超声波遥控器原理及设计.ppt

超声波遥控器原理及设计,6.1 超声波的基本概念,超声波及其传播特性（参考视频） 机械波，频率20kHz,高于人类听觉范围（20-20KHz）。 传播速度：气体344m/s(室温)；液体900-1900m/s; 固体中速度更高 反射性好：波长短于人声，反射性更好（可用于测距，B超）。 穿透力强：（可用于超声探伤）（钢材内裂缝，参考视频）,6.2 超声波传感器（压电式） 一、基本结构,复习视频：压电陶瓷,类型：发射型/接收型/收发一体 压电晶体：压电效应 锥形喇叭：共振，定向（发），聚能（收） 金属壳及外网：保护,压电效应 电压压电陶瓷材料形变（交流电压 ？） 压电陶瓷材料形变电压 （震动？）,6.2 超声波传感器（压电式） 二、超声传感器基本原理压电效应,频率特性-以MA40S2R(收) MA40S2S(发) 为例,6.2 超声波传感器（压电式） 三、超声传感器特性,中心频率：40KHz, 收发中心频率应相同。,6.2 超声波传感器（压电式） 三、超声传感器特性,指向特性-以MA40S2R(收) MA40S2S(发) 为例,温度特性温度越高中心频率，灵敏度，输出电平越低。 阻频特性负载阻抗越大频率选择性越好。,一、T/R-40-XX系列通用型超声波发射接收传感器 发射器：T-40-XX 接收器R-40-XX 中心频率：40kHz,6.3 超声波遥控专用器件,二、MA40EIS/EIR密封式超声波发送/接收传感器 发射器：MA40A5S接收器MA40A5R 中心频率：40kHz 特点：防水,三、UCM-40-T/R超声波发射/接收传感器 与T/R-40-XX系列基本相同 中心频率：40kHz,测试检验方法：信号发生器+示波器,6.3 超声波遥控专用器件 四、LM1812超声波遥控专用集成电路,功能：超声发射/接收专用集成芯片,驱动能力强,驱动电流可达1A.,决定收发频率（视频）,脉冲输出,模式选择：发高收低,输入,检测输出(低),6.5 超声波遥控发射与接收 一、超声波发射电路（振荡电路）,试分析其工作原理？计算振荡频率？,U1,U4,2.5V,Uc,2.5V,6.5 超声波遥控发射与接收 一、超声波接收电路（放大电路）,牺牲灵敏度以抗噪,试分析工作原理！,功能（视频） 汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况。 发展 蜂鸣器报警（1.8米处开始，越近越急） 数码波段显示距离 液晶荧屏显示 魔幻镜倒车雷达（影像倒车+雷达）,6.5 超声波遥控举例 一、超声波倒车雷达,魔幻镜倒车雷达,6.5 超声波遥控举例 一、超声波倒车雷达,摄像头采集影像液晶后视镜直播放影像 超声探测距离蜂鸣器报警,基本原理超声测距,倒车雷达解决方案,CO：进位脉冲输出 CP：时钟输入端 CR：清除端 INH：禁止端 Q0-Q9: 计数脉冲输出端 VDD：正电源 VSS：地,IC认识：十进制计数器,4017,倒车雷达解决方案,放大视图分割线,工作原理：4017的Q0驱动40K振荡电路发出超声-障碍物反射-接收前端放大 -单稳态触发4017复位（在障碍物反射时间内4017逐自点亮二极管，直到反射脉冲到来重启计数器）,7805稳压,思考：这里无偏置的目的？,T1:产生40K超声信号,T2:(指示灯逐个点亮) 0.5*(R32+TR1)*C13 结合音速340m/s，试求每个脉冲间隔对应距离？,T3:(单稳态触发，实现闪灯) R34*C17 = 0.1S,思考： 齐闪or流闪？,基本原理：d = Speed * TimeDelay/2 方案示例：Ultrasonic Distance Measurement With the MSP430 . TI. Oct, 2001 可测距离范围：0.2-2.5米;最小距离受限于传感器建立时间，最大距离受限于反射物体材质（如地毯反射差）及表面积。 精度：1英寸（2.5cm） 原理图,6.5 超声波遥控举例 二、超声波测距,原理图,下载调试接口,40kHz方波放大,直流偏置,理想运放,变压,软件工作原理参阅附件。,6.