超声波测距模块

超声波测距模块

现在超声波测距模块比较常用的有URM37超声波传感器默认是232接口，可以调为TTL接口,URM05大功率超声波传感器测试距离能到10米，算是目前来说测试距离比较远的一款了，另外还有比较常用的国外的几款SRF系列的超声波模块，目前的超声波模块精度能到1cm。其实超声波测距模块有好多种类型。下面我们具体看看超声波测距模块的设计。

1 超声波测距模块原理
   
超声波发生器内部有两个压电晶片和一个共振板，当两极外加脉冲信号的频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将发生共振，并带动共振板振动，从而产生超声波；同理，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片产生振动，将机械能转换为电信号。
   
测距原理如图1所示。


2 超声波测距模块电路设计
   
设计的超声测距模块由超声波发射单元、超声波接收单元、温度测量单元、液晶显示单元和ISP下载单元等部分构成，系统框图如图2所示。


3 超声波测距模块发射单元
   
考虑到单片机端口驱动能力有限，本文采用LM386对输出信号进行功率放大，LM386多用于音频放大，也可用于超声波发射。如图3所示，LM386第1脚和第8脚之间串接的E1、R1，可使电路获得较大的增益，T0为单片机输入的脉冲信号，经功率放大后由第5脚输出，驱动探头发射超声波。


4 超声波接收单元
   
为了顺利接收回波信号，本文采用索尼公司生产的集成芯片CX20106，如图4所示，CX20106是一款红外线检波接收的专用芯片，由于红外遥控常用的载波频率38kHz与超声波频率40kHz比较接近，而且CX20106内部设置的滤波器中心频率f0可由其5脚外接电阻调节，范围为30～60 kHz，因此本文采用它来做接收电路。

这里设计的超声波测距模块，采用了集成元件LM386、CX20106作为发射和接收的核心器件，并引入了DSl8B20作为温度补偿单元，因此结构简单、集成度较高、可靠性较强，通过实验验证，测量结果与实际距离相近，基本满足测量要求。