrasónicos dejarán de tiempo inmediatamente al recibir las ondas reflejadas. La velocidad de propagación de la onda ultrasónica en el aire es V, y de acuerdo con la diferencia de tiempo medida por el temporizador para medir los ecos transmitidos y recibidos, la distancia S del punto de emisión del obstáculo se puede calcular, es decir: s = V · ΔT / 2, este es el método de rango de diferencia de tiempo. Dado que los sensores de distancia ultrasónica también son una especie de ondas de sonido, su velocidad de sonido está relacionada con la temperatura, y se enumera la velocidad de sonido en varias temperaturas diferentes. En el uso, si la temperatura no cambia mucho, la velocidad del sonido se puede considerar que es sustancialmente constante. La velocidad de propagación de la onda ultrasónica a la temperatura normal es de 334 m / s, pero su velocidad de propagación V se ve fácilmente afectada por factores tales como la temperatura, la humedad y la presión en el aire, que se ven considerablemente afectados por la temperatura. Por cada 1 ° C aumenta en la temperatura, la velocidad de sonido aumenta 0. 6 m / s. Si la precisión del rango es muy alta, debe corregirse mediante el método de compensación de temperatura. Cuando se conoce la temperatura ambiente T, la fórmula para calcular la velocidad de propagación ultrasónica V es: v = 331.45 + 0.607t

Después de determinar la velocidad de sonido, la distancia se puede obtener midiendo la hora del viaje ultrasónico. Este es el mecanismo del buscador de rango ultrasónico.

1. Use IO PORT TRIG para activar el rango, dando un mínimo de 10US de alta señal de alto nivel (un ancho de pulso es 10US / una potencia alta, la duración plana es 10US.

2. El módulo envía automáticamente las ondas cuadradas 840KHZ para detectar automáticamente si hay una señal de retorno.

3. Hay un retorno de la señal, y se emite un alto nivel a través del ECHO del puerto IO. La duración del alto nivel es el momento de la transmisión al regreso de la ola ultrasónica. Distancia de prueba = (Tiempo alto * Velocidad de sonido / 2), VCC GND es la fuente de alimentación, el TRIG es el extremo de control (entrada) y el eco es el extremo de retorno (salida). TRIG da un pulso de alto nivel, y SR40 comienza a enviar ondas ultrasónicas. Al recibir la onda de reflejo, ECHO emite una señal válida. La distancia se puede convertir midiendo la diferencia horaria desde el inicio del disparador de trig. Hasta el recibo del eco.

El módulo de rango ultrasónico HCSR04, VCC proporciona una fuente de alimentación de 5V, GND es tierra, entrada de señal de control de activación de TRIG, salida de señal de eco eco y otros terminales de cuatro interfaz. Se proporciona una señal de activación de pulso de 10US o más, y el módulo emitirá internamente los niveles de ciclo 40kHz y detectará ecos. Una vez que se detecta la señal de eco, se detecta la señal de ECHO de salida. El ancho del pulso de la señal de eco es proporcional a la distancia medida, por lo que la distancia se puede calcular transmitiendo la señal a la señal de eco receptora.