2.5.2.2.3. Cảm biến siêu âm
a) Phân tích và lựa chọn
Siêu Âm là thuật ngữ nói về một dạng âm thanh có tần số cao hơn nhiều so với tầng số mà tai người có thể nghe được bởi tai người có thể nghe được ngưỡng 20000 Hz. Tần số thấp hơn tần số mà tai người nghe được thường được gọi là hạ âm, thông thường hạ âm rơi vào khoảng 20Hz.
Cảm biến siêu âm trong đồ án này được sử dụng để đo khoảng cách, phát hiện vật cản theo ngun lí siêu âm. Nói về các loại cảm biến siêu âm dạng module thì có một số tên tiêu biểu như: cảm biến siêu âm SRF04, cảm biến siêu âm SRF05, cảm biến siêu âm HC- SR04, cảm biến siêu âm HC-SR05, … Các loại cảm biến này chuyên dùng để nghiên cứu, học tập và làm những mơ hình phát hiện khoảng cách trong phạm vi nhỏ, có độ chính xác cao, nhưng khơng tuyệt đối do vẫn có nhiễu. Các loại cảm biến này khá dễ dàng để kết nối với các bộ kit MCU như: DSP, AVR, ARM, PIC, Arduino…
Đặc điểm chung của các loại cảm biến này là có giá rất rẻ, chỉ vài chục ngàn đến hơn trăm ngàn đồng. Rất thích hợp cho các bạn sinh viên ngành cơ điện tử nghiên cứu vọc vạch với các bộ code và thư viện có sẵn đồ sộ trên các cộng đồng.
Trong đồ án này nhóm em lực chọn cảm biến siêu âm HC-SR04 bởi đây là một cảm biến có giá thành rất phải chăng và độ chính xác cũng được đánh giá khá cao, phù hợp với u cầu bài tốn.
b) Thơng số kĩ thuật
Module cảm biến siêu âm (hình 2.24) dùng để đo khoảng cách đến vật cản bằng sóng siêu âm. Module có 2 đầu thu và phát sóng, khoảng cách được xác định bằng cách đo khoảng thời gian mà sóng siêu âm được phát ra đến vật chắn rồi phản hồi về. Sử dụng bằng cách truyền 1 xung vào chân trigger của module, sau đó chờ 1 xung trả về trên chân echo, đo khoảng thời gian từ lúc truyền cho đến lúc nhận, chia đôi rồi nhân với vận tốc cho ta khoảng cách đến vật cản cần đo.
Hình 2.24: HR- SR04
Thơng số kĩ thuật của cảm biến siêu âm HR-SR04 như sau: Điện áp làm việc Dòng làm việc Tần số làm việc Phạm vi tối đa Phạm vi tối thiểu Góc hoạt động Độ chính xác
Tín hiệu chân Trigger Tín hiệu chân Echo Dimension