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[参考译文] TDC1000-C2000EVM：无论水位是多少、ToF 值都不会改变

admin
Guru**** 2539500 points
Other Parts Discussed in Thread: TDC1000

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1130456/tdc1000-c2000evm-tof-value-not-changing-no-matter-how-height-the-water-level-is

器件型号：TDC1000-C2000EVM
主题中讨论的其他器件：TDC1000

您好！

我在这里需要一些帮助、我在这个论坛上搜索了与我的问题相关的问题、我发现有几个线程没有得出结论、或者在这个线程上找不到解决方案。

例如

TDC1000-C2000EVM：使用 TDC1000 +传感器(超声波)从外部感应塑料容器的水位。

TDC1000-C2000EVM：使用 TDC1000测量水箱水位的应用

TDC1000-C2000EVM：ToF 值不随水位变化

 

我试过几种容器、但所有的 TOF 持续保持在大约38 μ s 左右。 我使用  的是 SMD15T21R111WL。 (1MHz)

然后、如下图所示、打印出30mm x 30mm x 50mm 的容器并进行测试。

ToF 不会改变水位的高度。

谢谢、

金

  • 0
    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、

    感谢您在传感论坛上发帖！ 这是使用 TDC1000器件时的常见问题、用户通常不会看到飞行时间变化的主要原因是侦听窗口的配置。 如您在顶部链接的相关问题中所述。

    如果您注意到此处列出的 ToF 为~38us。 如果我们假设水中的声速为1480 m/s、将此 ToF 转换为距离、我们可以使用以下公式：

    距离=(ToF*声 速)/2  或距离=(37.94us*1480)/2，相当于大约2.8厘米。

    这通常表示侦听窗口配置不正确、并且侦听回波的时间太早。 为了更好地描述、我在下面添加了一个图像、但当超声波换能器被激励时、AFE 上的电压将饱和、换能器电压将衰减(通常称为停转周期)。 如果您的器件设置为在此振铃期间监听、则会意外触发阈值、从而在器件上生成错误的 STOP 信号。 主要目标是将器件配置为在该周期完成后进行侦听、以避免任何错误检测。

    我不确定您要在系统中测量的距离、但 TDC1000具有标准 ToF 测量模式和短 ToF 测量模式(请参阅数据表的第8.4.6节)。 其中的每一个都有不同的寄存器、可配置这些寄存器来告知器件何时需要忽略来自 AFE 的信号以及何时开始侦听这些信号以生成 STOP 信号。 有关如何配置此监听周期的一些示例、请参阅此常见问题解答的第2.2.4节： https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/724028/faq-tdc1000-everything-you-need-to-know-for-ultrasonic-tof-liquid-coupled-collateral-tools-designs-faq

    如果有任何问题、请告诉我！

    最棒的

    Isaac

  • 0
    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好 Isaac、

    我将尝试使用短程 ToF 测量模式、然后回来、非常感谢

    Rgds、

    金

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、

    当然、如果需要任何其他帮助、请告诉我。

    最棒的

    Isaac

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好 Isaac、

    我想与您确认在线连接、TX1 >>正极+传感器和 GND >>负极-水箱液位传感器的传感器是否正确？
    是否还需要应用 CA 胶？  

    谢谢、

    金

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、

    正确、我在您提交帖子时确认您的连接正确。 确保选择了正确的信道以及收听模式。 如果选择了错误的、器件将尝试侦听电路板上的错误 TX 和 RX 组合。  

    CA 胶是必需的、因为我们需要确保与容器的良好机械连接。 如果没有这种机械附着力、信号可能不会穿过容器、而只是被它反射。 CA 只是超级胶水、因此它应该相当容易找到。

    最棒的

    Isaac

  • 0
    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好 Isaac、

    Ya、目前我使用的是 TX1通道。

    我没有使用超级胶的原因是我仍然没有最终确定储罐尺寸、我想保存用于最终储罐的换能器。

    谢谢、

    金

  • 0
    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、

    感谢您的确认。 这可能是您遇到的错误来源、因为传感器未与水箱正确连接、因此波形不会通过系统适当传播。 完成储罐尺寸并打印新储罐后、您可能需要开始测试。

    最棒的

    Isaac

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好 Isaac、

    我是否可以用一件事与您确认、我是否可以说、我们没有其他方法可以在不使用超级胶(正确连接)的情况下对其进行测试？  
    如果我将换能器放在底部没有任何超级胶水、只需用手指按压即可、这是否也会导致我遇到的错误？

