国外很知名的DIY手艺制造网站Instructable近来新发布了一个DIY:运用常见的HC-SR04超声波模块来扩展丈量规模。
规模的扩展是建立在传感器模块视野规模缩小的基础上的,经过对抛物面运用反应元件来完成。HC-SR04 模块未做任何改动,可是,外部添加了一个消隐电路,用来疏忽反应元件到抛物面的反射。
此制造中,HC-SR04衔接至Arduino Uno便于在规范PC1602 LCD(16X2)显现器显现所丈量的间隔,间隔还能够经过USB接口发送至串行链路。关于室外试验体系,能够经过运用移动电源的USB衔接器供电。试验过程中,最大间隔可到达9.24米。
Step 1: 抛物面反射镜
所述HC SR04超声波传感器的规范默许15度的测定视点。当馈电元件用于抛物面时,盘能被彻底照亮它需要被放置在从盘满足的间隔。浅盘是必需的,以便与焦距相匹配。
这儿把直径宽250mm、深度16mm的炒锅用来做抛物面,规范核算为声响在空气中在40 kHz标明24.4cm的焦距和2.31度的FOV/波束宽度。FOV/波束宽度从15度至2.3度的下降趋势用来供给添加的丈量规模。
油锅手柄设备被改装:铝管缠绕在手柄托架,以构成支撑梁。所述HC SR04传感器被固定在沿着抛物面的直径24厘米的间隔的中心线。
Step 2: 消隐电路的必要性
当一个狭隘的正向脉冲触发时,HC-SR04传感器会输出正向回波脉冲。在正常运转中,回声脉冲的宽度是正比于所需的40kHz的脉冲列的到往复间隔到反射目标的时刻。
空气中330m/s的的标称声速中一个1毫秒脉冲宽度对应于必定规模的16.5cm和33cm的双向跋涉。因而具有24cm的运送间隔的间隔将对应于1.45ms或1450us。需不需要供给消隐电路疏忽此较短的间隔从抛物面到反射目标间隔越长,不能确认。
显现的消隐电路内置了三个单稳多谐振荡器电路,施密特反相门。消隐电路的输出拉对应于高信号的要求的检测阈值低至2.5ms,使得40cm的间隔被疏忽。
此值介于24 mm与48cm之间,使从馈电点的前部的最小间隔能够被丈量。
没有消隐电路的情况下,电路上间隔会显现是23cm。
Step 3: 关于修正HC-SR04的消隐
研讨HC-SR04的电路后,观察到从OTP控制器的引脚9的阈值信号经过75kΩ的电阻衔接到针脚2 LM324 U2A。
但是,当与实践HC-SR04硬件相比较之后,咱们发现,LM324被标记为U1。
附加消隐电路的第消隐输出被衔接到针脚2 U2A的详细根据电路图和引脚2 U1的依照硬件。
一般有4个衔接到HC-SR04:: Vcc,触发,Echo和GND,标志着空白的附加导线现在参加第五根衔接导线。
Step 4: 根据Arduino的面包板和原理图
该Fritzing图显现了面包板和原理图整个体系:超声波传感器和LCD是根据规范要求衔接的,而且做好了记载;原型电路板接线上穿孔的电路板,预估屏蔽Arduino Uno;LCD显现屏衔接到电路板的顶部;关于室外试验体系是经过USB接口运用的是移动电源供电。