一种基于Arduino控制器的超声波测距仪的制作方法

本实用新型涉及超声波测距技术领域，具体为一种基于Arduino控制器的超声波测距仪。

背景技术：

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，比如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。但现有的超声波测距装置基本上均固定安装在某一位置，只能够检测固定方位的障碍物距离，限制了探测车辆或障碍物的方向。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供了一种基于Arduino控制器的超声波测距仪，超声波传感器360度的旋转探测周围环境，且实现了对探测频率和舵机的旋转角度和旋转速度的自动控制，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于Arduino控制器的超声波测距仪，包括Arduino控制器模块和控制面板，所述Arduino控制器模块安装在控制面板内部，且控制面板上镶嵌有液晶显示屏，所述Arduino控制器模块包括主控芯片，所述主控芯片连接有数据存储器、USB数据接口；所述Arduino控制器模块连接有超声波测距模块和舵机模块，所述超声波测距模块包括超声波发射器、超声波接收器和触发器；所述舵机模块包括功率调节器和微型舵机，所述功率调节器的功率控制端连接到Arduino控制器模块，功率调节器的输出端连接到微型舵机的驱动端，所述超声波测距模块安装在舵机模块中舵机的转轴上。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主控芯片采用ATmega328系列嵌入式处理器，该芯片内置有模数转换模块、PWM波生成模块，其中模数转换模块对应的数据口连接到超声波接收器的输出端，PWM波生成模块对应的数字信号输出端口连接到功率调节器的数据输入端。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述触发器的输入端连接到Arduino控制器模块的I/O口，输出端连接到超声波发射器的触发端，所述超声波接收器的输出端连接到Arduino控制器模块的数据输入端。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述USB数据接口的另一端连接有上位机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于Arduino控制器的超声波测距仪，通过设置超声波测距模块安装在微型舵机的轮轴上，测距模块可以跟随轮轴转动，从而实现全方位检测；设置USB数据接口将Arduino控制器模块连接到上位机，利用上位机中的Processing软件进行数据处理，并通过液晶显示屏进行实时展示，提高了人机交互性能；本装置超声波传感器360度的旋转探测周围环境，且实现了对探测频率和舵机的旋转角度和旋转速度的自动控制，实用性强，适于推广。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图。

图中：1-Arduino控制器模块；2-控制面板；3-液晶显示屏；4-主控芯片；5-数据存储器；6-USB数据接口；7-超声波测距模块；8-舵机模块；9-超声波发射器；10-超声波接收器；11-触发器；12-PWM波生成模块；13-功率调节器；14-微型舵机；15-上位机；16-模数转换模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于Arduino控制器的超声波测距仪，包括Arduino控制器模块1和控制面板2，所述Arduino控制器模块1安装在控制面板2内部，且控制面板2上镶嵌有液晶显示屏3，所述Arduino控制器模块1包括主控芯片4，所述主控芯片4连接有数据存储器5、USB数据接口6；所述Arduino控制器模块1连接有超声波测距模块7和舵机模块8，所述超声波测距模块7包括超声波发射器9、超声波接收器10和触发器11；所述舵机模块8包括功率调节器13和微型舵机14，所述功率调节器13的功率控制端连接到Arduino控制器模块1，功率调节器13的输出端连接到微型舵机14的驱动端，所述超声波测距模块7安装在舵机模块8中舵机的转轴上；

所述主控芯片4采用ATmega328系列嵌入式处理器，该芯片内置有模数转换模块16、PWM波生成模块12，其中模数转换模块16对应的数据口连接到超声波接收器10的输出端，PWM波生成模块12对应的数字信号输出端口连接到功率调节器13的数据输入端；所述触发器11的输入端连接到Arduino控制器模块1的I/O口，输出端连接到超声波发射器9的触发端，所述超声波接收器10的输出端连接到Arduino控制器模块1的数据输入端；所述USB数据接口6的另一端连接有上位机15。

本实用新型的工作原理：所述Arduino控制器模块1用于来实现对超声波传感器探测频率和舵机的旋转角度和旋转速度的控制，所述控制面板2上的液晶显示屏3可实时显示超声波传感器所测量得到的数据，与舵机所转过的角度；所述主控芯片4用于进行数据收集和数据分析，所述超声波测距模块7用于进行超声测距，当主控芯片4发送指令到触发器11时，触发器11触发超声波发射器9，并通过超声波发射器9发射超声波信号，并通过超声波接收器10接受反射回来的数据信号，再将从发送到接收的时间信号发送至主控芯片4，主控芯片4内置的程序可以通过计算时间与速度得出障碍物距离；所述舵机模块8中的功率调节器13输出功率，通过主控芯片4通过PWM波生成模块12调节输出的PWM波占空比来实现，占空比越小，功率调节器13输出功率越大，从而调节微型舵机14的转速；所述主控芯片4可将接收到的数据通过USB数据接口6传输到上位机15，所述上位机15内装有Processing软件，通过Processing软件可以将超声波测量到的距离数据和舵机的旋转角度可视化，并通过液晶显示屏3展示。

该基于Arduino控制器的超声波测距仪，通过设置超声波测距模块7安装在微型舵机14的轮轴上，测距模块可以跟随轮轴转动，从而实现全方位检测；设置USB数据接口将Arduino控制器模块1连接到上位机15，利用上位机中的Processing软件进行数据处理，并通过液晶显示屏3进行实时展示，提高了人机交互性能；本装置超声波传感器360度的旋转探测周围环境，且实现了对探测频率和舵机的旋转角度和旋转速度的自动控制，实用性强，适于推广。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。