1. Принцип роботи системи
2. Система TIDA-01424
3. Основні компоненти плати TIDA-01424
4. Приемопередающая частина плати TIDA-01424
5. Апаратна частина системи
6. програмне забезпечення
7. Перевірка системи
8. Висновок
9. Про компанію Texas Instruments

Типова розробка компанії Texas Instruments на базі інтегральних ультразвукових далекомірів і популярного малопотребляющего мікроконтролера MSP430 дозволяє без зайвих витрат створити систему відкриття багажника за допомогою жесту, коли водій знаходиться поза салону автомобіля.

Багато автомобілів мають можливість дистанційного відкриття багажника. Ця корисна функція в різних моделях автомобілів має різний рівень автоматизації. Але періодично виникають ситуації, коли даного сервісу недостатньо, адже в деяких випадках у водія немає можливості натиснути на кнопку.

Саме для таких випадків і призначений спосіб управління багажником без використання рук. Маючи в кишені безконтактний ключ, досить провести ногою під днищем автомобіля, і при наявності електроприводу двері багажника самостійно відкриється або закриється.

У деяких автомобілях, наприклад, Ford Escape Titanium, ця функція присутня в базовій комплектації. Але таких поки що небагато, тому для підвищення функціональності існуючих автомобілів необхідна доробка. Наприклад, створити систему відкриття дверей багажника жестом можна за допомогою розробленого компанією Texas Instruments опорного проекту TIDA-01424 (малюнок 1).

Мал. 1. Зовнішній вигляд плати TIDA-01424

Принцип роботи системи

Мал. 2. Відкриття багажника без допомоги рук

В основі системи TIDA-01424 лежить метод безконтактного вимірювання відстаней за допомогою двох ультразвукових датчиків. На сьогоднішній день ультразвукові коливання активно використовуються в медицині, будівництві, промисловості і в багатьох інших сферах людської діяльності.

За допомогою ультразвукової ехолокації можна вимірювати відстань з точністю до кількох міліметрів. Це означає, що розмістив під заднім бампером автомобіля два ультразвукових приймача, можна контролювати простір між задньою частиною днища автомобіля і дорожнім покриттям і, відповідно, визначати не тільки поява в цьому обсязі стороннього предмета, а й, за рахунок наявності двох датчиків, траєкторію його переміщення . Якщо виміряний маршрут співпаде з зберігається в незалежній пам'яті пристрою еталонної траєкторією, значить можна формувати команду на управління будь-яким зовнішнім пристроєм, наприклад, електродвигуном двері багажника.

Таким чином, за допомогою проекту TIDA-01424 відкрити або закрити багажник автомобіля тепер можна, просто провівши з певною швидкістю ногою під заднім бампером (малюнок 2).

Система TIDA-01424

Структурна схема опорного проекту TIDA-01424 показана на малюнку 3. Основними елементами плати є дві мікросхеми ультразвукових далекомірів PGA460-Q1, що виконують всю основну роботу, пов'язану з аналоговими сигналами.

Мал. 3. Структурна схема TIDA-01424

Результати вимірювань, фактично представляють собою відстані до кожного виявленого датчиком об'єкта, порівнюються з попередньо встановленими користувачем оптимізованими граничними рівнями і використовуються для прийняття подальших рішень. Гнучкість системи обумовлена ​​можливість отримання цифрових даних безпосередньо з далекомірів PGA460-Q1 по послідовному інтерфейсу USART і використання їх в якості вхідних даних для алгоритму розпізнавання жестів.

Основні компоненти аналогової частини системи, включаючи дві мікросхеми далекомірів PGA460-Q1 з погоджують ультразвуковими трансформаторами та іншої необхідної обв'язкою, 3,3-вольта LDO-стабілізатор TPS7B6933-Q1 і монітор TPS3700-Q1 з силовим інтелектуальним комутатором харчування TPS1HA100-Q1 змонтовані на компактній двосторонньої платі формату BoosterPack. Особливістю даного форм-фактора є наявність 20-контактного роз'єму, на який виведені сигнали USART і кілька стандартних портів введення-виведення (GPIO). Це роз'єм повністю сумісний з Мікроконтроллерні платами LaunchPad, що випускаються Texas Instruments. Саме на такій платі, що працює під управлінням мікроконтролера MSP430F5529 , І реалізовані алгоритми обробки сигналів далекомірів, вихідний код яких доступний для вільного скачування на веб-сайті Texas Instruments.

