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超声波传感器如何工作?

2021-01-28 09:37:32

带有Arduino的HC-SR04超声波传感器

带Arduino的超声波传感器HC-SR04。

您可能看到了他的行动!它们出现在zui先进的汽车著名的“停车传感器”中。当您离墙壁,其他车辆或障碍物太近时会吹口哨的人。除了检测障碍物的存在之外,我们还可以测量到障碍物的距离。因此,除汽车外,它们还广泛用于工厂,工业过程自动化,机器人技术甚至医学中。

超声波传感器

所述超声波传感器包括一个发射器和声波的接收器。可以将它们与一起工作的扬声器和麦克风进行比较。但是,两者都以大约40,000 Hz(或40KHz)的高频波工作。它比我们的耳朵所能感知的高得多。人耳通常可以看到20到20,000 Hz之间的波,而超声波传感器发出的信号不会被我们注意到。” 带有Arduino的超声波传感器HC-SR04 ”

与障碍物碰撞而发出的信号被反射回传感器。在整个过程中,该单元是一种高精度的运行“时钟”。因此,我们可以找出信号从广播到返回所花费的时间。由于空气中的声速是已知的,因此有可能通过障碍物并返回障碍物并计算传感器与障碍物之间的距离所需的信号占有时间。为此,我们考虑下式中的空气声速(340 m / s):


d =(V * T)/ 2


要么:

d =传感器与障碍物之间的距离(我们发现的)。

V =空气中的声速(340 m / s)。

T =信号从传感器移至障碍物并向后移动所需的时间(超声波传感器模块测量的时间)。

传感器测得的时间在那里被二分频实际上就是往返时间,这是我们想知道的距离的两倍。


探针详细信息

有来自不同制造商的具有某些特殊功能的超声波传感器。在我们的项目中,我们将使用HC-SR04超声波距离传感器,该传感器非常常见,精度高且价格合理。

这些模块有四个引脚,非常易于与Arduino,BASIC Stamp Parallax,PIC等微控制器一起使用。在我们的示例中,我们将使用Arduino,两个引脚用于为传感器供电,一个引脚用于触发超声信号,另一个用于测量返回传感器所需的时间。一些是带有Parallax PING)))的超声波传感器,它只有三个引脚,并使用单个引脚拉动脉冲并测量响应时间。如果您的传感器只有三个连接引脚,并且应该正确调整Arduino代码。

VCC电源模块,带+5 V。:

触发:触发以拉动超声波脉冲。要拉动,引脚至少要保持高电平10us。

回波:生成一个脉冲,其长度为传感器接收到脉冲回波所需的时间。

Gnd:地球。

请记住,超声波传感器的工作方式受到限制。您必须首先考虑要尝试检测的障碍。如果障碍物太小,则可能无法生成足以被反馈传感器感知到的信号。如果障碍物没有放在传感器的正前方,则可能读数不准确,甚至可能识别出障碍物的存在。最后,传感器工作的距离范围在2cm和4m之间,并且每个传感器的距离可能有所不同。无论如何,无论这些限制如何,这些传感器都非常有趣,并且非常适合许多应用。


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