汽車倒車防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-13 01:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 注意“的語言報(bào)警聲。數(shù)字顯示部分（虛線部分）由時(shí)鐘振蕩器、計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器組成。時(shí)鐘振蕩器一接通電源即開始振蕩，但只有計(jì)數(shù)器的閘門打開時(shí)，它才能進(jìn)入計(jì)數(shù)器被計(jì)數(shù)，一旦接收到反射波信號(hào)，即關(guān)閉閘門，數(shù)據(jù)被鎖存，經(jīng)譯碼后通過顯示器顯示出來。 圖 4 汽車倒車防撞測距 報(bào)警器原理 工作原理 接通電源 ,40kHz 振蕩器受雙穩(wěn)回路控制，置位時(shí)開始振蕩，同時(shí)受低頻調(diào)發(fā)射 振蕩 接收 放大 低調(diào) 濾波 雙穩(wěn) 平滑 計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘振蕩 譯碼顯示 觸發(fā) 穩(wěn)壓 生光報(bào)警 障礙物 電壓監(jiān)視 平滑 語音報(bào)警 電源 7 制器調(diào)制，雙穩(wěn)電路即復(fù)位， 40kHz振蕩器停振，其間產(chǎn)生的經(jīng)調(diào)制的超聲波信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后，通過發(fā)射探頭向空中輻射，遇到障礙物即反射回來（按照反射角 =入射角原則）。接收探頭接收到反射信號(hào)后即將此信號(hào)放大，然后送入施密特觸發(fā)器進(jìn)行整形，使其成標(biāo)準(zhǔn)的觸發(fā)脈沖信號(hào)再送入另一雙穩(wěn)電路，此雙穩(wěn)電路在發(fā)射信號(hào)的同時(shí)被置位 .(同時(shí)打開了計(jì)數(shù)器的閘門，使時(shí)鐘振蕩器信號(hào)得以進(jìn)入計(jì)數(shù)器，當(dāng)接收到反射波信號(hào)后，此雙穩(wěn)電路復(fù) 位，計(jì)數(shù)器閘門關(guān)閉，時(shí)鐘脈沖被禁止輸入，鎖存器將進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖個(gè)數(shù)鎖存，并經(jīng)譯碼通過 LED顯示器顯示出來 .)此時(shí)即完成了一次測距過程，此過程能自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行，重復(fù)頻率受低頻調(diào)制器頻率控制，約幾 KHz。 另外，為了使儀器具有近距報(bào)警功能，特增設(shè)了近距 RC平滑電路及觸發(fā)器，由 RC 電路將反射波脈沖進(jìn)行平滑，送入一觸發(fā)器，一旦達(dá)到觸發(fā)電平閥值，即使報(bào)警電路導(dǎo)通，發(fā)出聲光報(bào)警。 至此，本設(shè)計(jì)的各功能均是為駕駛員了解車后情況設(shè)置的，為了使車后的行人也同時(shí)知道汽車在倒車，及時(shí)躲避 . 基本概念理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)計(jì)算的主 要方法和內(nèi)容 波動(dòng)學(xué) 定義：如果一個(gè)質(zhì)點(diǎn)眼固定直線通過平衡位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其對(duì)平衡的位移 x隨時(shí)間 t的變化可以表示為正弦或余弦函數(shù) x=Acos（ wt+a） 24 全振動(dòng) 周而復(fù)始的一次循環(huán) t做一次全振動(dòng)的時(shí)間間隔 因?yàn)?x=Acos（ ω t+a） =Acos[ω（ t+T） +a]=Acos（ω t+a+2π） 所以 ω 稱為振動(dòng)的角頻率或圓頻率 f=1/T=2π /ω 25 A—— 最大位移 a—— 初相位 （振動(dòng)方向相同） X1=Acos（ω 1t+a） X2=Acos（ω 2t+a） 26 那么合成振動(dòng)為 :X =Acos（ω 1t+a） +Acos（ω 2t+a） =2Acos[（ω 2ω 1） t/2] cos[（ω 2+ω 1） t/2] 27 由上式可知：當(dāng)ω 1與ω 2非常接近時(shí)，這時(shí)公式的第一項(xiàng)表示一個(gè)變化緩慢的簡諧振動(dòng)，兩者的合成表示一個(gè)高頻振動(dòng)受一個(gè)低頻振動(dòng)的調(diào)制，稱為拍。 8 聲波 物體的振動(dòng)通過空氣的振動(dòng)進(jìn)入人耳 聲音的范圍： 300— 寬帶為 4kHz 聲速： u=342m/s （受溫度影響 T=273+t） 公式： u=（ rRT/M） 1/2 M—— 氣體摩爾質(zhì)量 R—— 摩爾氣體常數(shù) r—— 氣體摩爾熱容比 T—— 273+t 超聲波傳感器 原理：發(fā)射 —— 發(fā)射器中壓電陶瓷和諧振片組成的振子，當(dāng)交變電信號(hào)從引線加到發(fā)射器中，振子彎曲振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)錐形口發(fā)出超聲波。 液體和氣體中的縱波速度 u=（β /p） 1/2 28 β —— 流體容量變彈性 p—— 流體或氣體的密度 β 的意義：在壓強(qiáng) P，體積為 V→壓強(qiáng) P+Δ P， V+Δ V， 那么 dP=β dV/V。 稀薄大氣中的聲速： 絕熱過程：振動(dòng)非常快，熱量來不及傳開 u=（ rp/p） 1/2 29 元件選擇清單 型號(hào) 名稱 數(shù)量 備注 MA40EIS 超聲波發(fā)射器 1 MA40EIR 超聲波接收器 1 CX20226 紅外線接收模塊 1 單列，八腳 CD40106 六施密特觸發(fā)器 1 CD4013 雙 D 觸發(fā)器 1 NE555 定時(shí)器 2 LED 發(fā)光二極管 1 CA3410 運(yùn)算放大器 1 揚(yáng)聲器 1 2N4181 二極管 2 9 電阻 ， 240Ω， 620Ω，300Ω， 100Ω， 47KΩ， 22KΩ， 10KΩ（ 3）， 180KΩ，200KΩ， 30KΩ， 電位器 22KΩ， 10KΩ 電容 F（ 3）， 1000pF， F（ 4）， 330pF， 250pF， 電解電容 1μ F（ 1） , 47μ F, 100μ F, F 表 1 元件清單 具體器件參數(shù)見附錄。 實(shí)驗(yàn)安裝 在實(shí)驗(yàn)初期，把電路元件安裝在數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)， 40kHz 超聲波發(fā)射電路是實(shí)驗(yàn)最主要的一部分，只有調(diào)制出這個(gè) 40kHz超聲波才可以做后續(xù)實(shí)驗(yàn)，超聲波的發(fā)射電路見圖 5： 圖 5 40Hz超聲波發(fā)射電路 在實(shí)驗(yàn) 的過程中，電阻 R5的大小影響輸出波形的范圍：當(dāng) R5 為 47K?時(shí)，頻 10 率從 。 改變到 K?時(shí)，調(diào)節(jié)范圍增大到 kHz kHz，改變滑動(dòng)觸頭則可調(diào)到 40KHz，波形見圖 6： 圖 6 發(fā)射信號(hào)波形（ f=） 實(shí)驗(yàn)
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