项目七机器车中检测系统设计.ppt

机电一体化系统

授课老师：熊小明;(a)遥控赛车;7.1光电传感器计数系统设计;本章的学习目标：

（1）掌握机器车中检测系统的设计能力。

（2）掌握各检测传感器的种类及其工作原理

（3）熟悉机电产品常用的检测系统设计方法

本章的重点:

系统（计数、测距、寻迹、测温、测力、测速）的工作原理、控制硬件和控制程序的设计

本章的难点:

系统（计数、测距、寻迹、测温、测力、测速）的控制硬件设计和控制程序设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.1光电传感器计数系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;2）超声波的结构

为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波，完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称其为超声波换能器或超声波探头，外形如图所示。;7.2超声波传感器测距系统设计;4）压电式超声波换能器的结构及其工作过程

压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的，其转化结构如图所示。超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板，当它的两极外加脉冲信号，且其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器;反之，如果两电极间未外加电压，则当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片做振动，并将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器。超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。;（2）超声波传感器测距工作原理

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(TitheOfFlight)。发射点距物体距离S：

S=Cm×（t/2）

其中：Cm-超声波在空气中的传播速度，值为331.45m/s。

t-从发射超声波到接收超声波的时间，若由单片机负责计时，且晶振频率为12MHz，最小测量精度可达到毫米级。

注意：超声波速度还和温度、气流等因素相关，具体为

Cm=20（273+T）1/2

其中：T-工作时环境温度，单位为℃

Cm-超声波传播速度;7.2超声波传感器测距系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;（2）显示电路

采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS245N驱动，位码用PNP三极管驱动;7.2超声波传感器测距系统设计;图7.2.12超声波检测接收电路;7.2超声波传感器测距系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;7.2超声波传感器测距系统设计;三、系统调试

超声波测距仪的制作和调试都比较简单，其中超声波发射和接收采用Φ15的超声波换能器TCT40-10F1(T发射)和TCT40-10S1(R接收)，其中心频率为40kHz,安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距4-8cm，其余元件无特殊要求。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。根据测量范围要求不同，可适当调整与接收换能器并接的滤波电容的大小，以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力。硬件电路制作完成并调试好后，便可将程序编译好，并下载到单片机试运行。根据实际情况可以修改超声波发生子程序每次发送的脉冲宽度和两次测量的间隔时间，以适应不同距离的测量需要。系统调试完后应对测量误差和重复一致性进行多次实验分析，不断优化系统，使其达到实际使用的测量要求;7.3灰度传感器寻迹电路设计;;7.3灰度传感器寻迹电路设计;7.3灰度传感器寻迹电路设计;7.3灰度传感器寻迹电路设计;（3）灰度传感器调节方法

灰度传感器上无信号指示灯，但是配有检测颜色返回模拟量大小的调节器。欲使检测给定的颜色时，可以将发射或接收头置于给定颜色处，配合调节器即可调出合适的返回模拟量。检测颜色越浅，返回值越小。将调节器逆时针方向旋转，返回模拟量变大;将调节器顺时针方向旋转，返回模拟量变小。可以一直调节直到需要的数值为止。若需要准确的模拟量，可以用程序在液晶屏幕上显示，配合调节器即可调出准确的模拟量。用螺丝刀旋转调节器时，不要旋得太快，也不要旋得太用力，以防旋坏，在发现旋不动时，应马上停止。

;7.3灰度传感器寻迹电路设计;7.3灰度传感器寻迹电路设计;7.3灰度传感器寻迹电路设计;7.3灰度传感器寻迹电路设计;voidmain（）

｛

init（）；//调用初始化函数

while（1）