【Arduino】108種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料+代碼+圖形+仿真）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 10:26

規(guī)格：
1.PCB尺寸：47mm(長(zhǎng))*19mm(寬)*1.6mm(厚)
2.LED：5mm紅發(fā)紅發(fā)光二極管
3.排阻阻值470歐姆或者1000歐姆

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 10:47

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 10:50

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 10:54

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（56）
實(shí)驗(yàn)五十六： 8路LED流水燈跑馬燈模塊SUNLEPHANT
*/
int BASE = 6 ;
int NUM = 8;
void setup()
{
for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
{
pinMode(i, OUTPUT);
}
}
void loop()
{
for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
{
digitalWrite(i, LOW);
delay(200);
}
for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++)
{
digitalWrite(i, HIGH);
delay(200);
}
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 10:56

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 11:15

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（56）
實(shí)驗(yàn)五十六： 8路LED流水燈跑馬燈模塊SUNLEPHANT
程序之二，流水燈效果：全滅的燈逐個(gè)往一邊點(diǎn)亮，再逐
個(gè)往開(kāi)始端滅掉，循環(huán)即可，當(dāng)然也可以其它效果，可自己設(shè)定
*/
int led1 = 6;
int led2 = 7;
int led3 = 8;
int led4 = 9;
int led5 = 10;
int led6 = 11;
int led7 = 12;
int led8 = 13;
int i;
void setup() {
for (i = 6; i < 14; i++)
{
pinMode(i, OUTPUT);
}
}
void loop() {
for (i = 5; i < 14; i++)
{
digitalWrite(i, HIGH);
delay(100);
} for (i = 13; i > 5; i--)
{
digitalWrite(i, LOW);
delay(100);
}
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 11:30

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（56）
實(shí)驗(yàn)五十六： 8路LED流水燈跑馬燈模塊SUNLEPHANT
程序之三，控制多個(gè)LED實(shí)現(xiàn)多種閃爍效果
*/
int led1 = 6;
int led2 = 7;
int led3 = 8;
int led4 = 9;
int led5 = 10;
int led6 = 11;
int led7 = 12;
int led8 = 13;
int n;
void setup()
{
for(n=6;n<=13;n++)
{
pinMode(n, OUTPUT);
}
}
void loop()
{
turn1();
clean();
turn2();
clean();
turn3();
clean();
}
void turn1()
{
for(n=6;n<=13;n++)
{
digitalWrite(n,HIGH);
delay(300);
}
for(n=6;n<=13;n++)
{
digitalWrite(n,LOW);
delay(300);
}
}
void turn2()
{ for(int x=0;x<=2;x++)
{
for(n=6;n<=13;n++)
{
digitalWrite(n,HIGH);
}
delay(300);
for(n=6;n<=13;n++)
{
digitalWrite(n,LOW);
}
delay(300);
}
}
void turn3()
{
for(int x=0;x<=2;x++)
{
digitalWrite(6,HIGH);
digitalWrite(7,HIGH);
for(n=8;n<=13;n++){
digitalWrite(n,LOW);
}
delay(300);
digitalWrite(10,HIGH);
digitalWrite(11,HIGH);
digitalWrite(6,LOW);
digitalWrite(7,LOW);
digitalWrite(8,LOW);
digitalWrite(9,LOW);
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(13,LOW);
delay(300);
digitalWrite(12,HIGH);
digitalWrite(13,HIGH);
for(n=6;n<=11;n++){
digitalWrite(n,LOW);
}
delay(300);
}
}
void clean()
{ for(n=6;n<=13;n++)
{
digitalWrite(n,LOW);
}
delay(300);
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-12 19:16

實(shí)驗(yàn)五十七：四檔脈沖頻率占空比可調(diào)模塊矩形波信號(hào)發(fā)生器（NE555）

NE555 （Timer IC）
為8腳時(shí)基集成電路，大約在1971年由Signetics Corporation發(fā)布，在當(dāng)時(shí)是唯一非�？焖偾疑虡I(yè)化的Timer IC，在往后的40年中非常普遍被使用，且延伸出許多的應(yīng)用電路，后來(lái)基于CMOS技術(shù)版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原規(guī)格的NE555依然正常的在市場(chǎng)上供應(yīng)，盡管新版IC在功能上有部份的改善，但其腳位功能并沒(méi)變化，所以到目前都可直接的代用。NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號(hào)，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào)。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 07:19

