超声波模块

引脚: VCC   GND    Trig(连接stm32,32向它输出高电平激活超声波模块工作) , Echo(接收到碰到障碍物反弹之后的超声波后向32输出高电平);

 在这里插入图片描述

  • Vcc:+5V电源供电
  • Trig:输入触发信号(可以触发测距)
  • Echo:传出信号回响(可以传回时间差)
  • Gnd : 接地
  • 在这里插入图片描述 

采用GPIO通信:

2^16毫秒一次溢出 ,记录溢出次数STA  ,高电平时间VAL ,声音空气中传到速度340m/s ;

定时器计时过程中捕获到一次上升沿一次下降沿用时2^16us发生一次溢出,最后一次计数可能只会捕捉到上升沿然后停止,这时把高电平的时间记录在VAL中;

总时间  =  STA  *  2^16us  +  VAL;

测得距离  =  (  340m/s  *  总时间  )/  2 ;  (由于超声波发出后碰到障碍物后又回来,走了两个距离所以要÷2)(注意单位换算);

u32 DIS_Get()//定义计算距离函数
{
    u32 temp;
    u32 lenth = 0;
      if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平
    {
        temp=TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F; //溢出次数
        temp*=65536;                   //溢出时间总和(65535(us(单位为毫秒)) = 0xffff)
        temp+=TIM2CH1_CAPTURE_VAL;     //得到总的高电平时间
              lenth=temp*0.017;             //计算长度(cm)
        TIM2CH1_CAPTURE_STA=0;            //开启下一次捕获
            delay_ms (100);
    }
        if(lenth>=100000) 
    {
        lenth=0;
    }
    return lenth;
}

<think>嗯,用户问的是哪些传感器需要12V供电。首先,我需要回想一下常见的传感器类型以及它们的供电需求。在之前的对话中,用户在设计一个智能小车,使用48V锂电池,需要为24V无刷电机、12V传感器和3.3V主控供电。现在用户可能想知道在他们的设计中,哪些传感器可能需要12V电源,以便正确设计电源电路。 首先,我应该列出通常需要12V供电的传感器类型。比如工业传感器、汽车传感器、某些摄像头、超声波传感器、激光雷达、电机编码器等等。然后需要解释为什么这些传感器需要12V,可能是由于行业标准、功率需求或信号传输需求。 还要注意用户的应用场景是智能小车,可能需要考虑环境因素,比如抗干扰、稳定性等。比如在汽车或工业环境中,12V是常见的电压,所以很多传感器设计成12V兼容。此外,大功率传感器如某些雷达或电机驱动编码器可能需要更高电压来驱动。 另外,用户可能需要知道如何将48V降压到12V,所以可能需要推荐一些降压方案,比如使用隔离式DC-DC转换器,或者非隔离的Buck转换器,具体取决于传感器是否需要隔离。之前回答中提到了使用LT8301作为隔离式Flyback方案,这里可能需要再次强调EMC和隔离的重要性,尤其是当传感器与主控系统需要隔离时。 还要考虑传感器的电流需求,确保电源模块能够提供足够的电流。比如摄像头可能需要较大的启动电流,而编码器可能电流较小但需要稳定。需要提醒用户计算每个传感器的功耗总和,以确保电源模块的容量足够,并留有余量。 另外,可能存在的误区是用户可能认为所有传感器都是低电压的,但实际上某些特定类型确实需要12V。需要明确区分哪些传感器通常需要12V,哪些可以使用更低的电压,比如5V或3.3V。同时,如果用户计划使用的传感器有特殊需求,可能需要具体查阅其数据手册。 最后,建议用户在选择传感器时注意供电电压范围,有些传感器可能支持宽电压输入,比如9-36V,这样即使电源略有波动也能工作。同时,提醒在PCB布局时,将12V电源走线足够宽,减少压降,并添加必要的滤波电容以稳定电压。</think>在智能车辆和工业设备中,以下6类传感器通常需要12V供电,其供电需求与技术原理如下: --- ### **一、典型12V供电传感器类型** #### 1. **工业级超声波传感器**(如Sick UM30系列) - **功率需求**:12V±10%,峰值电流可达500mA - **技术特性**: - 发射功率与探测距离正相关(例:12V供电时最大探测8米) - 内置信号放大器需要较高电压供电 #### 2. **车载摄像头模组**(如安森美 AR0237) - **供电规范**: - 主电源:12V/1.2A(含红外补光灯驱动) - 需配合LDO生成3.3V供CMOS传感器 - **特殊要求**: - 电源纹波<50mVpp(需π型滤波:10μF+100nF组合) #### 3. **激光雷达(LiDAR)**(如Velodyne VLP-16) - **电源架构**: - 输入:9-18V宽电压(典型工作12V/3A) - 内部DC-DC生成5V供光电探测器 - **瞬态特性**: - 电机驱动峰值电流达5A(需1000μF钽电容储能) #### 4. **工业编码器**(如海德汉ERN1387) - **供电要求**: - 10-30V宽输入(典型应用12V/120mA) - 需TVS防护(SMBJ12CA)应对电机反电动势 #### 5. **电磁阀驱动型传感器**(如SMC ISE40气动传感器) - **特殊结构**: - 集成12V线圈驱动(瞬态电流2A@10ms) - 需续流二极管(1N5822)保护电路 #### 6. **大功率毫米波雷达**(如TI AWR1843Boost) - **电源树**: - 主电源:12V/2A → 降压至5V供RF前端 - 需隔离设计(推荐ADuM5000隔离DC-DC) --- ### **二、12V供电的必要性分析** #### 1. **功率传输效率** $$P=IV \Rightarrow 在相同功率下,12V比5V可减少58%的电流损耗$$ (例:10W设备在5V时需要2A,12V仅需0.83A) #### 2. **抗干扰能力** - 12V系统噪声容限比5V高2.4倍: $$Noise Margin = \frac{V_{CC}-V_{IH}}{V_{CC}} \times 100\%$$ 12V系统可达66%,5V系统仅40% #### 3. **工业标准兼容性** - ISO 16750-2 汽车电源标准规定: - 标称12V(实际工作范围9-16V) - 抛负载脉冲需耐受87V/400ms --- ### **三、12V电源设计要点** #### 1. **48V→12V转换方案对比** | 方案类型 | 隔离Flyback | 非隔离Buck | |----------------|-------------------|-------------------| | 效率 | 85%-90% | 92%-95% | | 成本 | 高(需变压器) | 低 | | EMC性能 | 优(天然隔离) | 需额外滤波器 | | 推荐场景 | 敏感测量传感器 | 普通执行类传感器 | #### 2. **关键器件选型** - **主控IC**:LM5164(100V输入同步Buck,可输出5A) - **滤波设计**: $$f_{cutoff} = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \Rightarrow 取10kHz时,L=22μH + C=470μF$$ - **保护电路**: - 过压保护:TL431+PMOS方案(响应时间<1μs) - 反接保护:SS34肖特基二极管(VF=0.3V@3A) --- ### **四、典型接线示例** ```c // 多传感器并联供电结构 12V电源输出端 ├─ 磁珠FB1 (1206封装/100mA) │ ├─ 摄像头模组(并联100μF电解电容) ├─ 磁珠FB2 │ ├─ 超声波传感器(并联47μF+100nF MLCC) └─ TVS管SMBJ12CA ├─ 激光雷达(10μH功率电感+220μF POSCAP) ``` 建议采用星型拓扑供电,每个支路独立滤波,可有效避免传感器间的相互干扰。实际布局时需保证电源走线宽度:12V@3A线路建议≥2mm(1oz铜厚),压降控制在<3%。
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