Mecanismo de localizador de gama ultrassônica

Como o meio para transmissão de informações, a ultra-sônica é cada vez mais importante em vários campos, como detecção de falhas, variando e medição de velocidade devido às suas propriedades diretas e reflexivas e suas características que não são facilmente afetadas por fatores externos, como ondas leves e eletromagnéticas . Onda ultra-sônica é uma onda sonora com a frequência superior a 20kHz. Tem boa diretrizes, forte poder penetrante, fácil de obter energia sonora concentrada, que tem uma longa distância na água. Transdutores ultra-sônicos podem ser usados ​​para medição de distância, medição de velocidade, limpeza, soldagem, esmagamento, esterilização. Desinfecção, etc. Existem muitas aplicações no medicamento, militares, indústria e agricultura. O ultra-som é nomeado pelo seu limite de baixa frequência, que é aproximadamente igual ao limite superior da audiência humana.

No circuito de detecção ultra-sônica, o pulso de saída é uma série de ondas quadradas na extremidade de transmissão. A largura desta série de ondas quadradas é o intervalo de tempo entre transmitir ondas ultra-sônicas e receber ondas ultrassônicas. Obviamente, quanto maior a distância entre os objetos de medição, maior a largura do pulso, e o pulso de saída. O número é proporcional à distância de medição. O transdutor desligado ultra-sônico geralmente tem os seguintes métodos:

(1) Tirar a tensão média do pulso de saída, a tensão (a amplitude da tensão é basicamente fixa) é proporcional à distância, e a tensão de medição pode ser medida;

(2) Medir a largura do pulso de saída, isto é, o intervalo de tempo T entre a onda ultrassônica transmitindo e a onda ultra-sônica receptora. Portanto, a distância de medição é s = 1/2 vt.

Transmissores ultra-sônicos transmitem ondas ultra-sônicas em uma determinada direção, e iniciar o tempo ao mesmo tempo é o tempo de transmissão. Quando as ondas ultra-sônicas se propagam no ar, elas retornarão imediatamente aos obstáculos, e os receptores ultra-sônicos pararão de tempo imediatamente após receber as ondas refletidas. A velocidade de propagação da onda ultrassônica no ar é v, e de acordo com a diferença horária medida pelo temporizador para medir os ecos transmitidos e recebidos, a distância s do ponto de emissão do obstáculo pode ser calculado, isto é: s = V Δt / 2, esta é a diferença de tempo que vai o método. Como os sensores de distância ultra-sônica também são uma espécie de ondas sonoras, sua velocidade de som está relacionada à temperatura, e a velocidade do som em várias temperaturas diferentes é listada. No uso, se a temperatura não mudar muito, a velocidade do som pode ser considerada substancialmente constante. A velocidade de propagação da onda ultra-sônica na temperatura normal é de 334 m / s, mas sua velocidade de propagação v é facilmente afetada por fatores, como temperatura, umidade e pressão no ar, que são grandemente afetadas pela temperatura. Para cada 1 ° C aumenta na temperatura, a velocidade do som aumenta 0. 6 m / s. Se a precisão do intervalo for muito alta, deve ser corrigida pelo método de compensação de temperatura. Quando a temperatura ambiente é conhecida, a fórmula para calcular a velocidade de propagação ultra-sônica V é: v = 331,45 + 0.607t

Depois que a velocidade do som for determinada, a distância pode ser obtida medindo o tempo da viagem de ida e volta ultrassônica. Este é o mecanismo do localizador de alcance ultrassônico.

1. Use o IO Port Trig ao disparo de acionamento, dando um mínimo de sinal de alto nível de 10US (uma largura de pulso é 10US / uma alta potência, a duração plana é 10US.

2. O módulo envia automaticamente as ondas quadradas de 840KHz para detectar automaticamente se há um retorno de sinal.

3. Há um retorno de sinal e um alto nível é produzido através do eco da porta IO. A duração do alto nível é a hora da transmissão para o retorno da onda ultrassônica. Distância de teste = (High Time * Sound Speed ​​/ 2), VCC GND é a fonte de alimentação, Trig é a extremidade de controle (entrada) e ECHO é a extremidade de retorno (saída). Trig Dá um pulso de alto nível e o SR40 começa a enviar ondas ultrassônicas. Ao receber a onda de refletir, o ECHO produz um sinal válido. A distância pode ser convertida medindo a diferença horária desde o início do gatilho Trig para o recebimento do eco.

O HCSR04 UltraSonic Ranging Module, o VCC fornece fonte de alimentação de 5V, GND é terreno, entrada de sinal de controle de disparo de trigger, saída de sinal de eco echo e outros quatro terminais de interface. Um sinal de disparador de pulso de 10us ou mais é fornecido, e o módulo emitirá internamente níveis de ciclo de 40KHz e detectar ecos. Depois que o sinal de eco é detectado, o sinal de eco de saída é detectado. A largura do pulso do sinal de eco é proporcional à distância medida, pelo que a distância pode ser calculada transmitindo o sinal para o sinal de eco receptor.