Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Gdzie używa się sensorów ultradźwiękowych

ghost666 07 Sie 2017 21:38 1272 13
  • Gdzie używa się sensorów ultradźwiękowych
    Sensory ultradźwiękowe używane są w autach pasażerskich od wielu lat w aplikacjach takich jak na przykład ultradźwiękowe systemy wspomagające parkowanie. Oprócz tego rodzaju klasycznych aplikacji, w przemyśle motoryzacyjnym wyłaniają się nowe systemy wykorzystujące czujniki ultradźwiękowe, na przykład systemy alarmowe wykorzystujące tego rodzaju sensory do detekcji wtargnięcia do pojazdu czy też układy pozwalające na otwieranie bagażnika... lekkim kopnięciem w tylny zderzak.

    Ultradźwiękowe systemy wspomagania parkowania

    Ultradźwiękowe systemy wspomagania parkowania to proste systemy pomiaru odległości dzielącej nasz pojazd od otoczenia i alarmujący kierowcę, gdy odległość ta będzie zbyt mała. System taki nie wymaga od kierowcy żadnej ingerencji. Dalszym rozwinięciem sensorów tego typu jest wykorzystanie ich do autonomicznego parkowania pojazdu w wyznaczonym miejscu. Samochód wyposaża się w cztery do szesnastu sensorów ultradźwiękowych, które umieszczone są dookoła samochodu, aby zbierać informacje o otoczeniu.

    Gdzie używa się sensorów ultradźwiękowych


    Inżynierowie projektujący tego rodzaju systemy poszukują scalonych driverów sterujących przetwornikami ultradźwiękowymi. Układ taki odpowiedzialny jest za nadawanie, odbieranie i przetwarzanie sygnałów ultradźwiękowego echa, a także często obliczanie odległości od przedmiotu. Na przykład układ PGA460-Q1. Jest on w stanie wykryć już z 5 metrów standardowy słupek (w/g normy ISO - rura z PVC o ustalonych wymiarach). Dodatkowo układy te przechodzą bezproblemowo wymagane normami badania ESD oraz BCI.

    Ceny systemów wspomagania parkowania cały czas spadają. Producenci tego rodzaju modułów wymuszają na producentach układów scalonych redukcję ceny, szczególnie że obecnie panujący trend wymaga montowania coraz większej ilości przetworników w jednym aucie. Obecne wymagania co do takich systemów obejmują:

    * Wykrywanie obiektów w odległości od 30 cm do 5 m.
    * Komunikacja z systemami pojazdu z wykorzystaniem standardów TCI, LIN lub BCM przyjętych w przemyśle motoryzacyjnym.

    W dalszej perspektywie precyzja wykrywania obiektów będzie jeszcze większa. Od 2025 roku od systemów tego typu wymagana będzie detekcja elementów w zakresie od 10 cm do 7 m. Ma to być możliwe dzięki usprawnieniom w zakresie sekcji analogowych sensorów - front-endów jak i sterowników transmiterów ultradźwiękowych. Przemysł półprzewodnikowy stara się nadążyć za zwiększającymi się potrzebami sektora motoryzacyjnego.





    TCI oraz LIN to najpopularniejsze interfejsy komunikacyjne jakie stosuje się obecnie do podłączania ultradźwiękowych systemów wspomagania parkowania w obecnych samochodach. Jednakże w przyszłości systemy te zostaną zintegrowane wraz z innymi w formie zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy. Wtedy też najpewniej systemy ultradźwiękowe zaczną korzystać z bardziej złożonych i pojemnych interfejsów takich jak PSI 5, DSI czy CAN. Wszystko po to, aby móc przesyłać większą ilość danych do systemów centralnych w aucie.

    Bagażniki otwierane kopniakiem

    Bagażniki, które otwierają się po delikatnym kopnięciu w zderzak na pierwszy rzut oka mogą wydawać się dziwnym udogodnieniem, ale taka funkcja jest bardzo przydatna. Wyobraźmy sobie, że niesiemy coś do auta na rękach. Wystarczy podejść do niego, delikatnie stuknąć nogą w zderzak, a klapa bagażnika otworzy się automatycznie.

    Gdzie używa się sensorów ultradźwiękowych


    Dotychczasowo tego rodzaju systemy realizowało się instalując w dolnej części zderzaka czujniki pojemnościowe. Obecnie jednakże rozwija się systemy ultradźwiękowe do tego rodzaju zastosowań - niektóre z nich są już w produkcji masowej. Zaletą systemów ultradźwiękowych nad pojemnościowymi jest niezawodność działania w dowolnych warunkach środowiskowych, szczególnie takich jak wilgoć czy brud. Czujniki pojemnościowe są bardzo czułe na zanieczyszczenia - do tego stopnia, że mogą nawet nie działać gdy auto jest brudne.

