HC-SR04_дальномер ультразвуковой

Дальномер ультразвуковой Это один из самых популярных модулей при конструировании различных любительских систем автоматизации и органов “осязания“ любительских роботов. Кроме очевидного применения в качестве измерителя расстояния (например, в баке для определения уровня воды), модуль можно использовать и как датчик присутствия, и как сенсор для парковки или для счета предметов.

 

Принцип работы модуля заключается в измерении времени, за которое ультразвуковой импульс достигает преграды и возвращается обратно. Для запуска процесса измерения на вход “TRIG” надо подать положительный ИМПУЛЬС ЗАПУСКА длительностью 10-20mkS. После окончания(!) этого импульса внутренний автомат вырабатывает пачку из 8 периодов ультразвука частотой 40kHz, которая излучается пьезоэлементом “T” (Transmitter). Через примерно 500mkS после окончания ИМПУЛЬСА ЗАПУСКА выход “ECHO” переходит из низкого состояния в высокое, а подключенный к этой линии контроллер должен начать отсчет времени. В момент, когда ультразвуковая пачка вернется обратно и попадет в приемник “R” (Receiver) выход “ECHO” вернется в низкое состояние, а контроллер должен зафиксировать длительность положительного импульса на этой линии. Вычисление расстояния возлагается на контроллер, в качестве которого обычно используется один из наборов АРДУИНО. Формула расчета простая: РАССТОЯНИЕ = ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА “ECHO” * СКОРОСТЬ ЗВУКА /2. Для справки, импульс длительностью 1mS соответствует расстоянию около 171mm. Следует помнить, что скорость звука зависит от температуры, влажности, давления и состава воздуха. Так, например, в стандартном воздухе скорость звука для температуры 0°C равна 331.5, для 20°C – 343.1 и для 50°C - 360.3 m/s. В соответствии с этими значениями будут изменяться и показания дальномера (1.7% на каждые 10°C). Для увеличения точности можно предусмотреть процесс калибровки, который производится непосредственно перед началом измерений.

 

Дискретность измерения расстояния во многом определяется дискретностью измерения времени контроллером. При стабильном питании модуль имеет джиттер (нестабильность длительности импульса) эквивалентный 1-3мм расстояния. Поэтому необходимо, чтобы контроллер проводил измерение времени с дискретностью не более 5-10 mkS. Напомним, что практически в любом микроконтроллере имеется таймер с режимом работы ЗАХВАТ – он предназначен именно для таких задач.

 

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

 

Диапазон измерения растояния:		0,03...4м
Частота ультразвуковых импульсов:		40 кГц
Угол обзора:		30°
Интерфейс:		2 линии TTL
Выходная информация: импульс		0,15...25mS
Напряжение питания:		5V DC
Габаритные размеры:		45x20x15мм
Комплектность:		Плата в сборе