KR20080004505U - Ultrasonic Detect Circuit - Google Patents
Ultrasonic Detect Circuit Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080004505U KR20080004505U KR2020070005660U KR20070005660U KR20080004505U KR 20080004505 U KR20080004505 U KR 20080004505U KR 2020070005660 U KR2020070005660 U KR 2020070005660U KR 20070005660 U KR20070005660 U KR 20070005660U KR 20080004505 U KR20080004505 U KR 20080004505U
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ultrasonic
- signal
- target
- reference voltage
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/72—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- G01S3/801—Details
Abstract
본 고안은 초음파를 발사하여 되돌아오는 반사파를 검출하는 방법에 관한 것으로, 초음파를 발사한 후 반사 되어오는 초음파신호와 고정된 DC 기준전압을 서로 비교하여 물체를 검출하게 되면, 목표물보다 가까운 거리에 장애물이 있으면 이 장애물에 반사된 신호와 고정된 DC 기준전압이 비교되므로 실제 목표물을 검출하지 못한다.The present invention relates to a method for detecting a reflected wave returning by firing ultrasonic waves, and comparing an ultrasonic signal reflected after firing ultrasonic waves with a fixed DC reference voltage to detect an object, an obstacle closer to a target than a target. If present, the signal reflected by this obstacle is compared with a fixed DC reference voltage, thus failing to detect the actual target.
또 송수신 센서가 가까이 붙어 있기 때문에, 송수신 센서와 목표물이 가까울 경우, 초음파신호의 간섭에 의해 목표물을 검출하지 못하는 문제점이 있다.In addition, since the transmission / reception sensor is closely attached, when the transmission / reception sensor and the target are close to each other, there is a problem in that the target cannot be detected by the interference of the ultrasonic signal.
이를 해결하기 위해 본 고안에서는, 거리에 따라 초음파 신호가 감쇠되는 비율만큼 기준전압을 변화시키기 위해, 콘덴서의 방전전압을 기준전압으로 사용하였고, 이 기준 전압과 수신된 초음파신호와 비교하므로, 주위에 장애물이 있거나, 송수신 센서와 목표물이 가까이 근접해 있을 경우라도 이의 영향을 무시하고 원하는 목표물을 정확히 검출할 수 있도록 하였다.In order to solve this problem, in the present invention, in order to change the reference voltage by the rate at which the ultrasonic signal is attenuated according to the distance, the discharge voltage of the capacitor is used as the reference voltage, and compared with the reference voltage and the received ultrasonic signal, Even when there is an obstacle or when the transmission / reception sensor and the target are in close proximity to each other, the effect is ignored and the target can be accurately detected.
송수신 초음파 센서, 방전전압, 감쇠, 기준전압, 반사파 Transceiver ultrasonic sensor, discharge voltage, attenuation, reference voltage, reflected wave
Description
도 1 은 본 고안에 의한 초음파 신호 검출 회로의 구성 예시도1 is an exemplary configuration of an ultrasonic signal detection circuit according to the present invention
도 2 는 본 고안에 의한 초음파 신호 검출 회로의 동작 원리도2 is an operation principle of the ultrasonic signal detection circuit according to the present invention
도 3 은 종래의 초음파 신호 검출 회로의 동작 원리도3 is an operation principle diagram of a conventional ultrasonic signal detection circuit
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1 : 초음파 발사부1: Ultrasonic Launcher
2 : 초음파 수신 센서부2: ultrasonic receiving sensor
3 : High Pass Filter부3: High Pass Filter
4 : 증폭부4: amplification unit
5 : 적분부5: integral part
6 : 비교부6: comparator
7 : 마이크로프로세서부7: microprocessor
8 : DISPLAY부8: DISPLAY part
U1 : OP앰프U1: OP Amp
R1 : OP앰프 출력저항R1: OP amplifier output resistance
R2, R3 : 충전용 저항R2, R3: Rechargeable Resistor
R4 : 방전용 저항R4: discharge resistor
D1 : 충전용 다이오드D1: charging diode
C1 : 충방전용 콘덴서C1: charge and discharge capacitor
본 고안은 초음파를 발사하여 되돌아오는 반사파를 검출하는 방법에 관한 것으로 , 더욱 상세하게는 발사한 초음파가 주위의 장애물의 영향을 받지 않고 원하는 목표물에 반사되어 오는 초음파만 정확히 검출하며, 또 송수신 초음파 센서가 가까이 붙어 있어 간섭을 일으키더라도 목표물과 송수신 센서사이의 근접한 거리도 정확히 검출하여, 물체의 존재 유무나 물체와의 거리를 측정할 수 있는 기술이다.The present invention relates to a method for detecting a reflected wave returning by firing ultrasonic waves, and more particularly, accurately detects only ultrasonic waves reflected by a desired target without being affected by surrounding obstacles. It is a technology that can detect the presence or absence of an object and the distance from the object by accurately detecting the close distance between the target and the transmission / reception sensor even if it causes interference.
