超声波测距仪应用扩展板使用资料

一：使用视频演示

二：硬件接线图

注意事项：请务必核对超声波传感器的引脚标识，不可以插错线，否则会烧毁传感器！！！

三：设定上下限阈值

按键介绍	功能说明
1.功能	按下功能按键可切换上限与下限阈值设定模式（上限为红灯亮），（下限为绿灯亮）。
2.加	在限阈值模式里单按每次数字+1，长按住不松数字会快速增加。
3.减	在限阈值模式里单按每次数字-1，长按住不松数字会快速减小。
4.确认	在阈值模式里设置完成后按确认即可保存并自动返回到测距模式。

四：继电器控制负载

端口类型	功能介绍
NC常闭	如果负载接NC，默认开启设备，当检测距离达到阈值后负载设备会被关闭。
NO常开	如果负载接NO，默认关闭设备，当检测距离达到阈值后负载设备会被开启。
COM公端	COM默认采用板载电源供电，如果取下继电器跳帽，可外部输入更大的电压实现控制更大负载设备。
GND负极	板载GND负极

1.控制LED灯接线图：

2.控制语音播报模块：

语音播报模块的IO1～IO4对应着不同的音频内容件，可选择自由切换1～4号针脚使用。

如何更换语音播报模块的音频内容，可参考这个资料➡️：https://www.ydxhuo.com/read-139-1.html

3.控制风扇模块接线图：

4.控制灯带接线图：

5.控制电灯接线图：

五：如何控制大电压的负载

默认继电器采用跳帽从主板自身取5v电压。如果我们负载电压要求比较大，而主板自身电源才5V无法控制大型设备，这时候需要先取下跳帽断开板载到供电，再把大电压输入到COM公端即可。（继电器可承受范围0v～250V/10A）如下图介绍。

下图以控制家用220V交流电灯为例，先将跳帽取了插在单根针上面。在将220v输入到COM公端，继电器NO在接电灯即可

（控制220V家用大型交流电时请务必注意用电安全风险⚡️，有疑问可咨询技术工程师）

六：运行逻辑原理

这款控制板的核心运行逻辑是基于“传感器采集 ➤微控制器处理 ➤人机交互/判断 ➤执行机构输出”的典型闭环控制系统。

1. 核心工作流程（Loop循环）

系统上电后，内部的微控制器（MCU）会以极高的频率不断重复执行以下四个步骤：

1.数据采集

2.阈值比对

3.状态更新

4.执行输出

第一步：数据采集（输入端）微控制器通过超声波传感器接口向外发射超声波信号，并计算回波时间，从而实时换算出当前的物理距离。

第二步：阈值比对（处理端）MCU将实时采集到的数值，与用户通过按键设定并保存在芯片内部的“阈值上限”和“阈值下限”进行数值大小比对。

第三步：状态更新（人机交互）实时数值通过三位数码管屏显示刷新。如果数值超过上限或低于下限，触发报警和控制效果。

第四步：执行输出（执行端）根据比对结果，MCU向继电器和蜂鸣器发出控制信号，决定继电器是吸合还是断开，蜂鸣器是报警还是静音。

2. 核心逻辑功能块解析:

阈值触发逻辑，用户可以在板子上设定一个安全区阈值{下限/上限}：当实时距离 < 下限：触发下限报警，下限红色指示灯亮，蜂鸣器响起，继电器切换状态（例如：启动马达或断开设备）。当距离在安全阈值内：系统处于安全/正常状态，蜂鸣器停止，继电器保持默认状态。

3.按键中断与参数存储逻辑:

当用户按下“功能键”时，MCU会暂停当前的测量循环，中断检测并进入到设置模式。如果再次按下“功能键”会在上限与下限之间来回切换。

此时单按加减按键可调整阈值数字增加与减小，如果长按不松会更加快速的增加减小数字。最后按下“确认键”，数据会被写入微控制器的 EEPROM（掉电记忆芯片）中。这意味着即使切断电源重新上电，前面调好的参数也不会丢失。每次上电都会读取最后一次的设置参数记忆！

4.硬件安全隔离逻辑（继电器原理）

控制器主板部分属于 5V 弱电系统。当MCU决定输出时，它用 5V 微弱电流驱动光耦或三极管，进而让继电器内部的电磁铁吸合。更加巧妙的设计在继电器旁边通过跳帽可以直接从板载5V进行取电给继电器，也可以取下这个跳帽外界控制大型直流与交流电。（简单理解控制5V设备可以插上跳帽直接控制，如果控制大型电压可取下跳帽，从COM公端输入实现控制）这种巧妙的设计实现了“弱电控制强电”，既保护了控制板和人身安全，又具备了强大的带载能力。为DIY开发提供了极大的便利性！

5.硬件设计，电路原理图，源代码程序

超声波原理

主板电路原理图

主板源代码程序