    Wymagania dotyczące ultradźwiękowych sensorów do tej aplikacji spisane są na poniższej liście:

    * Wykrywanie obiektów znajdujących się w odległości od 15 cm do 1 m.
    * Niski pobór prądu w stanie uśpienia.
    * Możliwość zasilania systemu z 12 V.

    Przyjrzyjmy się bliżej wymienionym powyżej wymaganiom.

    Detekcja elementów w odległości od 15 cm do 1 m[/b]

    Jednym z sporych wyzwań podczas projektowania tego typu systemów jest mała odległość w jakiej wykrywane mają być obiekty. Aby system ultradźwiękowy wykrywał obiekty znajdujące się bardzo blisko wykorzystane muszą być wysokiej jakości przetworniki, specjalne systemy sterowania nadajnikiem i algorytmy odbioru oraz dedykowany front-end analogowy.

    Wysokiej jakości przetworniki ultradźwiękowe, takie jak MA58MF14-7N firmy Murata charakteryzują się bardziej powtarzalnym zanikaniem sygnału wzbudzenia. Dzięki wykorzystaniu precyzyjnych elementów wysokiej jakości można wykorzystać krótsze, szybciej opadające impulsy, dzięki temu, że zaniki te są precyzyjniejsze.

    Precyzyjniejszą pracę systemu uzyskać można także dzięki wykorzystaniu precyzyjniejszych układów scalonych, takich jak PGA460-Q1.

    Gdzie używa się sensorów ultradźwiękowych


    [u]Niski pobór prądu[/b]

    Sensor do otwierania bagażnika działać musi cały czas, także wtedy gdy silnik pojazdu jest wyłączony. Dlatego też tak ważne jest minimalizowanie poboru prądu przez układ w stanie uśpienia. PGA460-Q1 pobiera w stanie snu jedynie 500 mikroamperów, a wybudzenie układu ze snu jest niemalże natychmiastowe.

    [u]Możliwość zasilania z 12 V


    PGA460-Q1 pracować może zasilany napięciem od 6 V do 28 V, dzięki temu bardzo elastycznie wpasowuje się w dowolne aplikacje. Może być zasilany bezpośrednio z napięcia akumulatora, a jedynie minimalnymi układami zabezpieczającymi przed przepięciami czy odwrotną polaryzacją akumulatora.

    Alarmy samochodowe - sensory wtargnięcia do pojazdu

    Sensory ultradźwiękowe są popularnym elementem systemów alarmowych w autach, zwłaszcza w Europie. Tego rodzaju systemy składają się typowo z dwóch nadajników i jednego bądź dwóch odbiorników. System taki pozwala na wykrywanie obecności w pojeździe osób bądź zwierząt w momencie gdy auto jest zaparkowane i w teorii powinno być puste. W takiej sytuacji system uruchamia alarm w aucie.

    Układ taki pozwala na wykrywanie nie tylko niepowołanego wtargnięcia do pojazdu, ale także pozostawionych w samochodzie dzieci bądź zwierząt. Taka funkcjonalność często - zależnie od kraju w jakim żyjemy - może przekładać się między innymi na zniżki w kosztach ubezpieczenia auta.

    Do tego rodzaju systemów idealnie nadaje się układ PGA460-Q1 - pojedynczo lub dwie sztuki idealnie wypełniają wszystkie wymagania systemu.

    Podsumowanie

    Opisane powyżej trzy aplikacje to tylko najczęstsze wykorzystanie sensorów ultradźwiękowych. Producenci tego rodzaju detektorów jak i firmy je wykorzystujące cały czas pracują nad nowymi aplikacjami, takimi jak detekcja pojazdów w martwej strefie widzenia, systemy detekcji kolizji z przodu pojazdu i inne.

    A może Wy macie jakieś pomysły, gdzie jeszcze w motoryzacji czujniki ultradźwiękowe mogą znaleźć zastosowanie? Zapraszam do dyskusji.

    Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2017/06/29/where-are-ultrasonic-sensors-used-part-1


    Fajne!
  • #2 08 Sie 2017 06:38
    koczis_ws
    Poziom 25  

    ghost666 napisał:
    ...

    [u]Niski pobór prądu[/b]

    Sensor do otwierania bagażnika działać musi cały czas, także wtedy gdy silnik pojazdu jest wyłączony. Dlatego też tak ważne jest minimalizowanie poboru prądu przez układ w stanie uśpienia. PGA460-Q1 pobiera w stanie snu jedynie 500 mikroamperów, a wybudzenie układu ze snu jest niemalże natychmiastowe.

    Alarmy samochodowe - sensory wtargnięcia do pojazdu

    Sensory ultradźwiękowe są popularnym elementem systemów alarmowych w autach, zwłaszcza w Europie. Tego rodzaju systemy składają się typowo z dwóch nadajników i jednego bądź dwóch nadajników. ...


