超声波距离传感器

中文名称 超声波距离传感器
序号 i22
英文名称 Boson:Ultrasonic Distance Sensor

简单描述:

人耳朵能听到的声波频率为20~20000Hz,当声波的振动频率大于20000Hz时,人耳无法听到。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。超声波在,渔业上有很多的应用。可用于测距、测速、测障、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒、检查金属产品的缺陷、焊接铝金属、洗衣服、在坡璃上钻孔、以及寻找沉没了的船只。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。

参数说明:

引脚说明:

标号 名称 功能描述
1 信号 模拟信号输出
2 VCC 电源正极
3 GND 电源负极
4 LED灯 距离指示
5 超声波探头 发射/接收
6 模式选择开关 obstacle detect /distance detect

说明: obstacle detect 障碍物检测:距离检测物越远,模拟值越小;反之模拟值越大。 distance detect 距离检测:距离检测物越远,模拟值越大;反之模拟值越小。

使用说明:

将超声波距离传感器正对待测物体,当超声波距离传感器测得物体距离时,传感器会亮起相应数目的LED灯并将实际测得的距离输出。超声波距离传感器的测量距离为0cm~100cm,测量距离和亮灯数量之间的关系如下图所示:

测量距离和亮灯数量之间的关系表

距离 亮灯数量
0≤D<10 0
10≤D<20 1
20≤D <40 2
40 ≤D <60 3
60≤D <80 4
80 ≤D <100 5

距离与模拟值成正比,即:0cm-100cm 的距离值对应 0-1023 的模拟值 Distance=AnalogData*(100/1023) (cm)

原理介绍:

超声波距离传感器利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。在测量过程中,该传感器会向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在15℃空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间,就可以计算出发射点距障碍物的距离。传感器上的LED灯可以直观的展示距离的远近。

应用样例:

(1) 倒车雷达(非编程)
样例说明:倒车时,当超声波距离传感器检测到后方有障碍物时,扬声器播报声音“请注意后方障碍物”,提醒司机后方有障碍物,保证倒车安全。
知识点:超声波距离传感器基本原理。
元件清单:超声波距离传感器;电源主板-三路;录音模块;扬声器模块。
连线图: 倒车雷达

(2) 守卫安全(非编程)
样例说明:让风扇模块根据人离风扇的距离远近来调节转速:当人距离风扇20cm内,风扇开启1档;当人距离风扇20~40cm,风扇开启2档;当人距离风扇40~60cm,风扇开启3档;当人的距离在60cm以外,风扇停止转动(注意:风扇的三个档位对应转速为1档转速最快,3档转速最慢,2档转速居中)。
元件清单:超声波距离传感器;风扇模块;Micro:bit;Micro:bit BOSON扩展板。
连线图: 守卫安全

(3) 带距离感应的智能风扇(编程)
样例说明:让风扇模块根据人离风扇的距离远近来调节转速:当人距离风扇20cm内,风扇开启1档;当人距离风扇20~40cm,风扇开启2档;当人距离风扇40~60cm,风扇开启3档;当人的距离在60cm以外,风扇停止转动(注意:风扇的三个档位对应转速为1档转速最快,3档转速最慢,2档转速居中)。
元件清单:超声波距离传感器;风扇模块;Micro:bit;Micro:bit BOSON扩展板。
连线图: 带距离感应的智能风扇 设计意图:使用超声波距离传感器感知人离风扇的距离(假设风扇周围没有其他障碍物),根据超声波距离传感器感知的距离值调节风扇的转速。
执行流程:

① 读取人与风扇的距离:获取超声波距离传感器测得的距离值;
② 若距离值小于20cm,把风扇转速调为1档(最快);
③ 若距离值在2040cm之间,把风扇转速调为2档(适中);
④ 若距离值在40
60cm之间,把风扇转速调为3档(最慢);
⑤ 若距离值大于60cm,关闭风扇。

Mind+示例程序:
带距离感应的智能风扇

edu_home.jpg 返回BOSON模块维库首页