En los últimos años, con el rápido desarrollo de la industria del automóvil y la disminución del nivel de vida de las personas.
El número de coches en nuestro país aumenta año tras año. Al mismo tiempo, la proporción de conductores de automóviles profesionales en China y África también aumenta año tras año. Al dar marcha atrás en carreteras, calles, aparcamientos y en lugares estrechos y concurridos, como garajes, los conductores no sólo deben mirar hacia adelante, sino también hacia atrás.
Si no tienes cuidado, puedes sufrir una colisión por alcance. Según las estadísticas de la encuesta correspondiente, 15 coches.
La colisión se produjo por mala visión trasera cuando el coche iba marcha atrás. Por lo tanto, se puede aumentar la capacidad de visión trasera de un automóvil desarrollando un radar de marcha atrás para detectar obstáculos en la parte trasera del automóvil.
Es un foco de investigación en los últimos años. El requisito previo para evitar obstáculos de forma segura es la velocidad y la precisión.
Mide con precisión la distancia entre obstáculos y coches. Para ello se diseñó un sistema con un microordenador de un solo chip como núcleo.
Central, utiliza ondas ultrasónicas para lograr el alcance sin contacto del sistema de radar de marcha atrás.
2 Diseño y principio general
El ultrasonido generalmente se refiere a ondas mecánicas con una frecuencia superior a 20 kHz y tiene poder de penetración.
Fuerte resistencia, pequeña atenuación y fuerte capacidad reflectante[1]
Cuando está en funcionamiento, el transmisor ultrasónico emite una serie de pulsos continuos sin interrupción, proporcionando un pulso corto al circuito lógico de medición.
Finalmente, el dispositivo de procesamiento de señal procesa la señal recibida según la diferencia horaria.
, calcula automáticamente la distancia entre el coche y los obstáculos. El breve principio del alcance ultrasónico es simple, de bajo costo y fácil de producir, pero su velocidad de transmisión se ve muy afectada por el clima y no puede ser preciso. relación entre energía ultrasónica y distancia La atenuación es proporcional al cuadrado, porque cuanto mayor es la distancia, menor es la sensibilidad, por lo que solo se aplica el método de medición de distancia ultrasónica.
A poca distancia. En la actualidad, el telémetro ultrasónico comúnmente utilizado en el país y en el extranjero es ideal.
La distancia de medición es de 4 ~ 5 m, por lo que se utiliza principalmente para distancias cortas, como el radar de marcha atrás de un automóvil.
Alcance.
El sistema de radar de marcha atrás está controlado por un microcontrolador, como se muestra en la Figura 1. Utilice ondas súper
sónicas para lograr una medición de distancia sin contacto, considere el impacto de la temperatura ambiente de medición en la velocidad ultrasónica
y corrija la velocidad mediante la compensación de temperatura. La temperatura se puede leer directamente mediante el circuito integrado de medición de temperatura numérica compuesto por el sensor digital DS18B20.
Valor y luego obtener la velocidad ultrasónica a una temperatura determinada basándose en la compensación de temperatura. El tiempo de propagación se obtiene contando el número de pulsos. El número de pulsos se mide de acuerdo con el principio de rango ultrasónico. de.
Luego controle la frecuencia del sonido del zumbador según la distancia mostrada.
Figura 1 Diagrama de bloques de diseño general
Diseño de sistema de radar de marcha atrás basado en alcance ultrasónico
Wang Hongyun
(Ordnance Engineering Institute, Shijiazhuang , Hebei 050003)
Resumen: Este artículo presenta un sistema de radar de marcha atrás basado en una microcomputadora de un solo chip, que utiliza ondas ultrasónicas para lograr un alcance sin contacto. El sistema incluye principalmente contactos de transmisión ultrasónica y control de temperatura.
La característica del circuito de medición de temperatura es que utiliza el sensor digital DS18B20 para medir la temperatura, y utiliza la fórmula de corrección entre la velocidad del sonido y la temperatura para corregir la velocidad del sonido.
Sí, se mejora la precisión de la medición del tiempo de tránsito, mejorando así la precisión del alcance. La distancia de medición adecuada es inferior a 5 m, lo que puede cumplir con los requisitos de seguridad de marcha atrás.
Requisitos.
Palabras clave: automóvil; ultrasonidos; radar de marcha atrás; microcomputadora de un solo chip
Número de clasificación de la biblioteca china: TP368 Código de identificación del documento: A Número de documento: 1006-6977 (2008) 08-0070-03
Diseño de sistema de radar de marcha atrás para automóviles basado en ondas ultrasónicas
Medición de distancias
Wang Hongyun
(Escuela de Ordnance Engineering, Shijiazhuang 050003, China)
Introdujo un sistema de radar de marcha atrás para automóviles con una microcomputadora de un solo chip como núcleo. El sistema
utiliza ondas ultrasónicas para lograr una medición de distancia sin contacto. El sistema incluye principalmente circuitos de transmisión, recepción y medición de temperatura. Circuito de medición de temperatura mediante sensor digital DS18B20
Presentado. La precisión de la distancia es completa. Este sistema es adecuado para medir distancias inferiores a 5 metros
Cumpliendo con los requisitos de seguridad para marcha atrás.
