Использование высокочастотного звука: новый ультразвуковой контроллер от Texas Instruments
Вы можете много сделать с ультразвуком, и все, что вы делаете, будет проще с использованием высокоинтегрированных микросхем, таких как PGA460-Q1, которые будут выпущены в июне.
Основная концепция ультразвука проста: вы генерируете звуковые волны на частотах, которые люди не слышат. Звуковые волны отражают что-то. Вы обнаруживаете отражения и интерпретируете их в соответствии с приложением.
Однако, как обычно, есть различные детали, с которыми вам приходится бороться. И если бы вы судили по длине таблицы для PGA460-Q1 (114 страниц), вы, вероятно, пришли бы к выводу, что эти данные не совсем тривиальны.
Как видно на диаграмме приложения, вам не нужно много внешних компонентов:
Все изображения из Texas Instruments (PDF)
Единственное, что вам, несомненно, понадобится, это ультразвуковой преобразователь. Это устройство, которое сначала преобразует электрические сигналы в высокочастотные звуковые волны, а затем преобразует отраженные звуковые волны обратно в электрические сигналы.
PGA460-Q1 является гибким в отношении выбора преобразователя, и это делает вещи весьма удобными для дизайнера платы: частота вращения, ограничение тока движения и коэффициенты фильтра все настраиваются. (Примечание: в техническом описании указано, что «устройство удовлетворяет большинству требований преобразователя путем настройки …», что подразумевает, что что-то происходит автоматически, но эти настройки, по крайней мере, частично основаны на пользовательских данных конфигурации.)
Водитель
Другим важным компонентом является трансформатор, который вы можете использовать в качестве интерфейса между контактами драйвера PGA460-Q1 и преобразователем.
Подход трансформатора обеспечивает лучшую дистанционную работу, поскольку вы можете обеспечить более высокое напряжение для преобразователя, и у меня создается впечатление, что это обычно предпочтительная конфигурация. Однако в приложениях, которые не связаны с жесткими условиями окружающей среды, вы можете использовать преобразователь с открытым верхом. С открытым верхом вы, скорее всего, достигнете соответствующего диапазона без дополнительного напряжения привода, которое может быть включено трансформатором.
Подход без трансформатора включает либо полумостовую, либо полностью мостовую схему привода. В PGA460-Q1 включены только драйверы с низкой стороны, поэтому вам нужен хотя бы один внешний FET.
Получатель
На двух предыдущих диаграммах вы можете увидеть схему, необходимую для преобразования полученного ультразвука в используемые цифровые сигналы. Это не совсем обширно или сложно. На самом деле он состоит из.,, два конденсатора (в дополнение к преобразователю).
Тем не менее, конденсаторы - это просто компоненты умиротворения, которые дизайнеры IC не учитывают, чтобы мы, обычные смертные, не чувствовали себя абсолютно бесполезными. Для обработки отраженных сигналов требуется гораздо больше двух шапок:
Но мы еще не закончили! Даже не близко. На приведенной выше диаграмме показаны только аналоговые и аналого-цифровые части цепочки сигналов. Вы также получаете щедрую дозу интегрированного DSP.
Суть в том, что PGA460-Q1 использует комбинацию цифровой и аналоговой обработки сигналов для облегчения обнаружения объекта на основе отраженного ультразвука. Результатом всего этого являются цифровые данные, доступные системному контроллеру через последовательный интерфейс связи.
Приложения
Итак, что именно вы можете сделать с PGA460-Q1 "// www.allaboutcircuits.com/projects/build-your-own-robot-avoiding-obstacles/" target = "_ blank"> обнаружение препятствий для роботов и систем помощи при посадке для беспилотных летательных аппаратов. Я мало знаю о беспилотных летательных аппаратах, но я предполагаю, что высокоточные измерения расстояния до земли могут сделать процесс посадки более значительным.,, предсказуемым (но, возможно, менее захватывающим).
Да, есть Eval Board
В откровенно задерживающемся разрыве с недавними тенденциями PGA460-Q1 не поставляется в виде зерна размером с песок с микроскопическими «землями», которые практически невозможно припаять вручную. Это TSSOP, и, кроме того, количество контактов (шестнадцать) является вполне разумным.
Тем не менее, вы, возможно, предпочтете начать работу с модулем оценки. (Если вы создадите свою собственную доску, не забудьте внимательно ознакомиться с рекомендуемым макетом.)
Список регистров довольно длинный, и на ранних этапах процесса проектирования вы, вероятно, будете рады, что у вас есть полностью функциональная плата и сопровождающий графический интерфейс.
PGA460-Q1 будет доступен в июне. Знаете ли вы о сравнимых микроконтроллерах контроля / обработки ультразвука? Есть ли у вас рекомендации по ультразвуковым системам обнаружения? Не стесняйтесь делиться своими мыслями в комментариях.