微控制和器超聲波技術(shù)在汽車(chē)倒車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：主要介紹用超聲波傳感器系統(tǒng)與Microchip的PIC l8F8490微控制器解決汽車(chē)倒車(chē)障礙檢測(cè)系統(tǒng)方案,并對(duì)發(fā)送與接收超聲波傳感器系統(tǒng)構(gòu)成與方式及提高檢測(cè)系統(tǒng)性能作分析說(shuō)明。
關(guān)鍵詞： 盲區(qū) 微控制器 超聲波傳感器 換能器
倒車(chē)障礙檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)盲區(qū)內(nèi)障礙物的探測(cè)
倒車(chē)障礙檢測(cè)系統(tǒng)所采用的超聲波傳感器技術(shù)可以探測(cè)到附近的障礙物,為駕駛員提供倒車(chē)警告和輔助泊車(chē)功能,其原理是利用超聲波探測(cè)倒車(chē)路徑上或附近存在的任何障礙物,并及時(shí)發(fā)出警告。所設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)可以同時(shí)提供聲光并茂的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)警告,其警告表示是探測(cè)到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣,在狹窄的地方不管是泊車(chē)還是開(kāi)車(chē),借助倒車(chē)障礙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng),駕駛員心理壓力就會(huì)減少,并可以游刃有余地采取必要的動(dòng)作。而這種PIC l8F8490微控制器與超聲波傳感器很便宜,并且可以用在眾多車(chē)型上。
那末什么是基于超聲波傳感器的倒車(chē)障礙檢測(cè)系統(tǒng)呢？為此應(yīng)先了解超聲波傳感器的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題
超聲波傳感器系統(tǒng)構(gòu)成與工作程式(見(jiàn)圖1所示)
由發(fā)送傳感器(或稱超聲波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱超聲波接收器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成,換能器作用是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超聲波能量并向空中幅射;而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成, 換能器接收超聲波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),將其變換成電能量,作為傳感器接收器的輸出,從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè).而實(shí)際使用中,用發(fā)送傳感器的陶瓷振子的也可以用做接收器傳感器社的陶瓷振子.控制部分主要對(duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制.超聲波傳感器的電源(或稱信號(hào)源)可用DC12V±10%或24V±10%.
若對(duì)發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓,則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長(zhǎng)與縮短,于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波,其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制),其超聲**形見(jiàn)圖1所示,并傳給超聲波接收器.接收器是利用壓電效應(yīng)的原理,即在壓電元件上施加壓力,使壓電元件發(fā)生應(yīng)變,則產(chǎn)生一面為”+”極,另一面為”-“極的40KHz正弦電壓.因該高頻電壓幅值較小,故必須進(jìn)行放大.
根據(jù)超聲波傳感器等效電路與阻抗特性可知,對(duì)發(fā)送傳感器而言,工作于串聯(lián)諧振,即諧振頻率fr處阻抗Zr最低,故能供給最大功率,能用較大振動(dòng)傳感器;而對(duì)接收傳感器而言,工作于并聯(lián)諧振,即諧振頻率fα處阻抗Zα最高,難供大功率,但阻抗Zα高就能得到較大振幅信號(hào),所以fα處用作傳感器其靈敏度高.
