超声波遥控器原理及设计实用教案

1、6.2 超声波传感器（压电式）超声波传感器（压电式）一、基本一、基本(jbn)结构结构复习视频(shpn)：压电陶瓷类型：发射型/接收型/收发一体压电晶体：压电效应(y din xio yng)锥形喇叭：共振，定向（发），聚能（收）金属壳及外网：保护第1页/共22页第一页，共23页。 压电效应 电压(diny)压电陶瓷材料形变（交流电压(diny) ？） 压电陶瓷材料形变电压(diny) （震动？）6.2 超声波传感器（压电式）超声波传感器（压电式）二、超声传感器基本原理二、超声传感器基本原理压电效应压电效应(y din xio yng)第2页/共22页第二页，共23页。 频率特性-以MA40

2、S2R(收) MA40S2S(发) 为例6.2 超声波传感器（压电式）超声波传感器（压电式）三、超声传感器特性三、超声传感器特性(txng)中心(zhngxn)频率：40KHz, 收发中心(zhngxn)频率应相同。第3页/共22页第三页，共23页。6.2 超声波传感器（压电式）超声波传感器（压电式）三、超声传感器特性三、超声传感器特性(txng) 指向(zh xin)特性-以MA40S2R(收) MA40S2S(发) 为例n温度特性温度越高中心频率，灵敏度，输出电平越低。n阻频特性负载(fzi)阻抗越大频率选择性越好。第4页/共22页第四页，共23页。 一、T/R-40-XX系列通用型超声波

3、发射接收传感器 发射器：T-40-XX 接收器R-40-XX 中心(zhngxn)频率：40kHz6.3 超声波遥控超声波遥控(yokng)专专用器件用器件n二、MA40EIS/EIR密封式超声波发送/接收传感器n发射器：MA40A5S接收器MA40A5Rn中心频率(pnl)：40kHzn特点：防水n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：40kHzu测试检验方法：信号发生器+示波器第5页/共22页第五页，共23页。6.3 超声波遥控专用超声波遥控专用(zhunyng)器件器件四、四、LM1812超声波遥控专用超声波遥控专用(zhunyng)集成

4、电路集成电路功能(gngnng)：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(judng)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)第6页/共22页第六页，共23页。6.5 超声波遥控超声波遥控(yokng)发射与接收发射与接收一、超声波发射电路（振荡电路）一、超声波发射电路（振荡电路）试分析其工作原理(yunl)？计算振荡频率？第7页/共22页第七页，共23页。C-+R1R21234U1,U42.5VU32.5VUc2.5V第8页/共22页第八页，共23页。6.5 超声波遥控发射与接收超声波遥控发射与接收(jishu)一、超声波接收一、超声波接收(jis

5、hu)电路电路（放大电路）（放大电路）牺牲(xshng)灵敏度以抗噪试分析(fnx)工作原理！第9页/共22页第九页，共23页。 功能（视频） 汽车泊车或者倒车时的安全(nqun)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 超声波遥控举例超声波遥控举例一、超声波倒车一、超声波倒车(do ch)雷达雷达第10页/共22页第十页，共23页。魔幻镜倒车(do ch)雷达6.5 超声波遥控举例超声波遥控举例(j l)一、超声波倒车雷达一、超声波倒车雷达摄像头采集

6、影像液晶后视镜直播(zhb)放影像超声探测距离蜂鸣器报警n基本原理超声测距第11页/共22页第十一页，共23页。倒车(do ch)雷达解决方案CO：进位脉冲输出(shch) CP：时钟输入端 CR：清除端 INH：禁止端 Q0-Q9: 计数脉冲输出(shch)端 VDD：正电源 VSS：地 pIC认识(rn shi)：十进制计数器4017第12页/共22页第十二页，共23页。倒车(do ch)雷达解决方案放大(fngd)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(jishu)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

7、脉冲到来重启计数器）第13页/共22页第十三页，共23页。7805稳压(wn y)思考：这里(zhl)无偏置的目的？第14页/共22页第十四页，共23页。T1:产生(chnshng)40K超声信号T2:(指示灯逐个(zhg)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(chf)，实现闪灯)R34*C17 = 0.1S思考：齐闪or流闪？第15页/共22页第十五页，共23页。 基本原理：d = Speed * TimeDelay/2 方案示例：Ultrasonic Distance Measurement With the MSP4

8、30 . 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(shjin)，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 超声波遥控超声波遥控(yokng)举例举例二、超声波测距二、超声波测距第16页/共22页第十六页，共23页。原理图原理图下载(xi zi)调试接口40kHz方波放大(fngd)直流偏置(pin zh)理想运放变压软件工作原理参阅附件。第17页/共22页第十七页，共23页。6.5 超声波遥控举例超声波遥控举例(j l)三、超声遥控开关三、超声遥控开关发射(fsh)端（控制端）40-50KH

9、z振荡(zhndng) 放大第18页/共22页第十八页，共23页。原理图及原件(yun jin)清单发射端原件清单发射端原件清单IC1NE555 timer ICVR110k variable resistorR14.7k resistorR218k potentiometerR31k resistorR4, R5220 ohm resistorC1680 picofarad capacitorC20.01uf capacitorD1, D21N4148 DiodeT1SL100 NPN transistorT2SK100 PNP transistorS1SPST momentary cont

10、act switchXMTRultrasonic transmitter 40-50khz第19页/共22页第十九页，共23页。6.5 超声波遥控超声波遥控(yokng)举举例例三、超声遥控三、超声遥控(yokng)开关开关接收端（受控端）第20页/共22页第二十页，共23页。接收方原件清单接收方原件清单RCVRUltrasonic Receiver 40-50khzRL16volt 200ohm resistorIC2CA3140VR2250k Variable ResistorR6390k ResistorR7470k ResistorR8, R1215k ResistorR912kR10

11、, R1310kR114.7kR14100k ResistorR1533 ohm ResistorC30.22uf ceramic capacitorC40.1uf ceramic capacitorC5560n ceramic capacitorT3,T4BC548 NPN TransistorT5BC558 PNP TransistorT6SL100 NPN TransistorD3,D4,D51N4148 Diode原理图及原件(yun jin)清单第21页/共22页第二十一页，共23页。谢谢您的观看(gunkn)！第22页/共22页第二十二页，共23页。NoImage内容(nirng)总结6.2 超声波传感器（压电式）一、基本结构。类型：发射型/接收型/收发一体。6