Czujnik ultradźwiękowy należy do najskuteczniejszych sposobów wykrywania poziomów z wysoką niezawodnością i wyczuwania bliskości. Prawdopodobnie nadal jest to najlepszy wybór, jeśli chodzi o wykrywanie obiektów.
Czujniki ultradźwiękowe dominują na rynku czujników ze względu na ich wbudowane możliwości, przystępną cenę i elastyczność. Ponadto zapotrzebowanie na czujniki wzrosło ze względu na zastosowania motoryzacyjne, takie jak drony i samochody samojezdne.
Ten artykuł omówi czujnik ultradźwiękowy, jego mocne i słabe strony oraz to, jak można go używać. Ponadto pomoże ci nauczyć się i dowiedzieć, jakie są właściwe wybory czujników dla twoich potrzeb!
Co to jest czujnik ultradźwiękowy?
Czujnik ultradźwiękowy to urządzenie, które wykorzystuje fale ultradźwiękowe do obliczania odległości pomiędzy nim a obiektem. Co ważne, czujnik wysyła i odbiera impulsy ultradźwiękowe za pomocą przetwornika ultradźwiękowego. W efekcie impulsy te przynoszą z powrotem wyczute dane o bliskości obiektu.
(self-driving cars.)
Jak działają czujniki ultradźwiękowe?
Czujnik ultradźwiękowy działa poprzez generowanie fali dźwiękowej o częstotliwości wyższej niż przeciętny zakres słyszalności człowieka. Aktywny przetwornik wysyła i odbiera ultradźwiękową falę dźwiękową. Czujnik ten działa poprzez zliczanie upływu czasu pomiędzy wysłaniem i odebraniem sygnału przez przetwornik. Następnie, zmierzony upływ czasu określa odległość do obiektu.
Co warte podkreślenia, urządzenie elektroniczne wysyła w powietrzu impuls o częstotliwości 40kHz. Kiedy impuls styka się z obiektem docelowym, odbija się od niego i trafia do czujnika. Ponadto, prędkość dźwięku i czas podróży wibracji pomaga uzyskać pomiar odległości.
Czujnik ultradźwiękowy-Uwagi;
Czujniki ultradźwiękowe wykrywają obiekty niezależnie od rodzaju materiału, koloru czy powierzchni. Jednakże, można uzyskać niedokładny pomiar i doświadczyć trudności w mierzeniu niektórych znaków. Występuje to głównie w przypadku miękkich materiałów i aplikacji wykorzystujących czujniki podczerwieni.
(ultradźwiękowe czujniki parkowania)
Rodzaje czujników ultradźwiękowych
Przede wszystkim istnieją dwa rodzaje czujników.
Wykrywanie bliskości
Przetwornik pojemnościowy wykryje obiekt w ustalonym zakresie ultradźwięków, a następnie wytworzy wyjściowy sygnał dźwiękowy. Ponadto, punkt wykrycia nie jest zależny od wielkości celu lub rodzaju materiału, z którego wykonany jest obiekt.
Pomiar odległości.
Aby zmierzyć rzeczywistą odległość celu podróżującego do i od detektora ultradźwiękowego jest poprzez odstępy czasu między ultradźwiękami.
(urządzenie ultradźwiękowe.)
Czujnik ultradźwiękowy-Jak są używane czujniki ultradźwiękowe?
Czujniki ultradźwiękowe w stylu zbliżeniowym często wymagają pomocy mikrokontrolera. Przykłady używanych mikrokontrolerów obejmują Raspberry Pi, Arduino i płytkę Beagle.
Czujniki ultradźwiękowe posiadają technologię ultradźwiękową, która mierzy odległość celu poprzez wydawanie ultradźwiękowych fal dźwiękowych. Gdy fale dźwiękowe dotrą do obiektu docelowego, zostają odbite i przekształcone w sygnał elektryczny. Warto zauważyć, że działanie to będzie miało miejsce tylko wtedy, gdy wykrywanie obecności znajduje się w zasięgu wykrywania.
Często czujniki ultradźwiękowe krótkiego zasięgu mają możliwość uzyskania bliższego i bardziej stabilnego zasięgu detekcji. Ponadto, te czujniki zbliżeniowe mają niskie zapotrzebowanie na energię i są bardzo wydajne w środowisku z hałasem.
(obraz przedstawiający czujnik ultradźwiękowy do pomiaru grubości rury).
Mocne i słabe strony czujników ultradźwiękowych
Czujnik ultradźwiękowy-Mocne strony
Nie ma wpływu na kolor obiektu, czy jest to obiekt półprzezroczysty czy przezroczysty.
Ma elastyczne minimalne lub maksymalne zakresy ustawień
Są trwałe dzięki ulepszonej technologii ultradźwiękowej, są łatwe do zrozumienia i niezawodne.
Zapewnia precyzyjne pomiary w bardzo krótkim czasie.
Bardzo przystępna cena, ponieważ wykorzystuje niewiele rzadkich materiałów.
Łatwo blokuje wszystkie szumy elektryczne i fale akustyczne pochodzące z trudnego środowiska.
Czujnik ultradźwiękowy-Słabe strony
Prędkość dźwięku zależy od warunków środowiskowych, takich jak wilgotność i temperatura. Dodatkowo, te efekty pogody mogą zmienić dokładność pomiaru.
Czujnik ultradźwiękowy określa jedynie szczelinę między przetwornikiem a obiektem. Nie określa on koloru ani kształtu obiektu.
Warto zauważyć, że urządzenie jest małe i może zmieścić się w dużych obiektach, takich jak samochody. Nie ma jednak gwarancji, że czujnik zmieści się w mniejszych projektach.
Wystawienie czujnika na działanie brudu, lodu lub wody może spowodować jego dysfunkcję.
Wreszcie, ze względu na nadmierną zależność od dźwięku, czujniki nie mogą działać w próżni.
(nowoczesne urządzenie z czujnikiem ultradźwiękowym)
Czujnik ultradźwiękowy-Zastosowania czujników ultradźwiękowych
Wykrywanie przeszkód
Wykrywanie ludzi
Pomiar odległości
Miejsca parkingowe
(Czujniki parkowania).
Podsumowanie
Czujniki ultradźwiękowe oferują świetne rozwiązania w zakresie wykrywania odległości i obecności, a ich doskonałe właściwości sprawiają, że są łatwe w użyciu i ogólnie niezawodne. Jeśli jesteś zainteresowany dowiedzeniem się więcej o swoich projektach związanych z czujnikami, skontaktuj się z nami! Nasz zespół zawsze chętnie odpowie na wszelkie pytania z Twojej strony.