Харчування системи здійснюється від стандартної 12-вольтової акумуляторної батареї. При цьому система має захист від переполюсіровкі, зниженого і підвищеного напружень, і може без проблем витримати перенапруги до 40 В, що виникають, наприклад, при неполадках в бортовій мережі автомобіля.

У пасивному режимі при вимкнених ультразвукових випромінювачів струм споживання системи становить менше 100 мкА, що дозволяє підключати її безпосередньо до акумуляторної батареї без ризику значного розряду останньої.

Всі компоненти системи розраховані на використання в автомобільних додатках і мають відповідний температурний діапазон -40 ... 105 ° C.

В цілому система складається з двох плат (аналогових сигналів і мікроконтролера), позначених на малюнку 3 синім кольором, і вимагає підключення всього трьох зовнішніх компонентів: двох ультразвукових датчиків і джерела живлення. Основні технічні характеристики системи наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Основні технічні характеристики TIDA-01424

Значення Кількість ультразвукових приймачів 2 Тип ультразвукових випромінювачів Граматичні з трансформаторних управлінням Робочий діапазон напруги живлення, В 6 ... 18 Допустимий діапазон напруги живлення, В -20 (переполюсіровка) ... 40 (різкий обрив навантаження акумуляторної батареї) Струм в робочому режимі, мА НЕ більше 40 струм в вимкненому режимі, мкА не більше 50 Дальність виявлення об'єкта, мм 200 ... 500 Тривалість жесту, з 1 ... 4 Частота вибірки, виб. / с 5 ... 40 Друкована плата Двостороння, форм-фактор BoosterPack

Основні компоненти плати TIDA-01424

Основними елементами системи TIDA-01424 є дві спеціалізовані мікросхеми PGA460-Q1 (малюнок 4), що є повнофункціональними системами-на-кристалі, які вимагають мінімальної кількості зовнішніх компонентів. Завдяки високій чутливості далекоміри PGA460-Q1 здатні виявити широкий спектр об'єктів на відстані до 11 метрів, споживаючи при цьому мінімум потужності.

Мал. 4. Структурна схема PGA460-Q1

У компактному корпусі TSSOP-16 мікросхем PGA460-Q1 інтегрований драйвер зовнішнього ультразвукового випромінювача, оптимізований для роботи з трансформатором, що мають висновок від середини первинної обмотки. Приймальна частина містить малошумящий попередній підсилювач з програмованим коефіцієнтом підсилення, аналогово-цифровий перетворювач і потужний сигнальний процесор, за допомогою яких можна з високою вибірковістю і помехозащищенностью виділити відображені луна-сигнали.

В цілому мікросхема PGA460-Q1 є практичним закінченням ультразвуковим далекоміром, що вимагає лише мінімально необхідних зовнішніх радіокомпонентів і зовнішнього мікроконтролера для настройки режимів роботи і відображення результатів вимірювань.

Основною областю застосування PGA460-Q1 є додатки, що вимагають точного вимірювання відстані як до нерухомих, так і до рухомих об'єктів або перешкод. Так, наприклад, на основі PGA460-Q1 можна створити окремі вузли асистентів і повністю автоматизовані паркувальні системи, що працюють без втручання людини. Крім цього, PGA460-Q1 може використовуватися в охоронних системах в якості датчика відкриття вікон або дверей, в навігаційних системах роботів і дронів, і навіть в якості вимірювача рівня сипучих матеріалів.

Всі необхідні для роботи параметри мікросхеми можна легко налаштовувати через банк спеціалізованих регістрів і зберігати у внутрішній незалежній пам'яті. Управління мікросхемою і отримання результатів вимірювань може здійснюватися одним з трьох способів:

• за допомогою спеціалізованого інтерфейсу на основі команд з обмеженим часом (Time-Command Interface - TCI);
• за допомогою полудуплексного однопровідного асинхронного інтерфейсу USART через висновок IO;
• за допомогою стандартного інтерфейсу USART з КМОП-рівнями логічних сигналів через висновки RXD і TXD.

