2025 Make Blocks阶段1 - 实现超声波测距模块的设计
该项目使用了MA40S4S,实现了超声波测距模块的设计,它的主要功能为:通过收发一体传感器进行超声波测速。
标签
Make Blocks
MA40S4S
超声波测距模块
无言的朝圣
更新2025-08-22
38
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任务介绍

本次任务是第三期的任务三,实现一个超声波测距模块的设计,需要设计一款可以检测距离的传感器,可使用任意原理,例如红外、超声波、微波、光流等,这里主要选择的还是常用的超声波原理进行,外围电路少一点最好,板卡尺寸要求小于60mmx40mm,接口类型要求不高,模拟或者数字的都可以。

模块介绍

本次根据任务选择设计一个超声波测距模块。CS100A超声波模块是一款基于40KHz超声波传感器探头的测距模块,广泛应用于距离测量、障碍物检测等领域。其工作原理依赖于超声波的反射特性,通过发送一定频率的超声波信号,测量信号从传感器发射到遇到物体后反射回传感器所需的时间,从而计算出物体的距离。CS100A模块的超声波探头工作频率为40KHz,超声波的频率越高,波长越短,这使得40KHz频率能够精确测量较小的物体,并且对环境的适应性较强。该模块由发射器、接收器和控制电路组成,发射器生成超声波信号并向外传播,接收器则捕捉从物体反射回来的声波信号,通过控制电路将接收到的信号转换为距离数据。模块的测量范围通常在2cm到4m之间,精度较高,且受外界环境的影响较小,尤其是在较为稳定的条件下,能够实现精确的测距,通过ECHO管脚输出的高电平持续时间的测量,我们可以计算出距离值。这个距离值是这样计算的:高电平时间乘以声速340米每秒,再除以2。

MA40S4S芯片DigiKey链接: https://www.digikey.cn/zh/products/detail/murata-electronics/MA40S4S/4358147

原理图和PCB模块介绍


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原理图


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PCB


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3D效果图

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

类型

超声波测距模块

核心芯片

CS100A

板卡尺寸

36mm x 18mm

供电电压

3.3V-5V

管脚定义

管脚属性

管脚名

管脚编号

P

GND

1

P

VCC

2

I/O

EC

3

I/O

TR

4

板上设置及标识

标记

名称

默认状态

描述

LED1

PWR

指示是否供电

eZ-PLM上新建物料和项目的截图

使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。

我们添加了本次使用的新物料:


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物料添加展示图


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项目详情图

心得体会

通过本次任务的扩展多做几个传感器模块,本次做的是一个超声波测距模块,绘制的开发板主要是40kHz的探头起到的作用,穿透性强,如果换高频也是可以的,精度会更高,不过测量距离和驱动电路就要重新进行设计,毕竟频率越高在空气中的衰减就越严重,回波接收的就更小了!

附件下载
模拟超声波测距模块-CS100.kicad_pcb
模拟超声波测距模块-CS100.kicad_sch
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