太陽能超聲波導盲器的研制
2.1.1 超聲波發射電路
發射電路主要由反向器74LS04和TCT40-1F超聲波發射傳感器構成,單片機P2.0端口輸出的40 kHz方波信號一路經一級反向器后送到超聲波傳感器的一個電極,另一路經兩級反向器后送到超聲波傳感器的另一個電極。輸出端采用兩個反向器并聯,用以提高驅動能力。上拉電阻既可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅動能力,也可以增加超聲換能器的阻尼效果,縮短其自由振蕩的時間。其原理圖如圖2所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/172486.htm
2.1.2 超聲波接收電路
超聲波接收器采用與發射器相配對的TCT40-2S,將超聲波調制脈沖轉換為40 kHz的電壓信號。集成電路CX20106A是一款紅外線檢波接收的專用芯片,內置前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器、整型電路等。其中前置放大器具有自動增益控制功能,可保證在超聲波接收較遠反射信號而輸出微弱電壓時,放大器有較高的增益,而在近距離輸入信號強時,放大器不會過載。考慮到紅外遙控常用的載波頻率為38 kHz與測距的超聲波頻率40 kHz較為接近,可以利用它制作超聲波檢測接收電路,如圖3所示。利用CX20106A接收超聲波,具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。
2.2 溫度補償模塊
由于超聲波屬于聲波范圍,其波速v與溫度有關,聲波速度受溫度影響較大。其傳播速度與溫度T的關系為:
增加溫度傳感器,檢測裝置工作時的溫度,將接收到的溫度信息傳至單片機,對超聲波的速度進行溫度補償,可以校正超聲波的傳播速度,提高測量精確度。利用集成溫度傳感器DS18B20和AT89S52單片機為主體,可以構成一個高精度的數字溫度檢測系統,其電路如圖4所示。DS18B20溫度傳感器,與傳統的熱敏電阻溫度傳感器不同,它能夠直接讀出被測的溫度值,并且可根據實際要求,通過簡單的編程,實現9~12位的A/D轉換。因而,使用DS18B20可使系統結構更趨簡單,同時可靠性更高。
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