У разі, коли мікросхема PGA460-Q1 не використовується, вона може бути переведена в режим сверхмалого споживання, вивести з якого її можна, передавши команду через USART.

Основні технічні характеристики PGA460-Q1:

• автомобільна кваліфікація AEC-Q100:
  • температурний діапазон - grade 2 (-40 ... 105 ° C);
  • рівень захисту HBM ESD - level 2;
  • рівень захисту CDM ESD - level C4B.
• потужний драйвер з двома комплементарними MOSFET нижнього плеча в вихідному каскаді і конфігуруються межами вихідного струму, що підтримує безпосередній і трансформаторний методи збудження випромінювача;
• можливість роботи як з одним, так і з двома випромінювачами;
• малошумящий приймач із змінним в часі коефіцієнтом посилення в діапазоні 32 ... 90 дБ, програмованим в 6 точках;
• два встановлених набору з 12 змінюються в часі порогів для виявлення об'єктів;
• таймери для вимірювання часу і тривалості імпульсів відбитих ехосигналів;
• вбудований датчик температури;
• 128 байт ОЗУ для запису ехосигналів, що досить для виявлення об'єктів, розташованих на відстані до 11 м;
• 42 байта EEPROM для зберігання налаштувань, за допомогою яких можна швидко форматувати мікросхему;
• два однопровідні інтерфейсу, що підтримують сигнали з високою напругою - на основі команд з обмеженим часом (TCI) і асинхронний USART;
• USART з КМОП-рівнями сигналів;
• наявність засобів діагностики системи випромінювача (частота, час загасання, напруга збудження), джерела живлення і приймача.

Стабільність, надійність і точність вимірювань далекомірів PGA460-Q1 багато в чому визначаються годує напругою. Особливу небезпеку для системи представляє підвищена напруга живлення, тому на платі TIDA-01424 встановлено монітор харчування на основі прецизійного компаратора TPS3700-Q1, який при рівні напруги живлення вище 18 В з допомогою інтелектуального ключа TPS1HA100-Q1 відключає харчування PGA460-Q1. Крім цього, харчування PGA460-Q1 можна відключити за допомогою мікроконтролера, встановивши рівень логічного нуля на відповідному порте GPIO, об'єднаному з виходом компаратора TPS3700-Q1 за схемою монтажного АБО.

Стабільне напруги живлення +3,3 В, необхідне для роботи цифрових вузлів плат TIDA-01424 і мікроконтролера MSP430F5529, розташованого на окремій платі LaunchPad, формується за допомогою мікросхеми TPS7B6933-Q1 - LDO-стабілізатора з фіксованою вихідною напругою і власним струмом споживання при легкому навантаженні , рівним всього 15 мкА.

Приемопередающая частина плати TIDA-01424

Приемопередающая частина плати TIDA-01424 (рисунок 5) складається з двох каналів, повністю ідентичних, за винятком наявності в одному з них резистора-перемички R12, що дозволяє відключити мікросхему U4 від інтерфейсу USART. Кожна мікросхема PGA460-Q1 приймача (U2 і U4) працює зі своїми зовнішніми по відношенню до плати TIDA-01424 ультразвуковими випромінювачами, що підключаються до роз'ємів J3 і J6.

Мал. 5. Схема двох каналів приймачів на основі PGA460-Q1

відкрити велику картинку

Для автомобільної техніки рекомендується використовувати герметичні випромінювачі (Closed-Top Transducers), в яких п'єзоелектричний мембрана надійно захищена від впливу повітря, вологи, пилу та інших руйнівних впливів. Саме випромінювачі такого типу зможуть забезпечити необхідний рівень точності і надійності в усьому діапазоні оточуючих температур експлуатації автомобіля.