Palabras clave: automóvil; ultrasonidos; radar de marcha atrás para automóviles; controlador microprogramado
Fecha de aceptación: mayo de 2008 - junio 65438;
Sobre la autora: Wang Hongyun (1980-), mujer, de Hengshui, Hebei, profesora. Dirección de investigación: control de medidas.
Control automático y diseño de instrumentos de un sistema de radar de marcha atrás basado en alcance ultrasónico
-69-Componentes electrónicos extranjeros, edición 8, 2008
2.1 Principio de distancia de medición ultrasónica
En la actualidad, los métodos de medición de distancia ultrasónica [2]
incluyen el método de detección de fase, el método de amplitud acústica
el método de detección de valor y el método de detección de tiempo de tránsito. La precisión de la detección de fase es muy alta, pero el rango de detección es limitado; la detección de la amplitud de la onda sonora se ve fácilmente afectada por las ondas reflejadas; la detección del tiempo de transmisión funciona de forma gradual; manera simple e intuitiva, y es fácil de controlar mediante la implementación del diseño de hardware y software. Su principio es detectar ondas ultrasónicas emitidas desde el sensor de transmisión al medio gaseoso.
La diferencia de tiempo entre el sensor receptor que recibe ondas ultrasónicas, es decir, el tiempo de paso t. La distancia s=ct/2
(c es la velocidad del sonido), t se puede realizar contando el número de pulsos en el microcontrolador.
2.2 La relación entre temperatura y velocidad del sonido
Debido a que la onda ultrasónica también es un tipo de onda sonora, su velocidad del sonido V está relacionada con la temperatura T. Tabla
1 enumera la velocidad del sonido a varias temperaturas diferentes [2- 3]
. Durante el uso, si la temperatura no cambia en gran medida, la velocidad visual del sonido básicamente permanecerá sin cambios, si la precisión de la medición de la distancia es muy alta, debería pasar. Método de compensación de temperatura para la corrección.
Generalmente, v=331 0.60T se utiliza para compensación de temperatura para adaptarse a
requisitos de trabajo a diferentes temperaturas. La Tabla 2 muestra la relación entre la velocidad del sonido y la temperatura después de la compensación.
Departamento. Se puede ver que el valor de la velocidad del sonido es completamente consistente por debajo de 0 ℃; el error máximo por encima de 0 ℃ no excede 5.
Se puede ver en el análisis anterior que la precisión de la medición de la temperatura no solo afecta directamente la precisión de la medición de la velocidad, sino que también afecta indirectamente la precisión de la medición de la distancia, es decir, la temperatura.
La medición es crucial.
3 Diseño del circuito de hardware
El sistema de radar de marcha atrás se compone principalmente de un circuito transmisor ultrasónico y un circuito receptor ultrasónico.
circuito, circuito de medición de temperatura y circuito de alarma display.
3.1 Circuito transmisor ultrasónico
Bajo el control del microcontrolador, el generador de impulsos emite ondas ultrasónicas. El dispositivo de pulsación está compuesto por 555 y su cableado es el que se muestra en la figura.
Las partes superior e inferior de 2,7 pines, 6 pines y 2 pines
son r y c; la r media y
están conectadas en paralelo RP, RA=R1 RA', RA =R2
RB' y t 1 = 0.693 Lac, T2 =
0.693RBC, ajustando el RA y
Resistencias RB, se logra la forma de onda de salida.
Ciclo de trabajo regulable.
Sin embargo, aquí
se requiere una onda cuadrada con un ciclo de trabajo de 50, porque
este reóstato deslizante ajustable hace que T1=T2, y la fórmula de cálculo de frecuencia es:
f=1.443/(RA RB) C (1)
La selección razonable de r y c puede permitir que la onda ultrasónica obtenga un pulso de salida de 40 kHz. Porque
Para la transmisión de ondas ultrasónicas debe haber una distancia. Para facilitar la transmisión de la señal, normalmente se debe agregar un circuito de modulación después del circuito transmisor.
3.2 Circuito receptor ultrasónico
Debido a que el alcance ultrasónico solo se usa en distancias cortas, cuando la distancia es larga, la atenuación es relativamente baja.
En casos severos, la señal reflejada es relativamente débil, por lo que el extremo receptor debe configurar primero el circuito amplificador y luego el circuito detector decodifica su señal de salida.
