içinden Standı olmayan bir stand anahtarı (MCU) olarak ultrasonik HC-SR04 sensörü Bu, sıfır bellenim ile çözüm arayan teknisyenler ve amatörler için genel bir tasarım hedefidir. HC-SR04 uygun fiyatlı, güvenilir ve yaygın olarak bulunmasına rağmen, basit bir anahtar olarak işlev görecek şekilde tasarlanmamıştır. Sensör, 10 s’lik bir tetik darbesi gerektirir ve darbe genişliğinin mesafeye karşılık geldiği bir PWM sinyali verir. Bu nedenle, bu senkronizasyon sinyalini röleler, transistörler veya mantık devreleri için kararlı çıkışa dönüştürmek için, ayrık zamanlayıcı veya karşılaştırma devreleri gibi ara işlem aşamaları gereklidir.
Bu nedenle doğru cevap “evet” veya “hayır” değil, “evet, fazladan zaman ve karar verme ile ve genellikle fikirlerin önerdiğinden daha karmaşıktır.” Bu konuda yayınlanan teknik makale bu sınırlama konusunda dürüst olmalıdır. Bu dürüstlük olmadan, okuyucu hedefin yüzeyini değiştirirken nihayetinde salınan, sohbet eden veya başarısız olan şemayı kopyalar.
gerçek hc-sr04 nedir
HC-SR04, VCC, Trig, Echo ve GND’nin dört tanıdık kontağına sahiptir. Trigonometrik girişler kısa komut impulsları gerektirir. Modül, ultrasonik paketini gönderip dönüşünü bekledikten sonra, ölçülen mesafeye benzer bir süre için yankı çıkışı yüksek olur. Başka bir deyişle, modül doğrudan “nesne nesneleri” demez. Yazdı: “Bu, uçuş süresini temsil eden nabız genişliğidir.”
Bu ayrıntı tüm şemayı değiştirir. Anahtarlara benzer çıkışlar en az dört işlev gerektirir: tetikleme darbe kaynakları, yankı senkronizasyon alma veya dönüştürme yöntemleri, eşik çözüm blokları ve koşullu çıkış aşamaları. Mikrodenetleyici, dört kodu da yapar, pek çok makale ve ders kitabı HC-SR04 bir tane alır. Modülün etrafındaki sensöre veya kablolama sembollerine göz atarsanız, mevcut ters PCB öğeleri HC-SR04 Ultrasonik Sensör Modülü Yararlı arka plan, ancak tek başına MCU anahtarlama problemini çözmez.
MCU’su olmayan bir devre için gerçekten neye ihtiyaç var?
En küçük dürüst mimari genellikle bir tetikleyici ile başlar. 555 zamanlayıcı veya tek kararlı mantık, periyodik tetik darbeleri üretebilir, böylece modül ölçüme devam eder. Daha sonra yankı sinyali, karşılaştırma ile takdir edilebilecek bir şeye aktarılmalıdır. Bir yol, darbelerin voltaja dönüştürülmesidir, burada eko genişliği, kontrollü yol boyunca kapasitörü şarj eder ve elde edilen voltaj standartla karşılaştırılır. Başka bir yol, Echo yüksek olduğunda saati sayaca girmek ve ardından sayacın şifresini çözmektir. Her iki yaklaşım da basit sensör panoları ve transistörlerden daha fazla ilgilidir.
Bu dönüşüm bir kez var olduğunda, tasarımın hala histerezise ihtiyacı vardır. Histerezis olmadan, hedef eşik mesafesine yakın dururken veya açı ve yüzey dokusuna bağlı olarak yansıyan ultrasonik enerji değiştiğinde çıkış sohbet edebilir. Schmitt tetikleyicileri veya pozitif geri besleme karşılaştırıcıları genellikle güvenilir bir devrenin parçasıdır. Bu, anlayışın olduğu klasik bir durumdur. Elektrik devrelerini okumak için AS Blok düzeyinde, karakter grafiği için bir karakter kopyalamak daha önemlidir.
