【正文】 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 ? 室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內(nèi)側(cè)。底座固定在盒體的開口端，并且使用樹脂進(jìn)行覆蓋。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 圖 4 高頻超聲波傳感器的構(gòu)造 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 ? 對應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的超聲波傳感器而言，要求其精確度要達(dá)到 1mm，并且具有較強(qiáng)的超聲波輻射。利用常規(guī)雙壓電晶片元件振動器的彎曲振動，在頻率高于 70kHz的情況下，是不可能達(dá)到此目的的。所以，在高頻率探測中，必須使用垂直厚度振動模式的壓電陶瓷。在這種情況下，壓電陶瓷的聲阻抗與空氣的匹配就變得十分重要。壓電陶瓷的聲阻抗為 107kg/m2s，而空氣的聲阻抗為 102kg/m2s。 ? 5個冪的差異會導(dǎo)致在壓電陶瓷振動輻射表面上的大量損失。一種特殊材料粘附在壓電陶瓷上，作為聲匹配層，可實現(xiàn)與空氣的聲阻抗相匹配。這種結(jié)構(gòu)可以使超聲波傳感器在高達(dá)數(shù)百 kHz頻率的情況下，仍然能夠正常工作。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 應(yīng)用實例 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 ，因為這些設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)較為簡單。 。只有在檢測到一定數(shù)量反射脈沖的情況下，該裝置才會啟動。同時，也用于測量與某個物體之間的距離，例如汽車的倒車傳感器。 。該現(xiàn)象是某個物體靠近或離開時，多普勒效應(yīng)可產(chǎn)生一個可調(diào)制信號，這通常應(yīng)用于防盜報警系統(tǒng)。 ?？梢岳枚嗥绽招?yīng)，檢測氣體的流速和流量。 ，同時也是利用了一種現(xiàn)象，即當(dāng)卡門渦流通過傳感器時，超聲信號電平會降低。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 圖 5 連續(xù)波發(fā)送電路 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 圖 6 前置放大器電路 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 圖 7 超聲脈沖發(fā)送電路 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 ? 測量距離的工作原理，被稱做“脈沖反射法”，可以統(tǒng)計參考脈沖的數(shù)量。本方法用于測量超聲波發(fā)送脈沖和物體之間、接收脈沖和物體之間的反射時間。對于距物體 L的距離與發(fā)射時間 T之間的關(guān)系，用下列公式表示： L=C〃T/2 式中， C為聲音傳播速度。即，通過測量到達(dá)物體的反射時間，可以確定與物體之間的距離。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 4~8cm 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 單片機(jī)測距系統(tǒng) ? ，脈沖寬度約為 125～200 s，即在一個調(diào)制脈沖內(nèi)包含 5～ 8個40 kHz的方波。 ? 1ms才開始接收。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 三、紅外線遙控系統(tǒng) 以一塊單片機(jī)為核心設(shè)計一個遙控器，另一塊單片機(jī)做接收系統(tǒng)，系統(tǒng)能被遙控操作。 ?設(shè)計任務(wù) 1．設(shè)計一個紅外線遙控發(fā)射器。 2．設(shè)計一個紅外線接收系統(tǒng)。 3．接收系統(tǒng)能通過遙控的方式對步進(jìn)電機(jī)、指示燈、接口電路等進(jìn)行操作。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 紅外線遙控原理及應(yīng)用 一、紅外線遙控原理 紅外線遙控系統(tǒng)分成發(fā)送端和接收端兩個部分。發(fā)送端經(jīng)過紅外線發(fā)光 LED，發(fā)射波長為940nm的紅外線不可見光來傳送信號，這些信號經(jīng)過接收端的紅外線接收模塊接收進(jìn)來，并對其進(jìn)行譯碼進(jìn)而使控制器做出相應(yīng)的動作，完成遙控功能。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編 /解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作，如圖 1所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、 LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。 鍵盤 編碼調(diào)制 信號放大 LED 光 /電放大 解調(diào) 解碼 控制器 圖 1 紅外線遙控系統(tǒng)框圖 紅外線接收模塊 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 紅外線發(fā)射器的工作方塊圖如圖 2所示。當(dāng)發(fā)射器上某一按鍵被按下時，發(fā)射器上的控制芯片便進(jìn)行編碼，產(chǎn)生一組代碼，結(jié)合載波電路的載波信號（一般用 38KHz）組合成一個合成信號。該信號經(jīng)功率放大后供給紅外線發(fā)射 LED發(fā)射出去。 單片機(jī) 38KHz載波信號 信號放大 紅外線發(fā)射LED 圖 2 紅外線發(fā)射器的工作方塊圖 與門 單片機(jī)編程產(chǎn)生 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 接收部分的主要組件為紅外線接收模塊，其內(nèi)部含有高頻的濾波電路，專門用來過濾紅外線合成信號中的載波信號（即 38KHz）而解調(diào)出發(fā)射器的控制信號。當(dāng)紅外線合成信號進(jìn)入接收模塊后，在其輸出端便可得到原先的數(shù)字控制編碼，直接可以送到單片機(jī)的 I/O口，經(jīng)單片機(jī)譯碼后，便可知道按下哪一個按鍵，而做出相應(yīng)的控制處理，進(jìn)而完成遙控的動作。 第二屆廣西大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)材料 2022年 7月 培訓(xùn)人：李顯圣 遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格