www.久久久久|狼友网站av天堂|精品国产无码a片|一级av色欲av|91在线播放视频|亚洲无码主播在线|国产精品草久在线|明星AV网站在线|污污内射久久一区|婷婷综合视频网站

當(dāng)前位置:首頁 > 芯聞號(hào) > 充電吧
[導(dǎo)讀]本超聲波測(cè)距儀通過測(cè)量超聲波發(fā)射到反射回來的時(shí)間差來測(cè)量與被測(cè)物體的距離??梢詼y(cè)量0.35-10m的距離。本款是國(guó)外不使用單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀。實(shí)物圖如下: 原理圖如下: 一、電路原理 1 超聲波發(fā)射電路

超聲波測(cè)距儀通過測(cè)量超聲波發(fā)射到反射回來的時(shí)間差來測(cè)量與被測(cè)物體的距離??梢詼y(cè)量0.35-10m的距離。本款是國(guó)外不使用單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀。實(shí)物圖如下:
 
原理圖如下:
 

一、電路原理
1 超聲波發(fā)射電路
     由兩塊555集成電路組成。IC1(555)組成超聲波脈沖信號(hào)發(fā)生器,工作周期計(jì)算公式如下,實(shí)際電路中由于元器件等誤差,會(huì)有一些差別。
 
條件: RA =9.1MΩ、 RB=150KΩ、 C=0.01μF
TL = 0.69 x RB x C 
 = 0.69 x 150 x 103 x 0.01 x 10-6  = 1 msec  
 
TH  = 0.69 x (RA + RB) x C 
 = 0.69 x 9250 x 103 x 0.01 x 10-6  = 64 msec

IC2組成超聲波載波信號(hào)發(fā)生器。由IC1輸出的脈沖信號(hào)控制,輸出1ms頻率40kHz,占空比50%的脈沖,停止64ms。計(jì)算公式如下:
 
條件: RA =1.5KΩ、 RB=15KΩ、 C=1000pF
TL = 0.69 x RB x C 
 = 0.69 x 15 x 103 x 1000 x 10-12  = 10μsec  
 
TH  = 0.69 x (RA + RB) x C 
 = 0.69 x 16.5 x 103 x 1000 x 10-12  = 11μsec  
 
f = 1/(TL + TH) 
 = 1/((10.35 + 11.39) x 10-6)  = 46.0 KHz
IC3(CD4069)組成超聲波發(fā)射頭驅(qū)動(dòng)電路。
 

2 超聲波接收電路
 
        超聲波接收頭和IC4組成超聲波信號(hào)的檢測(cè)和放大。反射回來的超聲波信號(hào)經(jīng)IC4的2級(jí)放大1000倍(60dB),第1級(jí)放大100倍(40dB),第2級(jí)放大10倍(20dB)。   由于一般的運(yùn)算放大器需要正、負(fù)對(duì)稱電源,而該裝置電源用的是單電源(9V)供電,為保證其可靠工作,這里用R10和R11進(jìn)行分壓,這時(shí)在IC4的同相端有4.5V的中點(diǎn)電壓,這樣可以保證放大的交流信號(hào)的質(zhì)量,不至于產(chǎn)生信號(hào)失真。
 [!--empirenews.page--]
C9、D1、D2、C10組成的倍壓檢波電路取出反射回來的檢測(cè)脈沖信號(hào)送至IC5進(jìn)行處理。
    IC5、IC6、IC7、IC8、IC9組成信號(hào)比較、測(cè)量、計(jì)數(shù)和顯示電路,即比較和測(cè)量從發(fā)出的檢測(cè)脈沖和該脈沖被反射回來的時(shí)間差。它是超聲波測(cè)距電路的核心,下面分析其工作原理。