Basit eko transistör devresi neden yanıltıcıdır?
Yaygın bir başlangıç içgüdüsü, ekoları transistör aşamasına bağlamak ve herhangi bir kalp atış hızını tespit olarak işlemektir. Bu, mesafe tabanlı bir anahtar yapmaz. Bu sadece modülün aktif olduğunu ve bir tür yankı olayı gördüğünü kanıtlar. Darbe çıkış genişliği mesafe ile değişir, ancak transistörün kendisi “Aç” veya “Lear” genişliğinin ne anlama geldiğini bilmez. Sonuç genellikle tutarsız bir şekilde tepki veren veya geniş ve işe yaramaz bir aralıkta aktif kalan bir devredir.
Başka bir zayıf yaklaşım, RC ağını kullanarak eko darbesini germek ve eşiğin oldukça kararlı olmasını beklemektir. Bu, yanıp sönen göstergenin daha belirgin olmasına neden olabilir, ancak tekrarlanan geçişi garanti etmez. Yüzey yansıtma, çevreleyen akustik koşullar, güç gürültüsü ve hedef hareketi darbe süresini etkiler. Uygun senkronizasyon desteği ve karşılaştırma olmadan, devre tezgahta aynı mesafede çalışabilir ve gövdede veya gerçek odada tamamen arızalanabilir.
Çalışabilecek pratik blok diyagram
Amaç, MCU’suz orijinal yapı ise, blokların sırası pratiktir:
Periyodik tetikleyici
HC-SR04 modülü
ac yankı-nabız
Nabız Genişliği Voltaj veya Darbe Sayma Dönüştürücü
Histerezis ile karşılaştırma
LED, transistör, röle veya mantık girişi için çıkış sürücüsü
Bu, birçok tasarımcının “MCU yok” kuralının tasarruf etmekten daha pahalı olabileceğini fark ettiği zamandır. Kararlı bir tetikleme kaynağı, senkronizasyon dönüşümü, eşik ayarı ve çıkış tutma mantığı eklediğinizde, devre genellikle küçük bir mikrodenetleyici veya özel sensör işleme yongasından daha büyük ve daha az esnektir. Röle çıkışı gerekliyse, çıkış sinyali sürücü aşamalarının, başka bir röle yönelimli PCB makalesinde tartışılan bobin sürücüsünden hala aynı koruma ve disiplini gerektirdiğini unutmayın. Okuma AC yükünü değiştirmeden önce şematik G3MB-202P katı hal rölesi.
MCU’suz MCU hala haklı olduğunda
MCU’suz yaklaşımın mantıklı olduğu durumlar vardır. Bir koçluk şeması, mantıksal tasarım alıştırmaları veya halihazırda analog senkronizasyon bloklarını kullanan bir ürün ortamı bunu doğrulayabilir. Bu, eşik zayıfladığında ve yanlış anahtarlamanın etkileri, eğitim göstergeleri veya yenilik ayarları gibi önemsiz olduğunda da kabul edilebilir. Bu gibi durumlarda, iyice ayarlanmış bir karşılaştırma yeterli olabilir.
Ancak güvenilir anahtarlama, hedeflerde ayrımcılık veya düşük alan arızası riski gerektiren ürünler için MCU’suz rotalar genellikle yanlış optimizasyondur. Küçük kontrolörler, bir dizi ayrık senkronizasyon ayrıntısından daha az kart alanıyla ortalama, zaman aşımı işleme, zayıflama aralıkları, kalibrasyon seçenekleri ve çıkış hasarı ekleyebilir. Bu bir pazarlama yutturmacası değil; Bu, HC-SR04 tarafından sağlanan sinyal türü ile daha doğrudan bir yazışmadır.
