SRF05 là một bước phát triển từ SRF04, được thiết kế để làm tăng tính linh hoạt, tăng phạm vi, ngoài ra còn giảm bớt chi phí. SRF05 hoàn toàn tương thích với SRF04 và tầm đo khoảng 2cm đến 400cm.
SRF05 (hình 2.14) cho phép sử dụng một chân duy nhất cho kích hoạt và phản hồi, do đó tiết kiệm giá trị trên chân điều khiển. Khi chân MODE ở chế độ không kết nối, thì SRF05 hoạt động riêng biệt chân kích hoạt và chân hồi tiếp, như SRF04. SRF05 bao gồm một thời gian trễ trước khi xung phản hồi để mang lại điều khiển chậm hơn chẳng hạn như bộ điều khiển thời gian cơ bản Stamps và Picaxe để thực hiện các xung lệnh.
26
Nguyên lý hoạt động:
Sóng siêu âm từ đầu phát truyền đi trong không khí, gặp vật cản sóng siêu âm sẽ phản xạ ngược lại đầu thu. Vận tốc sóng siêu âm trong không khí là một giá trị được xác định trước, ít thay đổi. Do đó nếu xác định được khoảng thời gian từ lúc phát sóng siêu âm tới lúc nó phản xạ về đầu thu sẽ qui đổi được khoảng cách từ cảm biến đến vật cản.
Hình 2.15: Nguyên lý hoạt động của cảm biến SRF05
Cảm biến SRF05 có hai chế độ giao tiếp:
Chế độ 1 (hình 2.16): Tách riêng chân TRIGGER và ECHO. Cảm biến SRF05 có hai chân TRIGGER và ECHO riêng biệt. Khi chân MODE để trống thì SRF05 sẽ sử dụng cả hai chân TTRIGGER và ECHO cho việc điều khiển hoạt động của cảm biến.
27 Để điều khiển SRF05 ở MODE1 cần cấp cho chân TRIGGER một xung điều khiển với độ rộng tối thiểu 10uS. Sau đó một khoảng thời gian, đầu phát sóng siêu âm sẽ phát ra sóng siêu âm, vi xử lý tích hợp trên module sẽ tự xác định thời điểm phát sóng siêu âm và thu sóng siêu âm. Vi xử lý tích hợp này sẽ đưa kết quả thu được ra chân ECHO. Độ rộng xung vuông tại chân ECHO tỉ lệ với khoảng cách từ cảm biến tới vật thể.
Chế độ 2 (hình 2.17): Sử dụng một chân cho cả hai chân TRIGGER và ECHO. Ở chế độ này, một chân của vi xử lý sẽ điều khiển quá trình phát xung của cảm biến siêu âm và việc đọc tín hiệu trả về. Yêu cầu lúc đó chân MODE cần được nối đất (GND). Đầu tiên xuất một xung với độ rộng tối thiểu 10uS vào chân TRIGGER-ECHO (chân số 3) của cảm biến. Sau đó vi xử lý tích hợp trên cảm biến sẽ phát ra tín hiệu điều khiển đầu phát siêu âm. Sau 700uS kể từ lúc kết thúc tín hiệu điều khiển, từ chân TRIGGER-ECHO có thể đọc ra một xung mà độ rộng tỉ lệ với khoảng cách từ cảm biến tới vật thể.
Hình 2.17: SRF05 hoạt động ở mode 2
Tính toán khoảng cách:
Giản đồ định thời của cảm biến SRF05 ở hai chế độ trên. Chỉ cần cung cấp một đoạn xung ngắn 10μs kích hoạt đầu vào bắt đầu đo khoảng cách. SRF05 sẽ cho ra một chu kỳ 8 burst của siêu âm ở tần số 40khz và tăng cao dòng phản hồi của nó (hoặc kích hoạt ở chế độ dòng 2). Sau đó chờ phản hồi và ngay sau khi phát hiện nó giảm các dòng phản hồi lại. Dòng phản hồi là một xung có chiều rộng tỷ lệ với khoảng cách đến đối tượng. Bằng cách đo xung, ta hoàn toàn có thể tính toán khoảng cách theo inch/cm hoặc đơn vị khác. Nếu không phát hiện gì thì SRF05 giảm thấp dòng phản hồi của nó sau khoảng thời gian 30ms.
SRF05 có thể kích hoạt nhanh chóng với mỗi 50ms, hoặc 20 lần trên mỗi giây. Nên chờ 50ms trước kích hoạt lần tiếp theo, ngay cả khi SRF05 phát hiện đối tượng gần và xung phản hồi ngắn hơn. Điều này là để đảm bảo các siêu âm “beep” đã phai mờ và không gây ra sai phản hồi ở lần đo kế tiếp.
28