由Ra、Rb、IC5組成信號(hào)比較器。

其中Vrf = (Rb x Vcc)/(Ra + Rb)  = (47KΩ x 9V)/(1MΩ + 47KΩ)  = 0.4V 
    所以當(dāng)A點(diǎn)(IC5的反相端)過來的脈沖信號(hào)電壓高于0.4V時(shí),B點(diǎn)電壓將由高電平"1"到低電平"0"。同時(shí)注意到在IC5的同相端接有電容C11和二極管D3,這是用來防止誤檢測(cè)而設(shè)置的。在實(shí)際測(cè)量時(shí),在測(cè)距儀的周圍會(huì)有部分發(fā)出的超聲波直接進(jìn)入接收頭而形成誤檢測(cè)。為避免這種情況發(fā)生,這里用D3直接引入檢測(cè)脈沖來適當(dāng)提高IC5比較器的門限轉(zhuǎn)換電壓,并且這個(gè)電壓由C11保持一段時(shí)間,這樣在超聲波發(fā)射器發(fā)出檢測(cè)脈沖時(shí),由于D3的作用使IC5的門限轉(zhuǎn)換電壓也隨之被提高,并且由于C11的放電保持作用,可防止這時(shí)由于檢測(cè)脈沖自身的干擾而形成的誤檢測(cè)。由以上可知,當(dāng)測(cè)量距離小到一定程度時(shí),由于D3及C11的防誤檢測(cè)作用,其近距離測(cè)量會(huì)受到影響。圖示參數(shù)的最小測(cè)量距離在40cm左右。減小C11的容量,在環(huán)境溫度為20 時(shí)可做到30cm測(cè)量最短距離。此時(shí)其放電時(shí)間為1.75ms。
 
   IC6組成R-S觸發(fā)器構(gòu)成時(shí)間測(cè)量電路??梢钥闯?,在發(fā)出檢測(cè)脈沖時(shí)(A端為高電平),D端輸出高電平,當(dāng)收到反射回來的檢測(cè)脈沖時(shí),C端由高變低,此時(shí)D端變?yōu)榈碗娖?,故輸出端D的高電平時(shí)間即為測(cè)試脈沖往返時(shí)間。
 
   計(jì)數(shù)和顯示電路由IC6、IC7、IC8、IC9組成,IC7組成計(jì)數(shù)電路脈沖發(fā)生器,原理圖如下。
 
其工作頻率f = 1/(2.2 x C x R)。電路頻率設(shè)計(jì)在17.2kHz左右。這個(gè)頻率是根據(jù)聲波在環(huán)境溫度為20℃ 時(shí)的傳播速度為343.5m/s確定的。我們知道在不同的環(huán)境溫度下,聲波的傳播速度會(huì)有所改變,其關(guān)系為v=331.5+0.6×t,其中v的單位為m/s,t為環(huán)境溫度,單位為℃。

Temperature (℃)Speed of sound (m/sec)
-10325.5
0331.5
10337.5
20343.5
30349.5
40355.5
50361.5

有關(guān)計(jì)算如下:
     測(cè)量距離為1m的物體時(shí),聲波的往返時(shí)間為:2m/343.5(m/s)=5.82ms。這時(shí)計(jì)數(shù)器顯示應(yīng)為100,即1m,此時(shí)計(jì)數(shù)電路脈沖發(fā)生器的頻率f=100/(5.82×10-3)=17.18(kHz)。如電容C(即C14)為2200pF,此時(shí)電阻
R = 1/(2.2 x C x f) 
 = 1/(2.2 x 2200 x 10-12 x 17.18 x 103)  = 12KΩ
由于在不同的環(huán)境溫度下,聲波的傳播速度會(huì)不同,為適應(yīng)不同環(huán)境溫度下測(cè)量的需要,我們要求電阻R具有一定的調(diào)節(jié)范圍,這里用VR2,VR3進(jìn)行調(diào)節(jié),其中VR2為粗調(diào)電阻,VR3為精調(diào)電阻。同樣我們可以算出在不同溫度下的計(jì)數(shù)脈沖頻率值,如:溫度為46.5℃ 時(shí),
f = 1/(2.2 x C x R) 
 = 1/(2.2 x 2200 x 10-12 x 11.5 x 103) =17.97KHz
環(huán)境溫度為1.5 ℃時(shí)f = 1/(2.2 x C x R) )
= 1/(2.2 x 2200 x 10-12 x 12.5 x 103) = 16.53KHz [!--empirenews.page--]
    實(shí)際上,在不同環(huán)境溫度下時(shí),我們只要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)距離1m,調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)電路脈沖發(fā)生器的頻率(VR2和VR3),使其顯示為100即可。
 