초음파가 발사되어 물체에 반사되어오면 감쇠가 일어나는데, 가까운 거리에 있는 물체에서 반사된 것 보다, 먼 거리의 물체에서 반사된 초음파신호의 감쇠가 많이 일어나서 수신된 신호의 크기는 더 작아진다.When the ultrasonic wave is emitted and reflected on the object, attenuation occurs. The attenuation of the ultrasonic signal reflected from a distant object occurs more than the reflection from an object at a close distance, and thus the received signal is smaller in size.
본 고안에서는 거리에 따라 감쇠되는 비율만큼 비교기의 기준전압을 변화시키기 위해, 콘덴서에 충전된 전류를 저항을 통해 방전할 때 생기는 방전전압을 비교기의 기준전압으로 한다. 이 기준전압과 수신된 초음파신호와 비교하므로, 송수신 초음파 센서가 가까이 붙어 있어 송신 초음파 센서에서 수신 초음파 센서로 감쇠가 많이 되지 않고 직접 들어가는 초음파 신호와, 주위의 장애물에 초음파가 반사되어 오는 경우에도 이의 영향을 받지 않고 목표물을 정확히 찾을 수 있는 초음파 검출 방법에 관한 것이다.In the present invention, in order to change the reference voltage of the comparator by the rate of attenuation with distance, the discharge voltage generated when the current charged in the capacitor is discharged through the resistor is referred to as the reference voltage of the comparator. Compared with the reference voltage and the received ultrasonic signal, the transmitting and receiving ultrasonic sensor is closely attached so that the ultrasonic signal is directly reflected from the transmitting ultrasonic sensor without receiving much attenuation from the transmitting ultrasonic sensor to the receiving ultrasonic sensor. The present invention relates to an ultrasonic detection method that can accurately find a target without being affected.
종래에는 도 3의 (d)와 같이 고정된 기준 DC 전압과 수신된 초음파신호를 OP앰프를 사용한 비교회로에 인가하여, 기준 DC 전압보다 초음파신호의 크기가 더 크면 도 3의 (c)와 같이 "HIGH" 펄스 신호를 발생시켜 마이크로프로세서에 인터럽트를 걸어 물체를 검출하였다. 이러한 방식은 도 3의 (b)와 같이 목표 물체보다 가까운 거리에 장애물이 있으면, 이 장애물에 반사된 신호의 크기가 먼 거리에 있는 실제 목표물에서 반사된 신호보다 더 크므로, 이 신호와 고정된 DC 전압과 비교되므로 도 3의 (c)와 같이 잘못된 거리를 측정하게 된다. 또 송신 초음파 센서와 수신 초음파 센서가 가까이 붙어있으므로, 송신 초음파 센서에서 바로 수신 초음파 센서로 들어가는 신호로 인해 비교기에서 비록 "HIGH" 펄스 신호가 발생되더라도 소프웨어적으로 무시해야 하므로, 가까운 거리에 있는 물체를 검출 못하는 영역이 존재하는 단점이 있다.Conventionally, as shown in (d) of FIG. 3, when the fixed reference DC voltage and the received ultrasonic signal are applied to a comparison circuit using an OP amplifier, and the magnitude of the ultrasonic signal is larger than the reference DC voltage, as shown in FIG. The "HIGH" pulse signal was generated to interrupt the microprocessor to detect the object. In this way, if there is an obstacle at a closer distance than the target object as shown in (b) of FIG. 3, the size of the signal reflected by the obstacle is larger than the signal reflected from the actual target at a distance. Since it is compared with the DC voltage, the wrong distance is measured as shown in FIG. In addition, since the transmitting ultrasonic sensor and the receiving ultrasonic sensor are close together, the signal entering the receiving ultrasonic sensor directly from the transmitting ultrasonic sensor should be ignored in software even if the "HIGH" pulse signal is generated in the comparator. There is a disadvantage that there is an area that cannot be detected.
상기와 같이 기존의 초음파 신호 검출 방법의 문제점을 해결하고자, 송신 초음파 센서에서 바로 수신 초음파 센서로 입력되는 초음파신호와, 주위의 장애물에 의해 반사된 초음파 신호의 영향을 없애기 위해, 초음파 신호의 감쇠에 대응하여 비교기의 기준전압을 일정한 DC 전압으로 고정시키지 않고 가변시켜 원하는 목표물을 검출하는 것을 기술적 과제로 삼는다.In order to solve the problem of the conventional ultrasonic signal detection method as described above, in order to eliminate the influence of the ultrasonic signal input from the transmitting ultrasonic sensor directly to the receiving ultrasonic sensor, and the ultrasonic signal reflected by the surrounding obstacles, Correspondingly, it is a technical task to detect a desired target by varying the reference voltage of the comparator without fixing it to a constant DC voltage.