    Wydaje mi się, że sensor nie musi działać cały czas, przecież musimy najpierw odblokować zamki bo inaczej każdy by mógł podejść i sobie kopnąć ...
    Chyba , że chodzi o sytuację gdy samochód otwarty stoi w garażu.

    A z tymi nadajnikami do odbioru sygnału to coś nie tak :D

  • #3 08 Sie 2017 07:10
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    koczis_ws napisał:
    Wydaje mi się, że sensor nie musi działać cały czas, przecież musimy najpierw odblokować zamki bo inaczej każdy by mógł podejść i sobie kopnąć ...
    Chyba , że chodzi o sytuację gdy samochód otwarty stoi w garażu.

    Niektóre samochody mają czujniki w klamkach. W momencie włożenia w nią ręki automatycznie podejmują próbę połączenia się z kluczykiem znajdującym się w przysłowiowej kieszeni spodni i jeśli jest on w zasięgu automatycznie otwierają zamki auta. Tutaj jest podobnie. Kopnięcie otworzy bagażnik tylko i wyłącznie wtedy, gdy osoba uprawniona jest w zasięgu. Dlatego też czujnik musi działać cały czas.

  • #4 08 Sie 2017 07:55
    koczis_ws
    Poziom 25  

    Czyli mamy 2 układy wykrywania, jeden do kluczyka w spodniach a drugi na kopnięcie. Ale przecież nie muszą oba czuwać cały czas. Jeden z nich może aktywować drugi.

  • #5 08 Sie 2017 08:12
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    dondu napisał:
    koczis_ws napisał:
    Wydaje mi się, że sensor nie musi działać cały czas, przecież musimy najpierw odblokować zamki bo inaczej każdy by mógł podejść i sobie kopnąć ...
    Chyba , że chodzi o sytuację gdy samochód otwarty stoi w garażu.

    Niektóre samochody mają czujniki w klamkach. W momencie włożenia w nią ręki automatycznie podejmują próbę połączenia się z kluczykiem znajdującym się w przysłowiowej kieszeni spodni i jeśli jest on w zasięgu automatycznie otwierają zamki auta. Tutaj jest podobnie. Kopnięcie otworzy bagażnik tylko i wyłącznie wtedy, gdy osoba uprawniona jest w zasięgu. Dlatego też czujnik musi działać cały czas.


    Niektóre nowe auta mają wręcz tak, że jeśli ktoś z kluczykiem podejdzie blisko - dajmy na to na 2 metry - to otwiera centralny zamek. Wtedy tylko wystarczy stukną nogą w ten zderzak i bagażnik otwarty :D.

    Taki system wydaje się może bez sensu, ale wystarczy wyobrazić sobie że wracamy z zakupów, obładowani jak wielbłąd, bo wiadomo - facet bierze zakupy na raz - i co teraz? odstawić w błoto, żeby otworzyć? otwierać zajętą ręką i porysować samochód zakupami? :D

  • #6 08 Sie 2017 09:49
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    koczis_ws napisał:
    Czyli mamy 2 układy wykrywania, jeden do kluczyka w spodniach a drugi na kopnięcie. Ale przecież nie muszą oba czuwać cały czas. Jeden z nich może aktywować drugi.

    Zastanów się jeszcze raz nad tym - zadam pytanie pomocnicze: Który z nich ma czuwać i jak to wpłynie na funkcjonalność?

  • #7 08 Sie 2017 09:59
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    dondu napisał:
    koczis_ws napisał:
    Czyli mamy 2 układy wykrywania, jeden do kluczyka w spodniach a drugi na kopnięcie. Ale przecież nie muszą oba czuwać cały czas. Jeden z nich może aktywować drugi.

    Zastanów się jeszcze raz nad tym - zadam pytanie pomocnicze: Który z nich ma czuwać i jak to wpłynie na funkcjonalność?


    Czuwa ten od kluczyka moim zdaniem, tamten drugi załącza się dopiero, gdy otworzymy normalnie centralnym zamkiem całość.

  • #8 08 Sie 2017 10:10
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    ghost666 napisał:
    dondu napisał:
    koczis_ws napisał:
    Czyli mamy 2 układy wykrywania, jeden do kluczyka w spodniach a drugi na kopnięcie. Ale przecież nie muszą oba czuwać cały czas. Jeden z nich może aktywować drugi.

    Zastanów się jeszcze raz nad tym - zadam pytanie pomocnicze: Który z nich ma czuwać i jak to wpłynie na funkcjonalność?


    Czuwa ten od kluczyka moim zdaniem, tamten drugi załącza się dopiero, gdy otworzymy normalnie centralnym zamkiem całość.

