工作頻率:壓電晶片的共振頻率,波長(zhǎng)越長(zhǎng),,頻率越小,,檢測(cè)距離越大但是精度會(huì)降低。
靈敏度:輸出功率越高,,靈敏度高。
波束角:以傳感器中軸線延長(zhǎng)線為軸,,能量強(qiáng)度減少一半(-3dB)處,,這個(gè)角度被稱為波束角??梢岳斫鉃?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/超聲波" target="_blank">超聲波的指向性,。該數(shù)值越大,,容易測(cè)到周圍物體
盲區(qū):超聲波無法檢測(cè)到的距離值
傳感器分類:
超聲波傳感器的種類有很多,根據(jù)不同分類方法有以下幾類:以使用方法可分為收發(fā)一體型,、收發(fā)分體型(收發(fā)各一只);以據(jù)結(jié)構(gòu)可分為開放型,、防水型、高頻型等;以使用環(huán)境可分為空氣中和水聲,、固體換能器;
測(cè)量原理:
聲音在空氣中的速度已知,,并隨溫度變化而變化,溫度與聲速的關(guān)系:V=331.3+0.607°C,, 超聲波傳播時(shí)間由模塊獲得,,距離就可知。高度h可由h=H-S求得
rc="http://img.chinaaet.com/images/2019/06/22/6369679826210380773630127.png" title="5d09de8140618-thumb.png" alt="5d09de8140618-thumb.png"/>
因?yàn)橹白鲞^超聲波測(cè)量的課程設(shè)計(jì),,用的是分立元件搭起來的電路,,可分為3各部分:第一個(gè)為超聲波發(fā)射電路,用555電路產(chǎn)生的40KHz的方波并上RC非門產(chǎn)生4Hz的方波,,產(chǎn)生的波形如下(即模塊的多少秒脈沖信號(hào))第二部分為接收電路,,將收到的信號(hào)進(jìn)行放大、比較在經(jīng)觸發(fā)(器)電路得到返回時(shí)間波形,。第三部分是功率驅(qū)動(dòng)電路,。詳細(xì)的波形如下圖2
當(dāng)時(shí)對(duì)模電內(nèi)容真的不是很了解,對(duì)原件的選型都不清楚的,,所以大家都會(huì)用同一種電路,,減少工作量嘛,當(dāng)時(shí)放大器選的op37,,op07應(yīng)該能用,,這個(gè)要兩級(jí)放大。這個(gè)調(diào)試的過程就不詳細(xì)說了,,有點(diǎn)曲折,,也是因?yàn)椴惶斫饽M的東西。測(cè)出來的有1m多吧,,但是要求只看你的波形,,不要求精度,所以就完成了,。當(dāng)然自己設(shè)計(jì)的模擬類的東西是效果肯定是沒有人家研究出來模塊的好,,這是肯定的可能當(dāng)時(shí)也就為了完成這個(gè)任務(wù)而已。也因?yàn)橹白鲞^,,比較熟悉,,所以才選這個(gè)課題,,當(dāng)然上面的不是畢設(shè)的作品,,只是簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì),,介紹只是為了讓大家先了解了解電路,直接用模塊就不是涉及這些了,。
回歸到正題
超聲波模塊用的是KS103這款,,測(cè)量范圍大,可選擇多種量程測(cè)量和多種測(cè)量指令可返回時(shí)間和距離,,模塊內(nèi)含有溫度傳感器,可進(jìn)行溫度補(bǔ)償,,補(bǔ)償后精度最高可達(dá)到毫米級(jí),,系統(tǒng)穩(wěn)定。使用也比較方便,,該模塊由兩種接口IIC,、TTL串口,可通過硬件連接選擇,。
最簡(jiǎn)單的是串口模式,,串口發(fā)送16進(jìn)制的指令,串口中斷要判斷高電位且接受完數(shù)據(jù)后要清除接收寄存器,,不然容易造成接收錯(cuò)誤,,這個(gè)就是核心,簡(jiǎn)單但是容易出錯(cuò),。當(dāng)然建議先用USB—TTL連接器電腦,,用串口助手先調(diào)試,弄清楚數(shù)據(jù)類型,,指令發(fā)送,,最后應(yīng)用在單片機(jī)上。STM32串口發(fā)送還是有個(gè)小問題,,這是我后來才發(fā)現(xiàn)的,,但不影響該作品的功能,在下個(gè)帖子我會(huì)涉及到,。
顯示屏用的是0.91寸OLED屏,,屏幕小,IIC接口,,就4pin線,。
wifi傳輸數(shù)據(jù)用的是ESP8266這個(gè)模塊,把它配置成路由器模式與單片機(jī)連接,,將數(shù)據(jù)通過WIFI發(fā)送至移動(dòng)終端,。也是先連接到電腦。用串口助手進(jìn)行AT指令調(diào)試。
單片機(jī)我用的是stm32F103ZET6,,其實(shí)用小的芯片就夠了比如說48pin的RCT6之類的,,雙串口就行了。但串口也可以,,超聲波模塊就要改用IIC,。
硬件部分就是這樣,在作品中軟件加入了按鍵選擇測(cè)量模式的功能,,可選擇發(fā)送不同的測(cè)試指令,。
成品:
畢設(shè)做的不是做的太好,也很丑,,總體的測(cè)距功能是能實(shí)現(xiàn)的精度也夠,,這個(gè)不一定用來測(cè)液面的,正常測(cè)距就可以,,液面低的時(shí)候會(huì)測(cè)不準(zhǔn),。備注下:不同物體對(duì)超聲波的反射吸收不一樣,會(huì)有一定的誤差,。