Ajusta, y finalmente compara y da forma a las señales de salida detectadas. Circuito receptor ultrasónico
Es necesario considerar los siguientes aspectos:
(1) Ruido ambiental, interferencias, temperatura y otros efectos.
La figura 3 muestra un diagrama de circuito ampliado. Se selecciona un circuito combinado bootstrap, que mejora la impedancia de entrada reduciendo la corriente requerida por el circuito de entrada, con un valor de Rin=R1R2/(R1 - R2), se puede determinar la suma de R1. con base en el circuito anterior
R2, entre éste y la etapa del circuito anterior.
Coincidencia. El circuito utiliza un circuito amplificador proporcional inverso y un amplificador cuya eficiencia es relativamente estable. Por lo general, K=-
R3/R1 no causará autoexcitación, pero puede
Reducir la. impacto de la interferencia en el circuito
Ring. Por tanto, la elección de R3 es razonable.
En cuanto a R1, el voltaje de salida puede alcanzar el nivel V.
(2) Precisión de detección
En el diseño se utiliza el circuito de detección de precisión de onda completa que se muestra en la Figura 4. Para mejorar la relación señal-ruido del circuito, se atenuarán las señales de frecuencia innecesarias y se agregarán armónicos a la entrada.
Zhen volvió al camino. Los diodos VD1 y VD2 tienen una mejor relación de rendimiento de alta frecuencia.
En la década de 1960, este método de detección puede hacer que la suma de los voltajes de la zona muerta de los diodos no sea lineal
ha logrado grandes avances.
(3) Circuito de conformación de comparación
La figura 5 muestra un circuito de conformación de comparación. Primero
Primero, mida una distancia igual a 5 m en condiciones estáticas,
el valor del voltaje de salida del detector (este voltaje es el mismo que
el La muestra es amplificada y detectada por el circuito para obtener
), y utiliza este valor de voltaje como comparador.
La tensión de referencia uR. Selección del comparador
LM339 tiene un voltaje de compensación pequeño y un amplio rango de voltaje de suministro, el voltaje de suministro único es
2 ~ 36 V, el voltaje de suministro dual es 1 ~ 18 V, resistencia interna de la fuente de señal de comparación
Amplia gama de restricciones, etc. Para el LM339, cuando la diferencia de voltaje entre las dos entradas es grande,
a 10 mV, se garantiza su salida desde un estado (continúe en la página 73).
Figura 5 Circuito de conformación comparativo
Figura 2 Circuito de oscilación de pulso con ciclo de trabajo ajustable
Figura 3 Circuito de amplificación
Figura 4 Precisión completa -circuito de detección de ondas
-70-(Continúa de la página 70)
Transición del suelo a otro estado. Por lo tanto, el LM339 se utiliza para la detección de señales débiles, etc.
Esta es una ocasión ideal. Por lo general, la forma de onda de salida del circuito de comparación está activada.
El flanco ascendente y el flanco descendente se retrasan, y luego se puede agregar una puerta AND para mejorar la transmisión.
Características. Envíe la salida del circuito de conformación de comparación al microcontrolador, cuente los pulsos y obtenga
Es hora de trascender. El microcontrolador es AT89C52.
3.3 Circuito de medición de temperatura
En la actualidad, la mayoría de los sistemas de medición y control de temperatura utilizan la temperatura a la hora de detectar la temperatura.
El sensor convierte la temperatura en energía eléctrica, que es amplificada hasta un nivel adecuado a través de un circuito de amplificación de señal.
A continuación, el perímetro se convierte en una cantidad digital mediante un conversor A/D. La estructura del circuito es muy compleja, la depuración es compleja y la precisión se ve fácilmente afectada por los parámetros de los componentes. Para esto, use una línea.
El termómetro digital integra el sensor de temperatura DS18B20 y el microcontrolador.
Sistema de detección de temperatura digital de alta precisión. Sensor de temperatura digital DS18B20
A diferencia de los sensores de temperatura termistores tradicionales, puede leer directamente la temperatura medida.
Valor, y según los requisitos reales, se pueden lograr de 9 a 12 bits mediante una programación sencilla.
Conversión analógico a digital. Por lo tanto, el uso de DS18B20 puede simplificar la estructura del sistema y también lograr una mayor confiabilidad. Rango de medición de temperatura
De -55~ 125 ℃ a -10 ~
El error de medición a 85 ℃ no debe exceder.
0,5 ℃[4]
Durante toda la medición de temperatura.
Dentro del rango de medición, su valor medido es 2 ℃
La medición es precisa y la conexión del circuito es como se muestra.
6 representaciones.
3.4 Circuito de visualización y alarma
El circuito de visualización utiliza * * * Yang de 4 dígitos.
Tubo digital LED, el segmento de código es impulsado por el circuito de accionamiento 74LS244
el circuito de accionamiento incluye
el transistor PNP 8550 es impulsado. La Figura 7
muestra el circuito de alarma. Utiliza transistores.