상기 과제를 달성하기 위해서 비교기 OP 앰프의 반전 단자에 지수함수로 감소하는 콘덴서의 방전전압을 인가시켜, 수신된 초음파신호와 비교하는 회로로 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, it is characterized in that the circuit is configured to apply the discharge voltage of the capacitor, which decreases with an exponential function, to the inverting terminal of the comparator OP amplifier and compare it with the received ultrasonic signal.
본 고안을 구현하기 위한 바람직한 구성 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Preferred configuration examples for implementing the present invention in detail with reference to the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 고안에 의한 회로의 구체적인 구성 예를 도시한 것이며, 도 2는 본 고안에 의한 회로의 동작원리를 도시한 것이고, 도 3은 종래의 초음파 수신 동작원리를 도시한 것이다.1 illustrates a specific configuration example of a circuit according to the present invention, FIG. 2 illustrates an operation principle of a circuit according to the present invention, and FIG. 3 illustrates a conventional ultrasonic reception operation principle.
이를 도 1에서 자세히 살펴보면, 주요 구성으로는 40KHz의 초음파를 내보내는 초음파발사부(1)와 발사된 초음파의 반사파를 전기신호로 바꾸는 초음파 수신 센서부(2)와 수신된 여러 신호 중 가청주파수의 신호를 제거하고 초음파 신호만 수신하기 위한 High Pass Filter부(3)와 Filtering된 미약한 신호를 충분히 큰 신호로 만드는 증폭부(4)와 증폭된 신호를 깨끗하게 만드는 적분부(5)와 증폭된 신호와 기준 전압을 비교하여 펄스신호를 만드는 비교부(6)와 펄스신호를 이용하여 초음파의 송수신사이의 시간차를 구하여 물체와의 거리를 계산하는 마이크로프로세서부(7)와 측정된 거리 값을 표시하는 DISPLAY부(8)로 되어 있다.Referring to FIG. 1, the main configuration includes an
도 2의 (d)는 도 1의 비교부(6)를 자세히 나타낸 것인데, OP앰프(U1)의 반전 단자에는 방전 전압신호를 인가하고, 수신된 초음파신호는 OP앰프(U1)의 비반전 단자에 인가되어 두 신호를 비교한다. 마이크로프로세서부(7)에서는 40KHz의 주파수를 갖는 펄스신호를 송신 초음파센서를 통해 보냄과 동시에 저항(R2)의 오른쪽 단자에 "LOW" 신호를 보내어 콘덴서(C1)에 충전된 전류를 저항(R4)을 통해 방전시킨다. 이 방전전압은 도 2의 (b)와 같이 초음파의 감쇠 비율만큼 작아져서 OP앰프(U1)의 반전 단자에 인가되고, 수신된 초음파신호는 OP앰프(U1)의 비반전 단자에 인가되어 두 신호가 비교되어 저항(R1)을 통해 도 2의 (c)와 같은 펄스신호가 발생된다. 이 펄스신호는 마이크로프로세서부(7)에 인가되어 인터럽트를 걸어 송수신간의 시간차를 계산하는데 사용된다. 다음 방전을 위해 마이크로프로세서부(7)에서는 저항(R2)의 오른쪽 단자에 "HIGH" 신호를 보내어 저항(R2), 저항(R3)와 다이오드(D1)를 거쳐 콘덴서(C1)를 충전시킨다.2 (d) shows the
초음파가 발사되어 수신될 때 까지 감쇠가 일어남으로 이에 해당되는 비율만큼 기준전압을 지수함수로 감소시킴으로 목표물에서 반사되어온 초음파만을 검출하게 되므로, 송수신 초음파 센서 상하, 좌우에 장애물이 있는 장소에서도 물체를 검출할 수 있어 공간적인 제약을 극복할 수 있는 효과가 있다.Since the attenuation occurs until the ultrasonic wave is fired and received, the reference voltage is reduced by an exponential function by the corresponding ratio, so only the ultrasonic wave reflected from the target is detected. There is an effect that can overcome the spatial constraints.
