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超聲波測距儀方案開發

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更新時間:2023-01-11 13:51:41瀏覽次數:440次

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產品簡介

針對工業測距傳感器不能在煤礦井下特殊環境使用,提出一種礦用本安型超聲波測距儀設計方案,詳細介紹了其工作原理及硬件設計

詳細介紹

針對工業測距傳感器不能在煤礦井下特殊環境使用,提出一種礦用本安型超聲波測距儀設計方案,詳細介紹了其工作原理及硬件設計。采用 430 單片機處理數據,通過 lcd1602 顯示,支持 modbus-rtu協議。

1、原理

傳統的礦用測距傳感是采用紅外和激光測距,但是紅外和激光只能用于空曠的場地,并且環境不能有粉塵,否則影響測試數據,當有大顆粒粉塵反射光線時,就得出測試距離。而超聲測距是一種非接觸檢測技術,不受光線、被測對象顏色等的影響,較其他儀器更耐潮濕、粉塵、高溫、腐蝕氣體等惡劣環境,具有少維護、不污染、高可靠、長壽命等特點,而我開發超聲波測距儀是以一個平面為反射面的,反射面必須大于 0.5m2,這就避免了風塵環境中大顆粒物的干擾,在實際應用中效果明顯。而且加入了上下限報警設定,超過設定值會通過固態繼電器輸出一個閉合節點,同時對外有一路485 接口,支持數據遠傳,更適合數字化現代礦山建設,可以很方便的采集數據,上傳調度云中心。

2、硬件設計

主控使用 MSP430F5418 單片機,超聲波測距模塊采用,主控芯片采用16位低功耗MSP430單片機,處理能力強,運算速度快,片內資源豐富,方便高效的開發環境,超低功耗,性能穩定。可以保證測距儀測量的距離精確,穩定。

2.1、主控設計

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主控芯片采用16位低功耗MSP430單片機,處理能力強,運算速度快,片內資源豐富,方便高效的開發環境,超低功耗,性能穩定??梢员WC測距儀測量的距離精確,穩定。

2.2、RS485 隔離電路

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為適應煤礦井下本安電路的要求,采用 ISO1176 隔離芯片,處理 RS485 信號,該芯片可靠性和生命周期是磁性或光學隔離技術的兩倍還多,可在線路收發器和邏輯電平接口之間實現 2500Vrms 的隔離,從而既可降低數據損壞風險,而且還能避免超長傳輸線路上昂貴的控制電路出現損壞,工作速率高達 40Mbps,即比實力的競爭解決方案快兩倍多,實現了更高的數據傳輸速度。

2.3 按鍵設置


按鍵設置

本超聲波傳感器設置三個按鍵,三個按鍵暫時定義為 A、B、C。通過這三個按鍵可以設置距離報警上下限、測距輸出選擇(模擬量輸出和繼電器開關量輸出)和RS485從機地址。 A 鍵負責設置的進入和退出,B 鍵負責設置過程中位數的選擇,C 鍵負責本級菜

單的翻轉和設置過程中數據的遞增。其中,A、B 同時按下后,恢復默認設置,即:報警上、下限為450 和 002cm;選擇 485 輸出;modbus 從機地址為001。

3、結束


給出了相應的硬件的設計方案。該測距儀反映速度快、控制簡單、精度高,抗力強等,測距范圍為 2cm 到 500cm,在電路設計上考慮了本安參數,可以用于煤礦井下。實驗證明,在 0~5 米的量程范圍內,該傳感器的誤差低于 0.02m,并且該傳感器具有上下限報警設定和數據遠傳功能,支持modbus-rtu 協議,性能穩定可靠,能適應煤礦井下惡劣的環境。

深圳市組創微電子有限公司20年電子電器方案開發設計及芯片代理公司,是國內研發點讀筆方案開發公司,可以提供藍牙Wifi點讀筆OID方案開發,智能點讀筆方案開發,wifi點讀筆項目開發等服務。開發能力涵蓋了PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發等軟硬件設計。


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