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 07:35

工作原理
555定時(shí)器由3個(gè)阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器、兩個(gè)電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電三極管TD和緩沖反相器G4組成。R1、R2、R3對(duì)供電Vcc分壓，使N1比較器基準(zhǔn)端（同相輸入端）電壓為1/3Vcc，N2基準(zhǔn)端（反相輸入端）電壓為2/3Vcc。芯片5腳為調(diào)整端，接入上拉或下拉電阻時(shí)，可改變兩個(gè)基準(zhǔn)端電壓的高低。兩路比較器的輸出端與R-S觸發(fā)器的置位和復(fù)位相接，從而決定芯片3腳輸出端的電平狀態(tài)。當(dāng)芯片2腳（/TR端）輸入信號(hào)電壓低于1/3Vcc時(shí)，N1輸出端為“0”，R-S觸發(fā)器被置位，芯片3腳變高電平，（在復(fù)位信號(hào)未輸入之前）并保持；當(dāng)芯片6腳輸入電壓高于2/3Vcc時(shí)，N2輸出端為“1”，R-S觸發(fā)器被復(fù)位（在置位信號(hào)未輸入之前）并保持。芯片4為優(yōu)先復(fù)位端（低電平有效），不用時(shí)可接Vcc。顯然，作為開(kāi)關(guān)電路應(yīng)用時(shí)，只要控制芯片2腳電壓低于1/3Vcc，電路處于“開(kāi)”態(tài)（3腳為“1”）；控制芯片6腳高于2/3Vcc，電路即處于“關(guān)”態(tài)（3腳為“0”），即為開(kāi)關(guān)（雙穩(wěn)態(tài)）電路。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 07:43

主要特點(diǎn)
1.只需簡(jiǎn)單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。
2.它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。
3.其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。
4.它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。
5.NE555時(shí)基電路，為電壓比較器和R-S基本觸發(fā)器的混成電路，可方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)（延時(shí)、定時(shí)）電路、雙穩(wěn)態(tài)（開(kāi)關(guān)）電路及無(wú)穩(wěn)態(tài)（振蕩）電路。其構(gòu)成電路之簡(jiǎn)便和應(yīng)用之廣，素有“萬(wàn)能電路”之稱。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 08:01

555主要由兩個(gè)電壓比較器，RS觸發(fā)器，一個(gè)三極管，三個(gè)5k電阻組成
1：電源負(fù)極 2：觸發(fā) 3：輸出 4：復(fù)位 (低電平有效)
5：控制 6：閾值 7：放電 8：電源正極

1腳為接地端；2腳為低電平觸發(fā)端，由此輸入低電平觸發(fā)脈沖；6腳為高電平觸發(fā)端，由此輸入高電平觸發(fā)脈沖；4腳為復(fù)位端，輸入負(fù)脈沖（或使其電壓低于0.7V）可使555定時(shí)器直接復(fù)位；5腳為電壓控制端，在此端外加電壓可以改變比較器的參考電壓，不用時(shí)，經(jīng)0.01uF的電容接地，以防止引入干擾；7腳為放電端，555定時(shí)器輸出低電平時(shí)，放電晶體管TD導(dǎo)通，外接電容元件通過(guò)TD放電；3腳為輸出端，輸出高電壓約低于電源電壓1V—3V，輸出電流可達(dá)200mA，因此可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、發(fā)光二極管、指示燈等；8腳為電源端，可在5V—18V范圍內(nèi)使用。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 08:06

四檔脈沖頻率占空比可調(diào)模塊

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 08:31

模塊說(shuō)明
1、尺寸：3.1CM*2.2CM
1、主要芯片：NE555；
2、輸入電壓:5V-15VDC。5V供電時(shí)，輸出電流可以在15MA左右；12V供電時(shí)，輸出電流可以在35MA左右；
3、輸入電流：≥100MA
4、輸出幅度：4.2V V-PP至11.4V V-PP.（根據(jù)輸入電壓不同，輸出幅度會(huì)不一樣）
5、ZUI大輸出電流：≥15MA（5V供電，V-PP大于50%時(shí)），≥35MA（12V供電，V-PP大于50%時(shí)）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 08:39

模塊電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 08:44

頻率計(jì)算公式

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 08:47

模塊適用范圍
1.用作方波信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生方波信號(hào)供實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)使用。
2.用來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方波信號(hào)。
3.產(chǎn)生可調(diào)脈沖供MCU使用。
4.產(chǎn)生可調(diào)脈沖，控制相關(guān)的電路。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 09:31

