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 UltrasonicDistanceMeasurementWiththeMSP430 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