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hc-sr04超声波传感器的原理和应用

2022-01-17 08:34分类:传感器 阅读:

 

  HC-SR04超音波感应器控制模块数据信息

  1. 工作标准电压:5V

  2. 静态数据电流量:《2mA

  3. 检测间距:2~450cm

  4. 脚位:VCC、Trig、Echo、GND

  VCC插线正级

  GND插线负级

  Trig是感应器开启数据信号键入脚位

  Echo是感应器激光测距数据信息輸出脚位

  hc-sr04超音波控制器的基本原理

  选用IO开启激光测距,开启数据信号键入端(Trig)键入一个10微秒之上的上拉电阻数据信号,超声波推送口接到数据信号全自动推送8个40Hz波形,与此同时运行计时器,待感应器传输到雷达回波则终止记时并輸出回应数据信号,回荡数据信号脉冲宽度与所测距离正比例。依据间隔时间能够测算间距,公式计算:间距=(上拉电阻時间*波速)/2.

  应用I2C协议书,一个CPU可操纵好几个感应器。

  单片机设计向控制模块的Trig脚位传出最少10μs的上拉电阻数据信号以开启感应器激光测距。控制模块全自动推送8个40kHz的波形,控制模块自动识别是不是有数据信号回到。

  当有数据信号回到时,根据IO輸出一上拉电阻,该上拉电阻不断的时间就是超音波从发送到返还的時间。时间单位 一般为微秒(μs),波速约为344m/s,

  则可推论:

  检测间距(m)= [上拉电阻時间(μs)×10^(-6)×波速(344m/s)]/2

  = 上拉电阻時间(μs)×172/10^6

  这时的检测间距的公司为米,变换为公分则

  检测间距(cm)= 上拉电阻時间(μs)×172/10^6×100

  = 上拉电阻時间(μs)/58

  hc-sr04超音波感应器运用

  因为用超音波检测间距并并不是一个点精确测量。超音波感应器具备一定的蔓延特点,发送的超声波动能关键聚集在主波瓣上,顺着主波轴两边呈海浪型衰减系数,上下约30°的传播角。实际上,间距测算是根据超音波取得成功、竖直的反射面为名下实现的。但针对工业机械手难以保障其本身健身运动姿势的可靠性,选用超音波感应器固定不动在工业机械手车体的检测方法,当工业机械手偏移平行面墙壁时,探测器通常难以获得具体的间距。此外,超音波这类散发特点在运用于精确测量阻碍物的情况下,只有给予总体目标阻碍物的距離信息内容,而无法给予总体目标的角度和界限信息内容。因而必须用好几个超声波感应器及其别的感应器一同工作中。

  运用6个超音波感应器,两侧对称性置放,每20夹角一个,一侧视角为40,60,80度。检测盲点在15cm之内,总体检测视角150度之上,能够运用。

  提议精确测量周期时间60ms之上,避免 发送数据信号受回荡数据信号危害。

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