汽車倒車防撞警報器的設計-在線瀏覽
2024-08-10 14:17本頁面
【正文】 0——氣體的密度（） 對于1ml空氣，質量為m，體積為V，密度ρ。在0℃的空氣中，C0=。確定了聲速，只要測得超聲波信號往返的時間，即可求得距離。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，不能精確測距。發(fā)射電路接收電路低頻調制器時鐘振蕩雙穩(wěn)計數(shù)器顯示電路障礙物 （4）聲光報警器的電路原理框圖本設計由發(fā)射部分、接收部分、及報警部分組成（見圖2）。40kHz振蕩器受雙穩(wěn)態(tài)賄賂控制斷續(xù)送出經低頻調制器的信號，經功率放大器放大，由超聲探頭向車后發(fā)射。接收探頭接收到反射信號由放大器放大后，再送入施密特觸發(fā)器進行整形，然后輸入報警部分。因探測到的反射波信號是一組脈沖信號，將其平滑后送入觸發(fā)器，一旦超過觸發(fā)閥值報警電路就接通，發(fā)出聲光報警。另外在接通電源的同時接通語言報警電路，不斷放出：倒車，請注意“的語言報警聲。時鐘振蕩器一接通電源即開始振蕩，但只有計數(shù)器的閘門打開時，它才能進入計數(shù)器被計數(shù)，一旦接收到反射波信號，即關閉閘門，數(shù)據(jù)被鎖存，經譯碼后通過顯示器顯示出來?？茖W家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。當聲波的振動頻率大于20000HZ或小于20HZ時，我們便聽不見了。超聲波廣泛地應用在多種技術中。由于超聲波也是一種聲波，超聲波在媒質中傳播的速度和媒質的特性有關。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。超聲波具有以下的特點：（1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質中有效傳播。 （3） 超聲波會產生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象?？傮w上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產生超聲波。在超聲波探測電路中, 發(fā)射端輸出一系列脈沖方波, 其寬度為發(fā)射超聲波與接收超聲波的時間間隔, 被測物距越遠, 脈沖寬度越大, 輸出脈沖個數(shù)與被測距離成正比。相位檢測法雖然精度高, 但檢測范圍有限可檢測到汽車倒車中, 其障礙物與汽車的距離；聲波幅值檢測法易受反射波的影響。 超聲波測距原理圖其原理為: 在超聲波發(fā)射器兩端輸入40KHZ 脈沖串, 脈沖信號經過超聲波內部振子, 振蕩產生機械波, 并通過空氣介質傳播到被測面, 由被測面反射到超聲波接收器接收, 在超聲波接收器兩端, 信號是毫伏級的正弦波信號, 超聲波經氣體介質的傳播到接收器的時間, 即為往返時間。超聲波測距的原理一般采用渡越時間法 ,其原理是超聲傳感器發(fā)射超聲波, 超聲波在空氣中傳播至障礙物, 經反射后由超聲傳感器接收反射脈沖, 測量出超聲脈沖從發(fā)射到接收的時間, 再乘以超聲波在空氣中的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離, 即： L=c超聲波在空氣中的傳播速度為: , 其中T為絕對溫度數(shù)值, ,。由于溫度影響超聲波在空氣中的傳播速度；超聲波反射回波又很難精確捕捉,致使超聲波在空氣中傳播的時間很難精確測量。(6)超聲波測距誤差分析根據(jù)超聲波測距公式L=c溫度誤差由于超聲波也是一種聲波。表1列出了幾種不同溫度下的聲速這是超聲波的溫度效應特性，超聲波的傳播速度“C”可以用公式(2)表示：C＝＋（m/s）,式中t=溫度（℃）。時間誤差 當要求測距誤差小于1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。 在超聲波的傳播速度是準確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小于1mm的誤差。 對于超聲波測距精度要求達到1MM時，就必須把超聲波傳播的環(huán)境溫度考慮進去。若超聲波在30℃的環(huán)境下以0℃的聲速測量100M距離所引起的測量誤差將達到5M，測量1M誤差將達到5MM。 (7) 影響超聲波探測的因素 超聲波差距示意圖在圖2中，用一個超聲波傳感器來發(fā)射超聲波，同時它又可以接收到回波。根據(jù)以上原理，所算出的障礙物距離都是指障礙物到傳感器的距離。（2） 反射面的大小不同，也會影響反射波的強度。疏松、多孔的表面較易吸收音波而導致反射效率較低，不易被偵測。（5） 以上幾點簡單的說，就是:角度、大小、表面材質和距離。 超聲波探測障礙物根據(jù)以上原理可知，在下列環(huán)境下，易造成無法偵測及偵測不良之情況?。?）鐵絲網，繩索類細小物體。（3）棉質或表面易吸收聲波之物質。（5）同頻率(40 KHz)之超聲波雜音加金屬聲，高壓氣體排放聲，汽車喇叭正對傳感器鳴叫時。三、元件選擇清單型號名稱數(shù)量備注MA40EIS超聲波發(fā)射器1MA40EIR超聲波接收器1CX20106紅外線接收模塊1單列，八腳CD40106六施密特觸發(fā)器1CD4013雙D觸發(fā)器1NE555定時器2LED發(fā)光二極管1CA3410運算放大器1揚聲器12N4181二極管2電阻，240Ω，620Ω，300Ω，100Ω，47KΩ，22KΩ，10KΩ（3），180KΩ，200KΩ，30KΩ，電位器22KΩ，10KΩ電容（3），1000pF，（4），330pF，250pF，電解電容1μF（1）, 47μF, 100μF, 四、實驗安裝 在實驗初期，把電路元件安裝在數(shù)字實驗箱上進行模擬實驗，40kHz超聲波發(fā)射電路是實驗最主要的一部分，只有調制出這個40kHz超聲波才可以做后續(xù)實驗，超聲波的發(fā)射電路見圖5：圖5 40Hz超聲波發(fā)射電路在實驗的過程中，電阻R5的大小影響輸出波形的范圍：當R5 為
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