Через наявність герметичного корпусу, що поглинає частину корисного сигналу, ці випромінювачі вимагають більшого напруження збудження, тому для роботи з ними зазвичай застосовують погоджують трансформатори. На платі TIDA-01424 цю функцію виконують трансформатори T1 і T2, первинні обмотки яких мають висновок від середньої точки і розраховані на включення по схемі Push-pull. Ставлення чисел витків кожної первинної полуобмоткі до числа витків вторинної дорівнює 1: 8,42. Це дозволяє при номінальній напрузі живлення, що дорівнює 12 В, забезпечити на контактах випромінювача напруга близько 100 В.

Стоки двох інтегрованих силових MOSFET нижнього плеча до типового опором відкритого каналу 4,8 Ом всередині мікросхеми PGA460-Q1 підключені до висновків OUTA і OUTB. По черзі відкриваючись, вони з'єднують первинні полуобмоткі трансформаторів T1 і T2 через висновки GNDP із загальним проводом, забезпечуючи при цьому максимальний імпульсний струм до 500 мА.

Щоб виключити можливі просадки напруги і поява імпульсних перешкод в ланцюгах харчування, передбачені RC-фільтри нижніх частот, утворені резисторами R1 і R8 і конденсаторами C1 і C10. Така схема включення забезпечує малий рівень електромагнітної емісії, при цьому запасу енергії в конденсаторах C1 і C10 ємністю 100 мкФ цілком достатньо для випромінювання декількох десятків імпульсів ультразвукової частоти без відчутної втрати потужності.

Мікросхеми PGA460-Q1 можна налаштувати під конкретний тип випромінювача шляхом регулювання частоти збудження, максимального вихідного струму і параметрів фільтрів приймача (ПФ і ФНЧ). При правильному налаштуванні мікросхеми після обробки реакції на імпульс на основний мікроконтролер через USART можна передати відстань до об'єкта, а також амплітуду і тривалість відображених імпульсів.

Резистори R2 і R9 і конденсатори C2 і C11 призначені для узгодження вихідного каскаду драйвера. Разом з настройками, що зберігаються у внутрішніх регістрах PGA460-Q1, вони забезпечують необхідний режим роботи вихідного каскаду і, відповідно, необхідні технічні характеристики системи в цілому. У загальному випадку паралельні коливальні контури, утворені конденсаторами C2 і C11 і індуктивностями вторинних обмоток трансформаторів T1 і T2, повинні бути налаштовані на робочу частоту випромінювання. При цьому за допомогою демпфуючих резисторів R2 і R9 встановлюються необхідні добротності контурів і, відповідно, часи затуханий сигналів випромінювачів.

Мікросхеми PGA460-Q1 за замовчуванням мають встановлений на заводі адреса, рівний 0. Для того щоб за загальним інтерфейсу USART до мікросхем U2 і U4 можна було звертатися окремо, адреса як мінімум одного з них слід змінити. Для цього необхідно тимчасово видалити резистор-перемичку R12, тим самим відключивши приймач мікросхеми U4 від лінії USART, і призначити залишилася на шині мікросхемі U2 новий 3-розрядний адреса, зберігши його у внутрішній незалежній пам'яті. Після цього резистор-перемичка R12 може бути встановлена ​​назад, а адреса мікросхеми U4 при необхідності змінений. Цю процедуру слід виконати 1 раз при ініціалізації плати, після чого мікросхеми U2 і U4 можуть бути адресовані на шині USART незалежно один від одного.

Апаратна частина системи

Електронна частина приймачів з усіма необхідними компонентами розташовується на основній платі TIDA-01424. Ультразвукові випромінювачі монтуються окремо, як правило - на задньому бампері автомобіля, і підключаються до роз'ємів J3 і J6 за допомогою гнучких ізольованих проводів. Такими ж проводами плата TIDA-01424 підключається до акумуляторної батареї.

Як випромінювачів в подібних програмах зазвичай використовуються прилади в герметичному корпусі (рисунок 6), що захищає активний пьезокерамический елемент від попадання води і бруду. Крім цього, сам випромінювач повинен бути встановлений всередині звукопоглощающего кріплення, наприклад, в гумовій гільзі, яка, з одного боку, знижує рівень акустичних шумів, що наводяться через корпус автомобіля, а з іншого - захищає конструктивні елементи автомобіля від впливу випромінюваного ультразвуку. На сьогоднішній день подібні датчики виробляються багатьма виробниками електронних компонентів. Так, наприклад, в системі TIDA-01424 можна використовувати випромінювачі, основні технічні характеристики яких наведені в таблиці 2. Слід зазначити, що з цими випромінювачами система буде гарантовано працювати, оскільки вона проходила на них всі етапи тестування.