模塊特點(diǎn)
1、輸出帶LED指示，有沒(méi)有輸出直接明了（低電平時(shí)LED量，高電平LED滅，頻率比較低時(shí)LED閃爍）；
2、輸出頻率范圍檔次可選，使輸出頻率更連續(xù)可調(diào)；
低頻檔：1Hz～50Hz
中頻檔：50Hz～1kHz
中高頻檔：1KHz～10kHz
高頻檔：10kHz～200kHz
3、輸出占空比可以微調(diào)，占空比和頻率不是分別可調(diào)的，調(diào)占空比會(huì)改變頻率
4、輸出頻率可調(diào)
周期T=0.7(RA+2RB)C （RA、RB為0-10K可調(diào)）
低頻檔時(shí)C=0.001UF
中頻檔時(shí)C=0.1UF
中高頻檔C=1UF
高頻檔時(shí)C=100UF
因此波形的頻率可以自己計(jì)算。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 09:39

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 11:49

注意事項(xiàng)
使用跳線帽更改頻率時(shí)，請(qǐng)先斷電，待跳帽接好后再重新上電。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 12:15

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 12:51

/*
【Arduino】66種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（57）
實(shí)驗(yàn)五十七：四檔脈沖頻率占空比可調(diào)矩形波模塊（NE555）
試試看波形如何
*/
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(A0,INPUT);
}
void loop()
{
int val;
val=analogRead(A0);
Serial.println(val,DEC);
delay(100);
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 12:53

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 13:05

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 13:20

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 13:39

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 14:28

本帖最后由 eagler8 于 2019-7-22 15:05 編輯

實(shí)驗(yàn)五十八： HC-SR04超聲波測(cè)距傳感器模塊（4鎮(zhèn)通用款）

超聲波探頭
是在超聲波檢測(cè)過(guò)程中發(fā)射和接收超聲波的裝置。探頭的性能直接影響超聲波的特性，影響超聲波的檢測(cè)性能。在超聲檢測(cè)中使用的探頭，是利用材料的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能、聲能轉(zhuǎn)換的換能器。探頭中的關(guān)鍵部件是晶片，晶片是一個(gè)具有壓電效應(yīng)的單晶或者多晶體薄片，它的作用是將電能和聲能互相轉(zhuǎn)換。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 15:10

菲律賓眼鏡猴會(huì)用超聲波進(jìn)行交流
菲律賓眼鏡猴因?yàn)橐浑p又圓又大且水汪汪的茶色大眼睛而被人們所知，在人們的印象中它有著讓人難以置信的小型身材，在它們小小的臉龐上，長(zhǎng)著兩只圓溜溜的特別大的眼睛，眼珠的直徑可以超過(guò)1厘米，和它的小身體很不相稱，好像戴著一副特大的舊式老花眼鏡。所以，人們給它起了一個(gè)十分形象的名字：眼鏡猴。它們大多時(shí)候都是“沉默寡言”的形象。但來(lái)自加利福尼亞洪堡加州州立大學(xué)的科學(xué)家近日研究發(fā)現(xiàn)，其實(shí)菲律賓眼鏡猴是不折不扣的“話匣子”，它們時(shí)刻都在發(fā)出一種超聲波，只不過(guò)捕食者無(wú)法聽(tīng)到而已。據(jù)了解，研究人員發(fā)現(xiàn)這種眼鏡猴發(fā)出聲音的“最小頻率”可達(dá)到67千赫，比陸地上任何一種嚙齒動(dòng)物和蝙蝠發(fā)出的音量都要高很多，甚至偶爾還能飆升到70千赫。眾所周知，任何聲音只要達(dá)到20千赫以上，就很難被人們所聽(tīng)見(jiàn)，就連聽(tīng)力一向很敏銳的狗，也只能聽(tīng)到23千赫的聲音。而眼鏡猴甚至可以直接聽(tīng)到90千赫的聲音。最為特別的是，在眼鏡猴的群體中彼此傳遞著一種秘密的語(yǔ)言，這種語(yǔ)言會(huì)提醒對(duì)方注意捕食者的危險(xiǎn)。研究人員表示，超聲波的音頻對(duì)信號(hào)發(fā)出者和接受者都十分有用，因?yàn)檫@樣捕食者就很難從聲音的來(lái)源進(jìn)行定位，這樣尋找起來(lái)就十分有難度了。甚至眼鏡猴還可以在獵物旁“竊竊私語(yǔ)”，它們所捕捉的典型獵物為蟋蟀、螳螂、以及蛾子等昆蟲(chóng)，最為特別的是，眼鏡猴還能自動(dòng)屏蔽使它們分散注意力的低周波叢林噪音。研究人員表示，在動(dòng)物王國(guó)不僅眼鏡猴有這樣的超能力，鯨魚(yú)和貓也同樣能夠在超聲波范圍內(nèi)彼此溝通交流。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 15:23