    這里簡(jiǎn)單介紹一下計(jì)數(shù)器的清零及數(shù)據(jù)鎖存過程。A點(diǎn)波形即表現(xiàn)測(cè)試脈沖往返的時(shí)間,當(dāng)A點(diǎn)電位由低變高時(shí),由于C1電壓不能突變,故B點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖信號(hào)使計(jì)數(shù)器清零,同時(shí)IC6內(nèi)與非門被打開,IC8開始通過CLOCK腳計(jì)數(shù);同樣當(dāng)A點(diǎn)電位由高變低時(shí),由于C2電壓不能突變,故C點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)鎖存脈沖信號(hào)使計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)被鎖存,同時(shí)IC6的有關(guān)與非門被關(guān)閉,IC8開始停止計(jì)數(shù),完成計(jì)數(shù)過程。
 
  C15用于控制顯示部分的刷新頻率,當(dāng)C15為1000pF時(shí),刷新頻率為1100Hz,由IC9、LED1-LED3、TR1-TR3組成顯示電路。

二、元件選擇
   這里采用的超聲波發(fā)射頭為T40-16,接收頭為R40-16.參數(shù)和外形如下:

ItemSpecifications
Center frequency (KHz)40
Overpressure value (dB)115 <
Sensitivity (dB)-64 <
Major diameter size
(mm)
Diameter16.2
Height12.2
[rito] ゙ interval10.0

三、印刷電路板
   

四、調(diào)試
1 調(diào)整發(fā)射接收電路
    把IC1從插座上拔下,并短接IC1插座的1和3腳,這時(shí)IC2的4腳應(yīng)為高電平,并會(huì)持續(xù)發(fā)出高頻載波信號(hào),頻率約為40KHz,此時(shí)可用示波器監(jiān)測(cè)IC4的1腳信號(hào)。讓超聲波探頭朝向一面墻,使發(fā)出的超聲波返回而被接受器檢測(cè)到,同時(shí)用示波器檢測(cè)IC4的1腳信號(hào),慢慢調(diào)節(jié)VR1,使IC4的1腳輸出信號(hào)最大。 斷開IC1插座的1和3腳短接線并插上IC1,此時(shí)再用示波器監(jiān)視IC4的1腳信號(hào),應(yīng)能看到超聲波脈沖串。
 
2 調(diào)整誤檢測(cè)電路
    通常該部分電路不需要調(diào)整,但如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量幾米外的物體,電路始終顯示為0.40,這表明該儀器受到自身發(fā)出的檢測(cè)脈沖干擾。這時(shí)我們需檢查或稍許增多C11的容量,說明第1條線測(cè)得于IC6的第1腳,第2條線測(cè)得于IC5的3腳,第3條線測(cè)得于IC4的1腳,第4條線測(cè)得于IC6的10腳。
 
3 調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)電路脈沖頻率
     讓電路板垂直于墻面1m處,調(diào)節(jié)VR3在中間位置,再調(diào)節(jié)VR2使顯示1.00,但在環(huán)境溫度改變時(shí),一般需再次調(diào)節(jié)VR2,校準(zhǔn)測(cè)距儀。

4 關(guān)于短距離的測(cè)量
     當(dāng)我們將測(cè)距儀逐漸靠近被測(cè)物體,最終讀數(shù)顯示在34cm左右。因?yàn)檫@個(gè)電路C11取值為0.1uF,由于防誤檢測(cè)電路的保護(hù)作用,所以最小測(cè)試距離限制為34cm左右,如要進(jìn)一步縮短測(cè)試距離,由前面分析可知,我們必須讓發(fā)出的測(cè)試脈沖寬度更窄,同時(shí)減小防誤檢測(cè)電路C11的容量。但由于超聲波發(fā)射器的輸出功率有限,如果縮短測(cè)試脈沖時(shí)間,意味著減小了測(cè)試脈沖的輸出功率,在測(cè)試距離增加時(shí),會(huì)使反射回來的信號(hào)很弱,造成儀器在長(zhǎng)距離測(cè)量時(shí)受到影響。

5 關(guān)于長(zhǎng)距離測(cè)量
長(zhǎng)距離測(cè)量由于各種因素的影響會(huì)困難一些。有幾點(diǎn)測(cè)量時(shí)我們必須注意:
1)被測(cè)目標(biāo)必須垂直于超聲波測(cè)距儀。
2)被測(cè)目標(biāo)表面必須平坦。
3)測(cè)量時(shí)在超聲波測(cè)距儀周圍沒有其他可反射超聲波的物體。
由于發(fā)射功率有限,測(cè)距儀無法測(cè)量10m外的物體。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