- 2024-10-31
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【2024 DigiKey创意大赛】 超声波感测矩阵 小结
本项目因为各种原因,没能实现预期目标,按比赛日期提交文档作为小结。
超声波作为一种廉价距离感测手段已经得到了广泛应用。
本项目设计思路是利用廉价的超声波传感器,达成中距离上的(>1m)测距能力,利用多个这样的测距组成阵列,有可能实现中距离上的手势或动作识别。这样的一个矩阵感测模块可以提供中距离上较丰富的感测信息,同时保持较低的成本,相信具有非常广阔的使用前景。
项目设计难点在于两处,依此划分为两个项目阶段:
1,中距离超声波测距
研发专用的实验电路,形成中距离(尽量远)超声波测距模组,尽量达成好的信噪比,稳定性,同时兼具成本控制。
2,阵列超声波测距组成感测矩阵
研发适用的软件算法,形成手势或动作识别能力(引入或设计出简化的AI(ML)算法模型)。
本项目选择芯片失误,到达时间线没有能够调试好,故未实现预期功能,本文档作为小结。
项目使用1T4R阵列,希望能够做设计验证。
项目使用ESP32C6及ESP32S3-Lcd EV板,选择是不合适的,ESP32S3评估板侧重在LCD,没有模拟输入(即AD输入),无法采样。基于ESP32c6接口设计了测试板,但ESP32C6的ADC性能不好,速度差,噪声精度都不好,没能够按时调试好~
系统框图
设计思路是简化硬件,降低成本,高速度AD采样,收集回波数据,智能分析。
阵列接收的回波,因为位置和角度的偏差相位不同,据此以实现更多信息解读。
三、各部分功能说明
发送部分使用马达驱动芯片mx6208,可以根据需要加入更高电压,然后经升压变压器TTRN0630做15倍升压,已达到强驱动超声波发射的目的。
接收部分使用运放gs8722,做两级运放,第一级约20倍,第二级约50倍,合计1000倍信号放大,以便检出微弱回波。
这里考虑不够完善,放大倍数过大,强信号容易阻塞,需要动态范围更宽才行。
四、作品源码
未完成,暂无。
五、作品功能演示视频
未实现,暂无。
项目总结
本项目并不是成熟的技术~由于对超声波测量技术不够熟悉,难度估计不足,选型不当,时间不够等等各种原因,未能实现预期目的,后续还需研究。
- 2024-10-01
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【2024 DigiKey 创意大赛】超声波感测矩阵:驱动和测量电路
Jacktang 发表于 2024-9-30 07:31
看来esp32c6的adc性能确实不佳,速度才有100k,确实
这精度指标也够差的,一般mcu的INL在4LSB内,esp32c6这个简直是垫底的存在了,连10位AD都不如~
- 2024-09-29
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【2024 DigiKey 创意大赛】超声波感测矩阵:驱动和测量电路
第一阶段:
完成超声波测距功能,尽量高效率高性能低成本,是本项目的一大挑战。
超声波传感器采用防水的收发一体化传感器,因为是容性负载,对电流要求不高,但是驱动电压直接影响了超声波强度,专用的驱动甚至可以达到100V以上。
但考虑到效率和成本,本项目设计思路是发射强度不大,主要试验算法来提高接收性能。
发射部分一开始就要简化设计,构思了三种驱动方案。
1,从boost升压电路得到灵感,利用电感的升压作用,行成脉冲以驱动超声波传感器。
2,采用闪光灯用的微型变压器,大概升压10~15倍。
3,采用电机驱动芯片mx6208,引入较高的一个单独驱动电压。
并行测试,择优选用。
接收部分,主要是用gs8721运放构建交流放大器,然后输入esp32c6,ADC采样存于ram。
后期的测试重点在于算法~
(不过这次选择的主控并不合适,当初只考虑到有比较充足的RAM,可以做缓存然后处理,未料esp32c6的adc性能不佳,速度只有100k,精度也是比较差,估计会影响效果。)
- 2024-08-17
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【2024 DigiKey 创意大赛】超声波感测矩阵:开箱
秦天qintian0303 发表于 2024-8-16 11:02
超声波感测矩阵需要至少多少个换能器?2*2还是4*4?什么频率的?
初步是先做3*3的,根据效果再决定增减~就选最常见最低成本的40K的换能器做测试~
本项目是个研究探索型项目,最后再看有没有效果
- 2024-08-16
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【2024 DigiKey 创意大赛】超声波感测矩阵:开箱
wangerxian 发表于 2024-8-16 09:25
可以分享一下传感器,还有点兴趣~
我说的是换能器,要是按完整模组还需加上电路和算法,这正是项目第一部分的任务。
会阶段性更新进度
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【2024 DigiKey 创意大赛】超声波感测矩阵:开箱
本帖最后由 lcdi 于 2024-8-16 09:25 编辑
wangerxian 发表于 2024-8-16 09:04 超声波矩阵用的哪个超声波传感器?
还没选定,计划是用普通的收发一体防水型换能器,尝试做到较好的性能~
- 2024-08-15
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【2024 DigiKey 创意大赛】超声波感测矩阵:开箱
物料开箱:
这次根据设计需要选择了必选物料的2件,esp32s3-LCD-EV和esp32c6-devkit,到货拆箱:
S3的带LCD,项目用来显示效果:
c6先用来做硬件调试:
拆开一看盒子里竟然是空的,板子去哪儿了!
这么多次digikey订单头一次遇到这样的~~
经过一番售后,一周后补寄的到货了:
ok,总算是正式开始设计试验了~~
- 2024-06-01
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【2023 DigiKey大赛参与奖】开箱帖:mspm0芯片和MCXN947开发板
秦天qintian0303 发表于 2024-6-1 15:10
MCXN947开发板很不错的,论坛最近也有以旧换新活动,有三种mspm0的开发板
对的,mspm0以旧换新活动也参加了,不知道能不能成
- 2024-05-31
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【2023 DigiKey大赛参与奖】开箱帖:mspm0芯片和MCXN947开发板
参与奖也开心,根据最近的兴趣需要,想要ti的M0开发板可是没货,那就选购了6个mspm0g1507芯片,再加上nxp的MCXN947开发板,这个板子也是新品^_^
包装保护良好
两件商品都贴着digikey正规标签
ti的m0芯片,还有湿度指示贴纸。
nxp的开发板,据说这个芯片里面有ai加速器
包装精美,设计复杂,对比价格来说很不错~~
期待下次比赛~~