Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2020-11-02 Происхождение:Работает
Из -за сильной направленности ультразвуковых волн, медленного потребления энергии и больших расстояний в среде ультразвуковые волны часто используются для измерения расстояния. Например, ультразвуковые диапазоны и инструменты измерения уровня могут быть реализованы с помощью ультразвуковых волн. Ультразвуковое тестирование часто быстрой, удобно, простым в расчете, простых в достижении контроля в реальном времени и может соответствовать промышленным практическим требованиям с точки зрения точности измерения, поэтому оно также широко использовалось при разработке мобильных роботов. Чтобы мобильный робот автоматически избегал препятствий и ходьбы, он должен быть оснащен системой измерения расстояния, чтобы он мог получить информацию о расстоянии (расстояние и направление) от препятствия во времени. Трех направленная (передняя, левая и справа) система измерения ультразвукового расстояния, представленная в этой статье, предназначена для предоставления информации о расстоянии движения для робота для понимания его передней, левой и правой среды.
Во -вторых, принципУльтразвуковой датчик расстояния
1. Ультразвуковой генератор
Чтобы изучить и использовать ультразвук, было разработано и изготовлено многие ультразвуковые генераторы. Вообще говоря, ультразвуковые генераторы могут быть разделены на две категории: одна из них состоит в том, чтобы генерировать ультразвуковые волны электрически, а другая - механически генерировать ультразвуковые волны. Электрические методы включают пьезоэлектрический, магнитострикционный и электрический и т. Д.; Механические методы включают флейту, жидкий свисток и воздушный свисток. Частота, власть и звуковые характеристики ультразвуковых волн, которые они производят, различны, поэтому их использование также различено. В настоящее время используется пьезоэлектрический ультразвуковой генератор.
2. Принцип пьезоэлектрического ультразвукового генератора
Пьезоэлектрический ультразвуковой генератор фактически использует резонанс пьезоэлектрического кристалла для работы. Внутренняя структура ультразвукового генератора показана. Он имеет две пьезоэлектрические пластины и резонансную пластину. Когда импульсный сигнал применяется к двум его полюсам, частота которого равна частоте естественного колебаний пьезоэлектрической пластины, пьезоэлектрическая пластина будет резонировать и привести к резонансной пластине для вибрации для генерации ультразвуковых волн. Напротив, если между двумя электродами нет напряжения, когда резонансная пластина получает ультразвуковые волны, она будет нажимать на пьезоэлектрический чип, чтобы вибрировать и преобразовать механическую энергию в электрические сигналы, а затем станет ультразвуковым приемником.
3. Принципультразвуковой датчик для измерения расстояния
Ультразвуковой передатчик излучает ультразвуковые волны в определенном направлении и начинает время в то же время, что и время запуска. Ультразвуковые волны распространяются в воздухе и немедленно возвращаются при столкновении с препятствиями на пути. Ультразвуковой приемник останавливает время сразу после получения отраженных волн. Скорость распространения ультразвуковой волны в воздухе составляет 340 м/с. Согласно времени t, записанного таймером, можно рассчитать расстояние между точкой запуска и препятствиями (и), а именно: S = 340t/2
Рисунок 1 Ультразвуковая структура датчика
Это так называемый метод разницы во времени.
В -третьих, конструкция схемы ультразвукового датчика датчика
Характерной характеристикой этой системы является использование однокопленного микрокомпьютера для контроля передачи ультразвуковых волн и времени времени обработки ультразвуковых волн от передачи до приема. Выбор для одного чипа является экономичным и простым в использовании, и для легкого программирования есть 4K ROM для легкого программирования. Схема схема схемы показана. Только схема подключения схемы передней дальности нарисована, а схемы левого и правого диапазона совпадают с цепью передней дальности.
1. Генерация импульсов 40 кГц и ультразвуковое излучение
Ультразвуковой датчик в системе измерения расстояний принимает пьезоэлектрический керамический датчик UCM40, а его рабочее напряжение представляет собой импульсный сигнал 40 кГц, который генерируется одним чип-компьютером, выполняющим следующую программу.
Входной клемм схемы передней дальности подключен к порту P1.0 однохипного микрокомпьютера. После того, как однокопьютер выполняет вышеуказанную программу, он выводит импульсный сигнал 40 кГц в порте P1.0, который усиливается транзистором T, управляет ультразвуковым передатчиком UCM40T и отправляет импульсные ультразвуковые волны 40 кГц. И продолжать передавать 200 мс. Входные концы правых и левых цепей подключены к портам P1.1 и P1.2 соответственно, а принцип работы такой же, как и в цепи передней дальности.
2. Ультразвуковой прием и обработку
Приемная голова принимает UCM40R в паре с передающей головкой,Ультразвуковой датчик датчикаПреобразует ультразвуковой модулированный импульс в сигнал чередующегося напряжения, который усиливается рабочими усилителями IC1A и IC1B, а затем добавляется в IC2. IC2 - это интегрированный блок LM567 аудио -декодирования с заблокированной петлей. Центральная частота внутреннего контролируемого напряжением осциллятора составляет F0 = 1/1,1r8c3, а конденсатор C4 определяет его блокирующую полосу пропускания. Регулировка R8 на частоту передачи переноса входной сигнал LM567 превышает 25 мВ, а выходной контакт 8 изменяется от высокого уровня до низкого уровня, который используется в качестве сигнала запроса прерывания и отправляется в микроконтроллер для обработки.
Выходная терминала схемы передней дальности подключена к порту MCU int0, приоритет прерывания является самым высоким, выход левой и правой цепи подключен к порту MCU Int1 через выход и GATE IC3A, в то время как MCU P1.3 и P1.4 подключены к вводу IC3A в конце, идентификация источника прерывания обрабатывается программным запросом, а приоритет прерывания сначала и затем слева.