超聲波
蝙蝠和某些海洋動(dòng)物都能夠利用高頻率的聲音進(jìn)行回聲定位或信息交流。它們能通過(guò)口腔或鼻腔把從喉部產(chǎn)生的超聲波發(fā)射出去，利用折回的聲波來(lái)定向，并判定附近物體的位置、大小以及是否在移動(dòng)。超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大于人的聽(tīng)覺(jué)上限而得名�？茖W(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲(Hz)。我們?nèi)祟惗淠苈?tīng)到的聲波頻率為20Hz-20000Hz。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個(gè)物體振動(dòng)的能量與振動(dòng)頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高，因而能量很大.在中國(guó)北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi)，就可以增加室內(nèi)空氣濕度，這就是超聲波加濕器的原理。如咽喉炎、氣管炎等疾病，很難利用血流使藥物到達(dá)患病的部位，利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠提高療效。利用超聲波巨大的能量還可以使人體內(nèi)的結(jié)石做劇烈的受迫振動(dòng)而破碎，從而減緩病痛，達(dá)到治愈的目的。超聲波在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用非常廣泛，可以對(duì)物品進(jìn)行殺菌消毒。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 15:38

超聲效應(yīng)
超聲效應(yīng)：當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于超聲波與介質(zhì)的相互作用，使介質(zhì)發(fā)生物理的和化學(xué)的變化，從而產(chǎn)生一系列力學(xué)的、熱學(xué)的、電磁學(xué)的和化學(xué)的超聲效應(yīng)，包括以下4種效應(yīng)：
①機(jī)械效應(yīng)。超聲波的機(jī)械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當(dāng)超聲波流體介質(zhì)中形成駐波時(shí)，懸浮在流體中的微小顆粒因受機(jī)械力的作用而凝聚在波節(jié)處，在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時(shí)，由于超聲波的機(jī)械作用而引起的感生電極化和感生磁化（見(jiàn)電介質(zhì)物理學(xué)和磁致伸縮）。
②空化作用。超聲波作用于液體時(shí)可產(chǎn)生大量小氣泡。一個(gè)原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力而形成負(fù)壓，壓強(qiáng)的降低使原來(lái)溶于液體的氣體過(guò)飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。另一原因是強(qiáng)大的拉應(yīng)力把液體“撕開(kāi)”成一空洞，稱為空化。空洞內(nèi)為液體蒸氣或溶于液體的另一種氣體，甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會(huì)隨周圍介質(zhì)的振動(dòng)而不斷運(yùn)動(dòng)、長(zhǎng)大或突然破滅。破滅時(shí)周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時(shí)產(chǎn)生激波。與空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷，并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。在液體中進(jìn)行超聲處理的技術(shù)大多與空化作用有關(guān)。
③熱效應(yīng)。由于超聲波頻率高，能量大，被介質(zhì)吸收時(shí)能產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)。
④化學(xué)效應(yīng)。超聲波的作用可促使發(fā)生或加速某些化學(xué)反應(yīng)。例如純的蒸餾水經(jīng)超聲處理后產(chǎn)生過(guò)氧化氫；溶有氮?dú)獾乃?jīng)超聲處理后產(chǎn)生亞硝酸；染料的水溶液經(jīng)超聲處理后會(huì)變色或退色。這些現(xiàn)象的發(fā)生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學(xué)物質(zhì)的水解、分解和聚合過(guò)程。超聲波對(duì)光化學(xué)和電化學(xué)過(guò)程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機(jī)物質(zhì)的水溶液經(jīng)超聲處理后，特征吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收，這表明空化作用使分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 16:15

超聲探頭
是利用超聲波的特性而研制的傳感器，超聲波傳感器的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。它是把成正方形的兩個(gè)壓電晶片(亦稱雙晶振子)按照相反的極性粘貼在一起，再引出兩個(gè)電極。壓電晶片上面有金屬震動(dòng)板和圓錐形振子。圓錐形振子具有很強(qiáng)的方向性，便于發(fā)送和接收超聲波。超聲波傳感器采用金屬或塑料外殼，其頂部有屏蔽柵。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 16:19

超聲探頭性能指標(biāo)
探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：
1、工作頻率
工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。
2、工作溫度
由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。
3、靈敏度
主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。
4、指向性
超聲波傳感器探測(cè)的范圍。