Basit geçişlere en iyi alternatif
Gerçek gereksinimler seçilen sensörden ayrıldığında bu tema çok daha net hale gelir. Gereksinimler yalnızca “bir şey yakın olduğunda etkinleştir” ise, HC-SR04 yanlış ön uç olabilir. Kızılötesi yansıtıcı sensörler, ışık kıran sensörler, PIR modülleri, kapasitans devreleri, anahtarlar veya endüstriyel yakınlık sensörleri, sinyalleri çok daha az sinyal koşullandırma ile değiştirirken daha temiz davranış sağlayabilir. En iyi şema, arama sonuçlarında popüler bir modülle değil, gerçek ihtiyaçlarla başlar.
PCB perspektifinden bakıldığında, daha basit sensörlerin kullanılması yönlendirmenin karmaşıklığını da azaltır. Serbest çalışan bir tetikleyici osilatöre ihtiyacınız olmayabilir (serbest çalışan), sıkı sızıntı kontrollü veya hassas karşılaştırıcı referans ağına sahip zamanlayıcı kapasitör. Bu da düzeni, montajı ve onarım sürecini kolaylaştırır. İlgili Kararlar Assembly PCB Ve algılama mimarisinin kendisi daha basitse, genel olarak problem çözme her zaman daha kolay olacaktır.
Tasarım tasarlarken, hala inşa ediyorsanız uyarı
HC-SR04 olmayan MCU rotasını yine de seçerseniz, önce güç kararlılığını kontrol edin. Modülün güç eşiğindeki veya referans eşiğindeki gürültü, anahtarlama noktasını hareket ettirebilir. Senkronizasyon dönüşüm kondansatörünü gürültülü anahtarlama akımından uzak tutun, öngörülebilir toprak dönüşünden emin olun ve sürücü çıkış akımı devresini en hassas analog alandan ayırın. Yanlışlıkla değil, kasıtlı olarak histerezis ekleyin. Son olarak, kumaş, köpük, parlak plastik ve sert düz yüzeyler nedeniyle farklı hedef malzemeleri ve açıları test edin.
alt limit
HC-SR04, bir mikro denetleyici olmadan bir anahtar gibi davranmaya zorlanabilir, ancak yalnızca bellenimin normalde yaptığının yerini alan harici zaman, eşik ve çıkış koşullandırma blokları ekleyerek. Bu, konsepti teknik olarak mümkün kılar, ancak çoğu zaman ekonomik ve elektriksel olarak rahatsız eder. Güvenilir bir devre, yalnızca modüle nasıl güç verildiğini değil, yankı darbe genişliğinin nasıl kararlı hale geldiğini göstermelidir. Uygulama yalnızca temiz bir yakın veya uzak anahtar gerektiriyorsa, doğru dili konuşan sensörlerin seçimi genellikle en iyi mühendislik çözümüdür.
HC-SR04 mekanik anahtarı doğrudan değiştirebilir mi?
Hayır. Modül, basit bir anahtar açma veya kapatma yerine mesafeyle ilişkili bir zaman darbesi yayar. Bu dürtünün ne zaman bir anahtarlama olayı olarak kabul edileceğine karar vermek için harici mantık gereklidir.
Neden birçok HC-SR04 projesi bir mikrodenetleyici kullanıyor?
Mikrodenetleyici, tetik darbeleri oluşturmayı, yankı genişliğini ölçmeyi, kararsız okumaları filtrelemeyi ve çıkış sinyalinin mesafe eşiğine yakın bir yerde titreşmemesi için histerezis eklemeyi kolaylaştırır.
MCU olmayan HC-SR04 devresi imkansız mı?
Bu mümkün, ancak birçok okuyucudan daha zor. Monostabil, Counter, Pulse Conversion for Voltage, Comparator ve Output Fixation’a ihtiyaç duyulabilir.
Yalnızca katılım anahtarları gerekiyorsa daha güvenli bir alternatif nedir?
Birçok basit IR sensörü algılama görevi, fotovoltaik sensörler, PIR modülleri veya özel endüstriyel yakınlık sensörleri için, HC-SR04’ün bir anahtarın rolünü oynamasını sağlamaktan daha kolay ve daha güvenilirdir.