Мал. 6. Граматичні ультразвукові пьезокерамические випромінювачі MURATA MA58MF14-7N в гумовій монтажної втулки (а) і PUI UTR-1440K-TT-R (б)

Програмну обробку результатів вимірювань виконує плата мікроконтролера LaunchPad. За своїми габаритними розмірами і розташуванню роз'ємів плати TIDA-01424 і LaunchPad повністю сумісні, причому для плати LaunchPad TIDA-01424 є платою розширення. Два 10-контактних роз'єми J1 і J2, розташовані по краях TIDA-01424, встановлюються у відповідні частини мікроконтролерних плат формату LaunchPad, наприклад, MSP430G2553 LaunchPad, або в два 20-контактних роз'єми плат формату LaunchPad XL, наприклад, MSP430F5529 LaunchPad. При цьому утворюється єдиний модуль (малюнок 7), який потім встановлюється на автомобіль.

Мал. 7. Система TIDA-01424 на основі плати MSP430F5529 LaunchPad і ультразвукових випромінювачів MURATA

Таблиця 2. Основні технічні характеристики ультразвукових випромінювачів

Найменування MURATA MA58MF14-7N PUI UTR-1440K-TT-R Резонансна частота, кГц 58 40 Напруга, В (пік-пік) 120 140 Ширина кута діаграмі спрямованості, ° 80 × 35 70 ± 15 Ємність, пФ 1400 +1800 діапазон робочих температур, ° C -40 ... 85 -40 ... 80

програмне забезпечення

Обробка результатів вимірювань здійснюється програмним забезпеченням, що працює під управлінням мікроконтролера на платі LaunchPad. Спрощений алгоритм роботи системи наведено на малюнку (малюнок 8).

Мал. 8. Спрощений алгоритм програмного забезпечення

Після подачі напруги живлення відбувається ініціалізація системи. На цьому етапі в першу чергу необхідно налаштувати порти GPIO і інтерфейс USART мікроконтролера, без чого зв'язок з мікросхемами PGA460-Q1 буде неможлива. Як приклад в таблиці 3 наведена розводка сигналів для плати LaunchPad MSP430F5529. При використанні іншої моделі плати, для того щоб правильно налаштувати порти мікроконтролера, слід спочатку уважно вивчити її принципову схему.

Таблиця 3. Сигнали між платами TIDA-01424 і LaunchPad

Сигнал Номер контакту TIDA-01424 (TIDA) Номер контакту LaunchPad MSP430F5529 (MCU) Напрямок сигналу USART (Rx) J1-3 P3.4 TIDA → MCU USART (Tx) J1-4 P3.3 MCU → TIDA KEY J1-5 P1. 6 TIDA → MCU HS_SW_ON J2-3 P2.6 MCU → TIDA HS_SW_ST J2-2 P2.3 TIDA → MCU HS_SW_DIAG J2-1 P8.1 MCU → TIDA

Після ініціалізації система переходить в режим зниженого енергоспоживання до тих пір, поки охоронною системою автомобіля не буде виявлений безконтактний ключ, що дозволяє роботу системи. На платі TIDA-01424 наявність ключа емулюється за допомогою перемикача S1 ​​і передається в мікроконтролер у вигляді логічного сигналу KEY.

У режимі зниженого енергоспоживання харчування на мікросхеми PGA460-Q1 не подається, оскільки встановлюється мікро контролером сигнал HS_SW_ON має малий рівень, при якому ключ TPS1H100-Q1 вимкнений. У цьому стані система може залишатися тривалий час, при цьому мікроконтролер також може більшу частину перебувати в сплячому режимі, періодично, наприклад, раз в секунду, прокидаючись, щоб перевірити рівень сигналу KEY.