Conduce.
4 Conclusión
El sistema de radar de marcha atrás utiliza ondas ultrasónicas para lograr un alcance sin contacto. Utiliza sensores de temperatura de alta precisión para realizar la medición y medición de la temperatura; del sistema de rango ultrasónico compensar.
Compensación significa compensar la velocidad del sonido según v=331 0.60T para mejorar la precisión de la medición.
Titulación. Tiene las ventajas de un diseño de circuito simple, precio bajo y alta precisión de medición.
Actualmente en producción en masa.
Materiales de referencia:
[1] Feng Nuo. Manual de ultrasonido [M]. Nanjing: Prensa de la Universidad de Nanjing, 2002.
[2]Xiao Zhihong. Aplicación del telémetro ultrasónico en el sistema de seguridad del automóvil [J]. Revista de la provincia de Zhejiang
Universidad de Wanli, 2007, (5): 43-46.
Xu Guohua. Diseño e implementación de un sistema de medición de rango ultrasónico[J]. Aplicación de la tecnología electrónica,
1995, (12): 6-7.
Tian, Qin, He Yongqiang. Compensación de temperatura basada en un sistema de rango ultrasónico.
Diseño de circuitos[J]. Información de microcomputadores, 2007, (22): 307-309.
Figura 7 Circuito de alarma
Figura 6 Circuito de adquisición de temperatura DS18B20
Aplicar voltaje durante 30 minutos. Los condensadores electrolíticos deben almacenarse en tamaño normal.
Cuando está enojado.
7.8 Soldadura
La temperatura y el tiempo de soldadura inadecuados causarán daños en la superficie.
El tubo de goma se encoge y se rompe de forma anormal, y en ocasiones los pasadores guía provocan altas temperaturas.
Y los terminales conducen el calor al interior del componente, lo que provoca efectos adversos en el producto.
Anillo. Así que trate de evitar una temperatura demasiado alta y un tiempo demasiado largo.
Soldadura.
Aplicación práctica de condensadores electrolíticos en circuitos de alimentación de frigoríficos
La figura 3 muestra un ejemplo de la aplicación de condensadores electrolíticos en circuitos de alimentación de frigoríficos. El voltaje de entrada es rectificado por el circuito de protección del varistor, la conversión del transformador y el circuito del puente rectificador.
Después de eso, la corriente alterna se convierte en una corriente continua pulsante de 12 V, que se conecta al circuito rectificador.
La capacidad del condensador electrolítico E101/E102 utiliza sus características de carga y descarga para rectificar
el voltaje de CC pulsante en un voltaje de CC relativamente estable. En aplicaciones prácticas, para calcular el valor máximo del voltaje del capacitor electrolítico y la corriente de ondulación al evitar que el voltaje de suministro de cada parte del circuito cambie debido a cambios de carga, dos Se toman las decisiones necesarias.
La primera etapa es 2 200μF/35v; la segunda etapa es 470μF/35v. Debido a su gran capacidad
Los condensadores electrolíticos generalmente tienen una cierta inductancia y no pueden filtrar eficazmente las altas frecuencias y los pulsos.
Por lo tanto, la señal de interferencia de pulso debe conectarse en paralelo en ambos extremos, con una capacidad de 0,1 μ f
Los condensadores C102/C103 se utilizan para filtrar alta frecuencia y pulso. interferencia.
9 Conclusión
Para aplicar mejor y mejorar la confiabilidad del diseño de circuitos, este artículo presenta
los parámetros técnicos relevantes y el conocimiento de uso de los capacitores electrolíticos de aluminio. . En la actualidad, se están desarrollando rápidamente nuevos condensadores electrolíticos, miniaturizados, de baja impedancia, basados en chips y de alta velocidad.
La naturaleza, la amplia temperatura, el alto voltaje, la longevidad y la protección del medio ambiente se están desarrollando en dirección ecológica.
Por lo tanto, los condensadores electrolíticos de aluminio tienen amplias perspectivas de aplicación.
Materiales de referencia:
[1] Yu Anhong. Un manual conciso de componentes electrónicos [M]. Shanghai: Prensa de la Universidad Jiao Tong de Shanghai,
2005.
[2] Shen Renyuan, Wu Yong. Un manual conciso de componentes electrónicos de uso común [M]. Beijing: maquinista
Industrial Press, 2004.
Shu Zhengguo. La elección de condensadores de montaje en superficie de alta eficiencia, alta capacitancia, baja impedancia y larga duración.
Escriba [J]. Componentes electrónicos mundiales, 2006(11): 55-57.
Figura 3 Aplicación de capacitores electrolíticos en circuitos de alimentación de refrigeradores
Descripción técnica detallada y principios de aplicación basados en capacitores electrolíticos de aluminio
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