    A moim zdaniem jest odwrotnie przynajmniej w Renault, gdyż diody podczerwone w klamce świeciły nawet wtedy, gdy nie było pilota w zasięgu.
    Każdy system można oczywiście rozwiązać na wiele sposobów. np. kosztem baterii w pilocie, która musi zasilać czuwający odbiornik w przeciwieństwie do tych, które wymagają naciśnięcia przycisku włączając jednocześnie zasilanie pilota.

    Poza tym, czujniki zbliżeniowe mogą być także wykorzystywane do obserwowania otoczenia przez system alarmowy.

    Dlatego taka optymalizacja układu pod kątem zużycia energii i ciągłego czuwania daje projektantom (nie tylko samochodów) pełne możliwości wyboru rozwiązania, które chcą zrealizować:

    PGA460-Q1 Automotive Ultrasonic Signal Processor and Transducer Driver napisał:
    Applications:
    • Ultrasonic Radar
    • Automotive Park Assist
    • Lane-Departure and Collision Warning
    • Object distance and Position Sensing
    • Presence and Proximity Detection
    • Drone and Robotics Landing Assist and Obstacle Detection
    • Automotive and Industrial Door-Opening Sensing
    • Automotive Motion Sensor for Intrusion Detection Alarm
    • Occupancy and Motion Sensors

  • #9 08 Sie 2017 12:38
    koczis_ws
    Poziom 25  

    ghost666 napisał:
    dondu napisał:
    koczis_ws napisał:
    Czyli mamy 2 układy wykrywania, jeden do kluczyka w spodniach a drugi na kopnięcie. Ale przecież nie muszą oba czuwać cały czas. Jeden z nich może aktywować drugi.

    Zastanów się jeszcze raz nad tym - zadam pytanie pomocnicze: Który z nich ma czuwać i jak to wpłynie na funkcjonalność?


    Czuwa ten od kluczyka moim zdaniem, tamten drugi załącza się dopiero, gdy otworzymy normalnie centralnym zamkiem całość.


    I to ma sens, bo częściej może się zdarzać jakiś ruch niepowołanych osób koło bagażnika niż ludzi z pilotami w kieszeni przechodzących koło auta, tak myślę.

  • #10 09 Sie 2017 03:42
    Bobasy
    Poziom 8  

    koczis_ws napisał:
    ghost666 napisał:
    dondu napisał:
    koczis_ws napisał:
    Czyli mamy 2 układy wykrywania, jeden do kluczyka w spodniach a drugi na kopnięcie. Ale przecież nie muszą oba czuwać cały czas. Jeden z nich może aktywować drugi.

    Zastanów się jeszcze raz nad tym - zadam pytanie pomocnicze: Który z nich ma czuwać i jak to wpłynie na funkcjonalność?


    Czuwa ten od kluczyka moim zdaniem, tamten drugi załącza się dopiero, gdy otworzymy normalnie centralnym zamkiem całość.


    I to ma sens, bo częściej może się zdarzać jakiś ruch niepowołanych osób koło bagażnika niż ludzi z pilotami w kieszeni przechodzących koło auta, tak myślę.

    Tylko że 99% mieszkańców płaskiej ziemi lub sferycznej lub okrągłej otwiera banany jak też robią to małpy a my otwieramy je wygodnie.
    Więc i tu przedstawiona logika jest , logiczna. Ale producent ma własne patenty na życie itp i otwiera banany tak samo jak robi to każda małpa. No i chce zarobić na częściach i service;)
    Więc gdzie może być pewność rozwiązań " na chłopski rozum" z rozwiązaniami prawno marketingowymi.

    Start stop miał oszczędzać paliwo, tylko czyje? ;)

  • #11 09 Sie 2017 10:19
    buczo11
    Poziom 27  

    Witam!

    ghost666 napisał:
    lekkim kopnięciem w tylny zderzak.

    Tu mam pewne wątpliwości. Według mnie jest to szybkie machnięcie stopą pod rantem tylnego zderzaka. Tak jak to ma miejsce np. w najnowszym BMW X1.

  • #12 09 Sie 2017 12:05
    koczis_ws
    Poziom 25  

    Otóż to, bo po co miałby być czujnik ultradźwiękowy jak wystarczył by np. piezoelektryczny wyczuwający drgania od kopnięcia. Zresztą jak niby ten czujnik ultradźwiękowy ma wykrywać kopnięcie w zderzak a nie ruch czegoś koło zderzaka?

  • #13 09 Sie 2017 12:24
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Kopnięcie to tylko skrót myślowy i zwrot używany przez producentów - patrz komentarz słowny do filmu:

    Cytat:
    Make a kicking movement ...


    Nikt nie będzie przecież wymyślał technologii, która będzie niszczyć eleganckie buty :)


    Link

  • #14 09 Sie 2017 12:29
    Bobasy
    Poziom 8  

    " Ruch kopnięcia" chodzi o machanie nogą a nie okazywanie dezaprobaty zderzakowi ;)