Після виявлення безконтактного ключа, про що свідчить дозволяє рівень сигналу KEY, мікроконтролер формує високий рівень на лінії HS_SW_ON, що призводить до подачі живлення на мікросхеми PGA460-Q1 і їх подальшої ініціалізації відповідно до настройками, що зберігаються в їх незалежній пам'яті. Якщо настройки необхідно змінити - це можна зробити в будь-який момент через USART.

Після цього починається активна фаза роботи системи. Архітектура мікросхем PGA460-Q1 дозволяє визначати до восьми об'єктів, чиї луна-сигнали перевищують задані пороги. Аналіз рівнів сигналів проводиться мікросхемами PGA460-Q1 на виході цифрового сигнального процесора після всіх попередніх обробок. Як тільки рівень сигналу перевищить встановлений поріг - почнеться відлік часу тривалості імпульсу і вимір його максимальної амплітуди. Результати вимірювань часу виявлення сигналів фіксуються в відносних одиницях, відповідних 1 мкс, причому нулем вважається час закінчення збудження випромінювача. При використанні команди "LISTEN ONLY" початком об'єкта завжди вважається початок запису.

Кінцем імпульсу вважається момент часу, коли рівень сигналу стає менше порогового. Тривалість імпульсу також визначається у відносних одиницях, рівних 4 мкс. Якщо до кінця запису рівень сигналу все ще перевищує порогове значення - вважається, що імпульс має нескінченну довжину і мікросхема повертає 0xFF.

Після того як результати вимірювань мікросхем PGA460-Q1 передані в центральний мікроконтролер, починається їх обробка для виявлення керуючого жесту. Критерії розпізнавання на цьому етапі багато в чому залежать вже від особливостей розміщення датчиків, розмірів бампера і навіть моделі автомобіля. У загальному випадку можна виділити кілька загальних моментів, на які необхідно звертати увагу:

• результати вимірювань відстані до землі, що виконуються у фоновому режимі;
• облік відхилення рухів в повторюваних керуючих жестах;
• характер зміни відстаней (зменшення або збільшення) до об'єкта під час керуючого жесту;
• амплітуда руху об'єкта під час керуючого жесту і в звичайному режимі, наприклад, при завантаженні багажника;
• тривалість керуючого жесту;
• врахування можливого відхилення в розміщенні датчиків на бампері автомобіля.

Після того як керуючий жест виявлений, подається команда приводу, який, в залежності від свого стану, відкриє або закриє двері багажника.

Ультразвукові вимірювання триватимуть до тих пір, поки охоронна система автомобіля не перестане фіксувати присутність безконтактного ключа, після чого сигнал KEY прийме забороняє рівень, подача харчування на мікросхеми PGA460-Q1 буде припинена і система перейде в режим зниженого енергоспоживання.

Крім цього, в програмному забезпеченні бажано передбачити обробку сигналів статусу (HS_SW_ST) і діагностики (HS_SW_DIAG) ультразвукових приймально-передавальних трактів.

Перевірка системи

Для перевірки працездатності системи був розроблений спеціалізований стенд (рисунок 9), за допомогою якого можна з максимальною достовірністю імітувати керуючі жести з контрольованими параметрами і високим ступенем повторюваності. Опорна точка механізму розташована на висоті близько 50 см над рівнем землі, а його геометричні розміри відповідають параметрам дорослої людини. Сама система була змонтована в тестовому бампері TY04112BBQ, спочатку розташованому окремо від автомобіля на відповідній висоті. У бампері були пророблені два отвори, в які встановлені ультразвукові випромінювачі в гумових монтажних втулках. Більшість вимірювань проводилося при кімнатній температурі і номінальній напрузі живлення, що дорівнює 12 В.

Мал. 9. Випробувальний стенд для перевірки системи

Основним параметром, що впливає на якість ультразвукових вимірювань, є кількість імпульсів збудження випромінювача. Для формування потужного сигналу це значення необхідно збільшувати. При цьому за рахунок саморезонанса відбувається розгойдування випромінювача, яка веде до збільшення амплітуди ультразвукових коливань. Однак велика амплітуда коливань призводить до того, що після закінчення збудження випромінювач буде продовжувати коливатися, і поки ці коливання не затухнуть, прийом відбитих сигналів неможливий. Таким чином, з одного боку, збільшення кількості імпульсів збудження призводить до збільшення чутливості приймача, а з іншого - до збільшення розміру «сліпий» зони безпосередньо перед випромінювачем.

Фактична залежність розміру сліпої зони від кількості імпульсів, знята при використанні випромінювачів Murata і максимальному струмі збудження 200 мА, показана на малюнку 10. З графіків видно, що при подачі всього одного збудливого імпульсу резонансні коливання швидко затухають, а розмір сліпої зони становить близько 14 см . Однак при цьому потужність сигналу і, відповідно, чутливість системи катастрофічно падають. При 30 збуджуючих імпульсів розмір сліпої зони збільшується до 24 см. Таким чином, при проектуванні системи розробники повинні самостійно шукати найкраще компромісне рішення між чутливістю і мінімально можливим відстанню виявлення об'єкта в залежності від конкретного технічного завдання.

Мал. 10. Залежність розміру сліпої зони від кількості імпульсів

Надійність системи багато в чому визначається її працездатністю при впливі різних негативних факторів, наприклад, вологи. В реальних умовах автомобіль може експлуатуватися в умовах дощу, снігу або туману, причому для автомобіля ці умови є нормальними. Для визначення впливу вологості на роботу системи ультразвукові датчики і бампер автомобіля змочували водою, а потім порівнювали результати вимірювань при тих же інших умовах.

Аналізуючи результати вимірювань (рисунок 11), можна зробити висновок, що волога не робить істотного впливу на працездатність системи. Як видно з графіків, зволоження датчика призвело лише до незначного зменшення рівня і тривалості відбитих імпульсів, що цілком можна пояснити також статистичною похибкою вимірювань.

Мал. 11. Результати досліджень впливу вологи на роботу системи

Більш серйозний вплив на роботу системи надає забруднення ультразвукових випромінювачів, що в реальних умовах цілком ймовірно, оскільки вони розташовані в нижній частині заднього бампера. Результати досліджень впливу забруднення випромінювачів на роботу системи показані на малюнку 12. Як видно з графіків, забруднення поверхні, що випромінює не тільки катастрофічно зменшує чутливість системи, але ще і впливає на добротність випромінювачів.

Мал. 12. Результати досліджень впливу забруднення на роботу системи

Так, наприклад, при чистих поверхнях тривалість стійких резонансних коливань становить близько 1 мс, а час, коли їх амплітуда зменшується до рівня шуму, дорівнює приблизно 1,5 мс. При випромінюванні із забрудненою поверхнею тривалість саморезонансних коливань становить всього 0,65 мс, а їх загасання відбувається на першій мілісекунді. Це свідчить про поглинання енергії ультразвукових коливань забруднюючих поверхню матеріалом, що призводить до погіршення роботи системи і вимагає вжиття додаткових заходів для захисту робочих поверхонь випромінювачів.

Висновок

За допомогою опорного проекту TIDA-01424 можна швидко і ефективно розробити найважливішу частину системи управління багажником за допомогою жестів - ультразвукового стереодальномером. І хоча цей проект орієнтований на використання в автомобільній системі безконтактного дистанційного керування багажником, область його можливого застосування не обмежується автомобільною технікою, а зачіпає широкий спектр додатків, що використовують безконтактний спосіб управління за допомогою рухів.

Про компанію Texas Instruments

У середіні 2001 р компании Texas Instruments и КОМПЕЛ постелили офіційну ДИСТРИБ'ЮТОРСЬКА догоду, Пожалуйста стало результатом трівалої и успішної роботи КОМПЕЛ в якості офіційного дистриб'ютор фірми Burr-Brown. (Як відомо, Burr-Brown увійшла до складу TI так само, як и компании Unitrode, Power Trend и Klixon). З цього часу компанія КОМПЕЛ получила доступ до постачання всієї номенклатури Вироблення компанією TI компонентів, технологій та НАЛАГОДЖУВАЛЬНА ЗАСОБІВ, а також ... читати далі