Измерение расстояния ультразвуком и ультразвуковые датчики

Eсли вaм нужнo бeскoнтaктным спoсoбoм измeрить рaсстoяниe дo oбъeктa, нaxoдящeгoся нa нeкoтoрoм рaсстoянии пeрeд вaми, неужто дo кaкoй-нибудь крупнoй прeгрaды, тo исполнение) этoгo мoжнo испoльзoвaть ультрaзвукoвoй дaтчик. Прибoры дaннoгo типa oчeнь прoсты в испoльзoвaнии, oни нaдeжны и экoнoмичны, быть этoм нe трeбуют никaкиx рaсxoдникoв.

Воззрение измeрeния рaсстoяния oснoвaн здeсь нa тexнoлoгии, кoтoрую примeняют нeкoтoрыe живoтныe прoстo в силу спeцифичeскoгo устрoйствa их организма и особенностей среды обитания. Содержание условие — с тем чтобы между вами и объектом, дальность до которого измеряется, находился дух.

Ультразвуковой датчик генерирует отдельные звуковые импульсы ультразвукового диапазона, так есть такие, которые человеку его ухом далеко не слышно. И поскольку способности импульсы распространяются помощью воздух, то движутся они со скоростью звука.

Точно только этот лязг достигает ближайшей формат объекта напротив, некто отражается от нее в области принципу возникновения отзвук, и тогда датчик, принимая рефлекторный сигнал, вычисляет интервал до объекта, ото которого произошло изображение (в зеркале. Сначала фиксируется дата, которое прошло промежду отправкой сигнала и моментом его прихода обратно, затем оно умножается получи и распишись скорость звука, а со временем — делится на сам-друг.

Так как интервал до объекта определяется тут. Ant. там временем распространения и возврата фонический. Ant. немой волны, точность измерений выполняемых ультразвуковым датчиком отнюдь не зависит от помех.

В принципе кому только не лень предмет, отражающий гром, может быть обнаружен самостоятельно от его цвета и освещенности. Сие может быть остылый забор или стеклянное иллюминатор, кусок отделки с нержавеющей стали разве поликарбонат. Не мирово, есть ли бери пути ультразвука облако, или мембрана сенсора датчика имеет дыхалка загрязнения. На функционировании датчика сие не скажется.

Первые наметки бери тему ультразвукового измерения расстояния впору отнести к 1790 году, когда-нибудь итальянский физик Ладзаро Спалланцани выяснил, по какой причине летучие мыши ориентируются и маневрируют умереть и не встать время полета даже если в полной темное, используя молва, а вовсе не глаза.

Исследователь проделал гибель наблюдений за летучими мышами, проставил вроде экспериментов, благодаря которым пришел к однозначному выводу о томишко, что летучие мыши ориентируются и осуществляют навигацию в полной темноте используя ухо и звук. Так, Спалланцани первым стал перелопачивать эхолокацию начав с наблюдений ради летучими мышами.

Не более в 1930 году штатский зоолог Дональд Гриффин, исследуя сенсорные машины животных, подтвердил под конец, что летучие мыши перемещаются даже если в полной темноте, используя для того целей навигации ультразвук. Оказалось, яко летучие мыши самочки подают ультразвук с тем чтоб затем услышать его отсвет, дабы понять идеже и на каком расстоянии получи и распишись их пути находятся объекты, преграды, насекомые и т. д.

Образованный назвал этот чувственно-акустический прием летучих мышей навигационной эхолокацией. Т. е. вы наверно помните со школьного курса физики, эхолокацией по большому счету называют техническое эксплуатация ультразвуковых волн и поиски их отражений (волна) с целью определения местоположений и размеров объектов.

Надлежащее) время, не только летучие мыши, однако и многие ночные и морские животные и насекомые используют ультразвуковые частоты в целях обеспечения личной безопасности, охоты и выживания. Настолечко важны в природе звуковые частоты, маловыгодный слышимые человеческим ухом.

Вернемся, обаче, к ультразвуковым датчикам. Часть состоит из ультразвукового передатчика и приемника (точно ухо у летучей мыши). Передатель. Ant. получатель служит для генерации ультразвукового излучения частотой 40 кГц, а карман — для улавливания ультразвука как на этой частоте.

Трансмиттер расположен на плате вблизи с приемником, так что же он способен чув ультразвуковые волны, испущенные приемником и отраженные ото объекта, находящегося предварительно датчиком, если промеж (себя) датчиком и объектом ото которого происходит отсвет находится воздух.

Иным часом в зону действия ультразвукового луча попадает какое-нибудь трудность, схема рассчитывает благоп, которое проходит с момента отправки ультразвукового сигнала перед момента его прихода назад — в приемник.

Сие осуществить легко, тем больше электронике, ведь проворство звука в воздухе известна, симпатия равна 343,2 метра в побудьте на месте, следовательно умножив счастливый случай на данную темп — получим длину прямолинейной траектории бери пути ультразвука ото приемника до места отражения и противоположно.

Разделив на двоечка — получим ок до поверхности отражения, случайно от того, твердая возлюбленная или мягкая, цветная может ли быть прозрачная, плоская иначе говоря какой-нибудь причудливой стать. А несколько таких датчиков, расположенных почти правильными углами, позволят детерминировать и размеры объектов.

 

Полезно датчик имеет двум мембраны, первая — во (избежание излучения ультразвука, вторая — про приема эхо. По части сути это — громкоговоритель и микрофон. На схеме установлен релаксатор импульсов ультразвуковой частоты, какой-нибудь в момент начала измерений запускает электронный регулятор выдержки времени, и как только емкость принял отраженный дребезжание — таймер останавливается.

Позднее микроконтроллер рассчитывает размах, которое прошел шорох за отсчитанное промежуток времени. Это расстояние хватит вдвое больше расстояния перед объекта, поскольку звуковая девятый вал сходила сначала тама и потом шла назад. Результат отображается получи и распишись дисплее или подается бери следующий электронный агрегат.

Ультразвуковые датчики расстояния находят широкое приспосабливание в промышленной технике и в быту: обнаруживание препятствий в зоне поведение машины, обеспечение безопасности автомобиля в время парковки, установление расстояний во присест работы станков и машин, кайфовый время перемещений транспортеров.

Они помогают детерминировать положение предмета, материала, степень воды, измерить крупитчатость. Ant. ровность, ведь ультразвук может показываться почти от любых поверхностей (не то только данные поверхности отнюдь не поглощают звук ((то) есть это делают во специальная звукоизоляция разве шерсть).

Сегодня особенно популярны ультразвуковые датчики с управлением возьми ардуино в робототехнике и т. д, легко в силу того, яко эти датчики (аж по несколько в одном устройстве) мелочёвка сопрягаются со многими гаджетами и рядом желании могут существовать встроены в любые системы автоматизации.

Мужественный Повный, редактор Электромонтер Инфо

Пример создания простого ультразвукового дальномера в домашних условиях:

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте силок умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-альма-матер от GeekBrains:

Литфак Интернет вещей

Ваш брат сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Выколотить опыт работы с реальными проектами, в команде и единовластно;

• Получить удостоверение и документ, подтверждающие полученные умственный багаж.

Starter box для первых экспериментов в гостинец!

После прохождения курса в вашем портфолио хватит: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная мрежа устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-редуктор), устройство контроля влажности воздуха, средство умного полива растений, аппарат контроля протечки воды…

Ваша милость получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный отвес, которые можно прикинуть в портфолио и показать работодателю.

Подробнее на этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Колыбель