'' US-015超声波测距模块V2.0 1. 概述
US-015是目前市场上分辨率最高,重复测量一致性最好的超声波测距模块;US-015的分辨率高于1mm,可达0.5mm,测距精度高;重复测量一致性好,测距稳定可靠。
US-015超声波测距模块可实现2cm~4m的非接触测距功能,供电电压为5V,工作电流为2.2mA,支持GPIO通信模式,工作稳定可靠。
2. 分辨率及可重复性测试截图
图2.1为手拿US-015进行测量,手有微小抖动时的测量截图,可见小于1mm的抖动都能测量出来;显示分辨率为0.01mm。
'' 图2.1:手持US-015微小抖动测量截图
图2.2为将US-015固定后,经过一段时间测量后的截图,可见重复测量一致性好。显示分辨率为0.01mm
图2.2:重复测量截图
图2.1及图2.2所用例程请参考后文附录。
3. 主要技术参数
电气参数
工作电压 工作电流 工作温度 输出方式 感应角度
US-015超声波测距模块
DC 5V 2.2mA 0~+70度 GPIO 小于15度
'' 探测距离 探测精度 分辨率
2cm-400cm 0.1cm+1% 高于1mm(可达0.5mm)
4. 本模块实物图及尺寸
本模块如图4.1和图4.2所示:
图4.1: US-015正面图 图4.2:US-015背面图 本模块的尺寸:45mm*20mm*1.2mm。板上有两个半径为1mm的机械孔,如图4.3所示:
'' 图4.3:US-015尺寸图
5. 接口说明
本模块有一个接口:4 Pin供电及通信接口。
4 Pin接口为2.54mm间距的弯排针,如图5.1所示:
图5.1:4 Pin接口
从左到右依次编号1,2,3,4。它们的定义如下:
1号Pin:接VCC电源(直流5V)。
2号Pin:接外部电路的Trig端,向此管脚输入一个10uS以上的高电平,可触发模块测距。
'' 3号Pin:接外部电路的Echo端,当测距结束时,此管脚会输出一个高电平,电平宽度为超声波往返时间之和。
4号Pin:接外部电路的地。
6. 测距工作原理
模块测距的时序如图6.1所示:
触发信号10US高电平发射探头发出信号循环发出8个40KHZ脉冲脉冲宽度为超声波往返时间之和输出回响信号图6.1:US-015测距时序图
图6.1表明:只需要在Trig管脚输入一个10US以上的高电平,系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲,然后检测回波信号。当检测到回波信号后,通过Echo管脚输出。
根据Echo管脚输出高电平的持续时间可以计算距离值。即距离值为:(高电平时间*340m/s/2。
7. 超过测量范围时返回值及测量周期
'' 当测量距离超过US-015的测量范围时,US-015仍会通过Echo管脚输出高电平的信号,高电平的宽度约为80ms。如图7.1所示:
触发信号10US高电平发射探头发出信号循环发出8个40KHZ脉冲超出测距范围回响信号高电平宽度约为80ms
图7.1:超出测量范围返回值
测量周期:当接收到US-015通过Echo管脚输出的高电平脉冲后,便可进行下一次测量,所以测量周期取决于测量距离,当US-015距离被测物体很近时,Echo返回的脉冲宽度较窄,测量周期就很短;当US-015距离被测物体比较远时,Echo返回的脉冲宽度较宽,测量周期也就相应的变长。
最坏情况下,被测物体超出US-015的测量范围,此时返回的脉冲宽度最长,约为80ms,所以最坏情况下的测量周期稍大于80ms即可(取85ms足够)。
附录:US-015高精度测距例程,(Arduino例程)
unsigned int EchoPin = 2;