ID:510532 · 發(fā)表于 2019-7-13 16:44

樓主用的仿真軟件叫什么可以分享一下嗎？是不是mind+��？

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 16:47

測(cè)距原理
超聲波具有頻率較高，沿直線傳播、方向性好、繞射小、穿透力強(qiáng)、傳播速度慢(約340m/s,與聲速相同)等特點(diǎn)。超聲波對(duì)固體和液體的穿透能力強(qiáng)，尤其對(duì)于在陽(yáng)光下不透明的固體，可以穿透幾十m的深度。超聲波遇到雜質(zhì)或分界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射波，利用這一特性可構(gòu)成超聲波探傷儀或測(cè)距儀。超聲波遇到移動(dòng)物體時(shí)會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)(DopplerEffect)，使接收到的頻率發(fā)生變化，由此可制成多普勒測(cè)距系統(tǒng)。超聲波測(cè)距原理是超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波脈沖，經(jīng)媒質(zhì)(空氣)傳到物體表面，反射后通過(guò)媒質(zhì)(空氣)傳到接收探頭，測(cè)出超聲脈沖從發(fā)射到接收所需的時(shí)間，根據(jù)媒質(zhì)中的聲速，求得從探頭到物體表面之間的距離。設(shè)探頭到物體表面的距離為L(zhǎng),超聲在空氣中的傳播速為v,從發(fā)射到接收所需的傳播時(shí)間為t,則有：L=vt/2。由此可見(jiàn)，被測(cè)距離L與傳播時(shí)間之間具有確定的函數(shù)關(guān)系，只要能測(cè)出時(shí)間t,即可求出距離L,通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)直接在顯示器上顯示L的值。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 17:10

位差測(cè)距
超聲波傳感器與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行接口構(gòu)成距離檢測(cè)的硬件系統(tǒng)，在系統(tǒng)軟件的控制下，單片機(jī)向位差超聲波傳感器發(fā)送的一個(gè)觸發(fā)脈沖，位差超聲波傳感器被此脈沖觸發(fā)后會(huì)產(chǎn)生一道短40 kHz的脈沖電信號(hào)，此40 kHz的脈沖電信號(hào)通過(guò)激勵(lì)換能器處理以后，將轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)的能量，其振動(dòng)頻率約在20 kHz以上，由此形成了超聲波，該信號(hào)經(jīng)錐形"輻射口"處將超聲波信號(hào)在空氣中以每秒約1 130英尺的速度向外發(fā)射出去。當(dāng)發(fā)射出去的超聲波信號(hào)遇到障礙物以后，立即被反射回來(lái)。接收器接收到反射回來(lái)的超聲波信號(hào)后，通過(guò)其內(nèi)部轉(zhuǎn)換，將超聲波變成微弱的電振蕩，并將信號(hào)進(jìn)行放大，就可得到所需的脈沖信號(hào)，此脈沖信號(hào)再返回給單片機(jī)，表示回波被探測(cè)，這個(gè)脈沖寬度就是對(duì)應(yīng)于爆裂回聲返回到傳感器所需時(shí)間，其時(shí)序如圖所示。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 17:15

HC-SR04超聲波測(cè)距傳感器模塊（5針寬電壓）

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 18:02

主要技術(shù)參數(shù)
1：使用電壓：DC---5V
2：靜態(tài)電流：小于2mA
3：電平輸出：高5V
4：電平輸出：底0V
5：感應(yīng)角度：不大于15度
6：探測(cè)距離：2cm-450cm
7: 高精度可達(dá)0.2cm
8: 接線方式：VCC、trig（控制端）、
echo（接收端）、 GND

ID:421308 · 發(fā)表于 2019-7-13 18:17

說(shuō)的很明白

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 18:18

模塊電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-7-13 18:59

模塊特征
HC-SR04超聲波測(cè)距模塊具有測(cè)距距離精確，能和SRF05，SRF02等超聲波測(cè)距相媲美，測(cè)量距離 ** 2cm~450cm （小編實(shí)測(cè)：10cm~300cm）。工作原理——1）采用IO觸發(fā)測(cè)距，給至少10us的高電平信號(hào)。2）模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40KHz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回。3）有信號(hào)返回，通過(guò)IO輸出一高電平，高電平持續(xù)時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。只需要提供一個(gè)10uS以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個(gè)40kHz周期電平并檢測(cè)回波。一旦檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)�；仨懶盘�(hào)的脈沖寬度與所測(cè)的距離成正比。由此通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。公式： uS/58=厘米或者uS/148=英寸;或是：距離=高電平時(shí)間*聲速（340M/S） /2;建議測(cè)量周期為60ms以上，以防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回響信號(hào)的影響。
注：
1、此模塊不宜帶電連接，若要帶電連接，則先讓模塊的GND端先連接，否則會(huì)影響模塊的正常工作。
2、測(cè)距時(shí)，被測(cè)物體的面積不少于05平方米且平面盡量要求平整，否則影響測(cè)量的結(jié)果。

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