또 송수신 초음파 센서가 가까이 붙어 있어야 정확한 거리를 측정할 수 있는데, 송수신 초음파 센서 사이의 간격이 좁으면 송신 초음파 센서에서 바로 수신 초음파 센서로 입력되는 초음파신호를 목표물로 인식할 수 있어, 이 신호를 무시하여야 하므로 가까운 거리는 측정하기 어려운 문제점이 있다.In addition, the accurate distance can be measured when the transmitting and receiving ultrasonic sensors are close together. If the distance between the transmitting and receiving ultrasonic sensors is narrow, the ultrasonic signal input directly from the transmitting ultrasonic sensor to the receiving ultrasonic sensor can be recognized as a target, and the signal is ignored. Because it should be close distance is difficult to measure the problem.
물과 같은 액체의 높이를 측정할 때, 액체의 높이가 점점 높아져서 초음파센서 가까이 접근하면, 송신 초음파 센서에서 바로 수신 초음파 센서로 입력되는 거리 범위 내에 있는 초음파신호는 무시되기 때문에 이 신호도 무시되어 액체의 높이를 부정확하게 측정하는 경우가 발생되므로, 초음파 송수신 센서를 최대 액체 높이에서 어느 정도 떨어져 설치해야 한다.When measuring the height of a liquid such as water, if the height of the liquid is getting higher and closer to the ultrasonic sensor, the ultrasonic signal within the range of the distance directly input from the transmitting ultrasonic sensor to the receiving ultrasonic sensor is ignored. Inaccurate measurement of the height of the sensor occurs, so the ultrasonic transmitting and receiving sensor should be installed some distance away from the maximum liquid height.
만약 최대 액체 높이에서 어느 정도 공간을 확보할 수 없는 경우에도, 초음파센서와 목표물을 가까이 설치하여도 되므로 정확한 거리를 측정할 수 있는 유용한 고안이라 할 수 있다.If it is not possible to secure a certain amount of space at the maximum liquid height, it may be a useful design that can measure the exact distance because the ultrasonic sensor and the target may be installed close.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020070005660U KR20080004505U (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Ultrasonic Detect Circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020070005660U KR20080004505U (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Ultrasonic Detect Circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080004505U true KR20080004505U (en) | 2008-10-09 |
Family
ID=41326072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020070005660U KR20080004505U (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Ultrasonic Detect Circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20080004505U (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101497906B1 (en) * | 2014-10-16 | 2015-03-03 | (주)한동알앤씨 | Safety vest having close danger warning apparatus |
-
2007
- 2007-04-06 KR KR2020070005660U patent/KR20080004505U/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101497906B1 (en) * | 2014-10-16 | 2015-03-03 | (주)한동알앤씨 | Safety vest having close danger warning apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10345445B2 (en) | Circuit for acoustic distance measuring | |
CN107167808B (en) | Circuit for Acoustic Distance Time-of-Flight Compensation | |
US7679996B2 (en) | Methods and device for ultrasonic range sensing | |
CN209894972U (en) | Acoustic distance measuring circuit | |
US11885874B2 (en) | Acoustic distance measuring circuit and method for low frequency modulated (LFM) chirp signals | |
KR102289589B1 (en) | Method for detecting an object in a near field of an ultrasonic sensor | |
US9207306B2 (en) | Level measurement instrument fiducial detection method | |
CN109696680B (en) | High-precision ultrasonic ranging device and method based on phase detection | |
EP2356440B1 (en) | Method for determining the starting instant of an acoustic signal response | |
US20180209835A1 (en) | Method for measuring fill level of a fill substance located in a container | |
KR101604762B1 (en) | Apparatus for controlling ultrasonic sensor and control method thereof | |
KR20080004505U (en) | Ultrasonic Detect Circuit | |
KR101665786B1 (en) | Method and apparatus for measuring a distance using ultrasonic waves | |
US20160356883A1 (en) | Object detection apparatus | |
US20140118185A1 (en) | Level measurement instrument fiducial diagnostics | |
US9121942B2 (en) | Guided wave radar delay lock loop circuit | |
KR101887902B1 (en) | Method For Driving Ultrasonic Sensors To Measure Short Distance | |
KR100976941B1 (en) | A raid detecting method with a radiowave beam sensor | |
KR101790888B1 (en) | Distance Measuring Method Using Ultrasonic Wave And Apparatus Using The Same | |
Wobschall et al. | An ultrasonic/optical pulse sensor for precise distance measurements | |
KR20160002030A (en) | Object detection method using a Doppler sensor and Device | |
KR101503125B1 (en) | Method for protecting alarm errors in ultrasonic obstacle detection for a vehicle and Ultrasonic Obstacle Detection Device for protecting alarm errors in a vehicle | |
CN114578363B (en) | Ultrasonic detection system and method | |
JPS61286777A (en) | Ultrasonic range finder | |
JPH02195286A (en) | Ultrasonic detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |