时间:2023-05-23 18:15
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超声波传感器应用起来原理简单,也很方便,成本也很低。但是目前的超声波传感器都有一些缺点,比如,反射问题,噪音,交叉问题。反射问题如果被探测物体在合适的角度,那超声波传感器将会获得正确的角度。但是不幸的是,在实际使用中,很少被探测物体是能被正确的检测的。 其中可能会出现几种误差: 三角误差当被测物体与传感器成一定角度的时候,所探测的距离和实际距离有个三角误差。镜面反射这个问题和高中物理中所学的光的反射是一样的。在特定的角度下,发出的声波被光滑的物体镜面反射出去,因此无法产生回波,也就无法产生距离读数。这时超声波传感器会忽视这个物体的存在。多次反射这种现象在探测墙角或者类似结构的物体时比较常见。声波经过多次反弹才被传感器接收到,因此实际的探测值并不是真实的距离值。这些问题可以通过使用多个按照一定角度排列的超声波圈来解决。通过探测多个超声波的返回值,用来筛选出正确的读数。
接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小,红外接收二极管收到的信号较弱,所以接收端就要增加高增益放大电路。
超声波测距原理框图产品应用领域机器人避障、物体测距、液位检测、公共安防、停车场检测。主要技术参数接线方式及工作原理接线方式:VCC、trig(控制端)、 echo(接收端)、 GND。如图4所示,超声波传感器基本工作原理如下: 采用IO口TRIG触发测距,给大于10us的高电平信号;模块自动发送8个40KHz的方波,自动检测是否有信号返回;有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340m/s))/2。传感器的方向图控制方式本模块使用方法简单,通过嵌入式微处理器控制口发一个10us以上的高电平,启动超声波传感器模块发出8个40KHz的周期电平。然后开启定时器,再延时100us左右以避免发射探头的余振的干扰。接着通过在while循环中查询外部中断是不是已经捕获到回波信号,一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到接收到的回响信号的时间间隔就可以计算得到距离。
所示为超声测距模块的时序图,根据时序图,可以知道,回响信号的高电平就是我们用来测量距离的重要,通过距离与速度和时间的关系,从而求得相应的距离。超声测距时序图一个 10us 以上脉冲触发信号,该模块内部将发出 8次40KHz 周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号,回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号的时间间隔可以计算得到距离。建议测量周期为 60ms 以上,以发射信号对回响信号的影响。