汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-01-23 01:28本頁(yè)面
【正文】 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(jiàn)圖 5： 圖 5 40Hz超聲波發(fā)射電路 在實(shí)驗(yàn) 的過(guò)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 。 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。 至此，本設(shè)計(jì)的各功能均是為駕駛員了解車(chē)后情況設(shè)置的，為了使車(chē)后的行人也同時(shí)知道汽車(chē)在倒車(chē)，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(xiàn)通過(guò)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(chēng)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(jiǎn)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(chēng)為拍。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(kāi)了計(jì)數(shù)器的閘門(mén)，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(mén)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(guò) LED顯示器顯示出來(lái) .)此時(shí)即完成了一次測(cè)距過(guò)程，此過(guò)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。時(shí)鐘振蕩器一接通電源即開(kāi)始振蕩，但只有計(jì)數(shù)器的閘門(mén)打開(kāi)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(mén)，數(shù)據(jù)被鎖存，經(jīng)譯碼后通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。另外在接通電源的同時(shí)接通語(yǔ)言報(bào)警電路，不斷放出：倒車(chē)，請(qǐng)注意“的語(yǔ)言報(bào)警聲。因探測(cè)到的反射波信號(hào)是一組脈沖信號(hào)，將其平滑后送入觸發(fā)器，一旦超過(guò)觸發(fā)閥值報(bào)警電路就接通，發(fā) 出聲光報(bào)警。接收探頭接收到反射信號(hào)由放大器放大后，再送入施密特觸發(fā)器進(jìn)行整形，然后輸入報(bào)警部分。 40kHz 振蕩器受雙穩(wěn)態(tài)賄賂控制斷續(xù)送出經(jīng)低頻調(diào)制器的信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大，由超聲探頭向車(chē)后發(fā)射。 發(fā)射電路 接收電路 低頻調(diào)制器 時(shí)鐘振蕩 雙穩(wěn) 計(jì)數(shù)器 顯示電路 障礙物 6 方案的擬定 測(cè)距報(bào)警器的電路原理框圖 本設(shè)計(jì)由發(fā)射部分、接收部分、及報(bào)警部分 組成（見(jiàn)圖 2）。 圖 3 超聲波測(cè)距系統(tǒng) 目前國(guó)內(nèi)外一般的超聲波測(cè)距儀理想測(cè)量距離為 4 米 5 米左右，因此一般只用汽車(chē)倒車(chē)防撞系統(tǒng)上。在不同的溫度下 ，聲速是不同的，在 30℃ 30℃變化為 313349m/s，而且聲速 C還隨雨、霧、雪等天氣的變化而變化，不能精確測(cè)距。此外，車(chē)輛后方劃分為左中右三個(gè)區(qū)域，就可以判斷出障礙物在何處，四個(gè)超聲波發(fā)生器置于后減震器中，微機(jī)組件置于貨艙內(nèi)，駕駛?cè)藛T回頭時(shí)即可看到障礙物的顯示。當(dāng)車(chē)后無(wú)障礙物時(shí)，隨著距離的增加，超聲波逐漸衰減，也就是說(shuō)根據(jù)向車(chē)后發(fā)射的超聲波是否返回，可以判斷檢測(cè)范圍內(nèi)有無(wú)障礙物。 超聲波比人耳能聽(tīng)到的聲波頻率要高，具有方向性，并且只能檢測(cè)車(chē)輛后方的障礙物。 超聲波距離傳感器采用壓電元件鋯鈦化鉛，一般稱(chēng)為 RZT，這種傳感器的特點(diǎn)在于具有方向性，傳感器用 蜂鳴器的紙盒為橢圓形，目的是使傳感器的水平特性寬，而且垂直方向受到限制。像自然界中，以蝙蝠都可算為代表了，在蝙蝠洞里既要覓食，又要用聲波測(cè)距，而要在洞內(nèi)用超聲波測(cè)距是一件很困難的事情，很先進(jìn)的科技產(chǎn)品也做不到。 超聲波測(cè)量技術(shù)其原理很簡(jiǎn)單，就是利用回聲的反射原理，就如在一山谷叫一聲“你好嗎”，不一會(huì)聽(tīng)見(jiàn)好像有人學(xué)你的說(shuō)話(huà)一樣“你 ...好 ...嗎 ...”。 其實(shí)超聲波的特性與普通聲音大致上沒(méi)有分別，但為何我們要用超聲波作測(cè)量手段？道理其實(shí)很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵跍y(cè)量過(guò)程中，我們會(huì)不斷地發(fā)出強(qiáng)力的聲音訊號(hào)，試想想，若這些訊號(hào)我們是聽(tīng)得到的話(huà)，就如汽車(chē)按喇叭、火車(chē)?yán)训穆曇簦粩嗟脑谏砼园l(fā)生，不震耳欲聾才怪。聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。 方案的擬定條件 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 C與溫度有關(guān)，在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。 對(duì)于任意溫度下，有 Ci/C0= Ti / 273 ,即 Ci= Ti / 273 在某一地區(qū)使用，因溫度變化不大，可以認(rèn)為聲速是基本恒定不變的。則 4 C= 0/??? = mV/?? 22 對(duì)于理想氣體，有 PV=RT 23 式中 R
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