    谢谢、

    金

  • 0
    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、  

    很抱歉耽误你的时间。  我们刚刚从假期回来。  Isaac 应该能够在明天查看您最近的问题。

    此致、

    Mekre

  • 0
    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、

    感谢我们在外出度假时的耐心。 但我过去曾尝试过这种方法、只是将换能器按入容器中、但没有取得良好的成功。 您还可能尚未正确配置收听窗口。 如果您向我提供您尝试测量的水位以及您尝试测量液体中的声速、我可以尝试建议一些设置。

    最棒的

    Isaac

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好 Isaac、

    我的计划是尝试使用不同的储罐小型容器和中型/大型容器、我将首先与您分享小型容器。  

    110mm x 140mm x 58mm (高度)
    1M 15mm 脚部传感器

    水位  
    20mm (绿色标签)
    30mm (粉色贴纸)
    40mm (橙色标签)

    这3层的结果为38us





    谢谢、

    金

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    对于大容器、我只使用正常的水  

    直径为128mm  
    160mm 高

    水位  
    50mm (绿色贴纸)
    100mm (粉色贴纸)
    150mm (橙色贴纸)>>未尝试

    我在两个水平(50mm 和100mm)上都有52us 的音量




    我似乎无法正确获取传感器的真实源或回波？

    谢谢、

    金

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、

    对于您的小型储罐、您没有提到声音的速度或您正在测量的液体类型、因此我只是假设水。 这意味着您的 ToF 应约为27US-54us (20mm-40mm)、而您的电流设置直到约36us 才实际听到回声、这意味着您永远无法捕获最短的 ToF。 以下是我用于实现30.5us ToF 的~22.5mm 水的设置。

    对于您的大型容器、您的 ToF 应约为67us-202us (50mm-150mm)、因此标准 ToF 对于该容器来说很好、因为您开始在大约52us 的时间收听、您可能会缩短收听窗口的时间、但保持它的大不应成为问题。

    如果您注意到、两个测量时间都是在它们为您的小储罐激活38us 后立即触发的、此时监听从36us 开始、而监听从52us 开始、则从52.5us 开始。 这意味着您可能在此处具有超过所需增益、或者您意外触发振铃。 但这两个都是错误测量。 我会尝试探测您的换能器连接、以查看您可能测量的值。 如果您注意到、对于我的小测量、我关闭了 PGA、因为测量太小、因此您不需要这么高的增益。 尽管我仍然认为问题的一部分是传感器安装到感谢装置的方式。

    我希望这对您有所帮助！

    最棒的

    Isaac

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    您好 Isaac、

    是的、你们两个人都在用水。 我已经尝试过您在上面建议的设置、但仍然失败。  

    无论如何、我设法找到 了一个要为本实验准备的 BPU-P7-1000B-W200 (7mm 1MHz)换能器。 我用了超级胶水，而不是用热胶枪跟进。   

    TDC 值不稳定(以 us 为单位的随机数)、并且在下面的示波器中找不到 STOP 信号



    有什么想法吗？ 换能器和储罐之间的连接似乎不如我想象的简单。  

    我是否可以知道您使用的是哪种类型的容器/材料？

    谢谢、

    金

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好、Chin、

    我使用的是一种类似 本文档中所示的丙烯酸箱 、但体积更大。 如果您使用的容器不是一种固体材料、并且两者之间存在气隙、则超声波信号可能会有很大的问题、因为它会在到达下一个材料边界时发生偏转。

    我假设您的标记是您期望的停止信号所在的位置、并且您的 COMPIN 输出是粉色信号吗？  这里测量的电平是多少？

    最棒的

    Isaac

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    TI__Guru**** 2539500 points
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    您好 Isaac、

    标记来自之前的测量、是的、粉色信号是 COMP IN 输出、电平为20mm-23mm。

    谢谢、

    金

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    您好、Chin、

    感谢您提供的信息、在该范围内进行小测量可能非常困难、我建议您先稍微提高水平、然后尝试进行更大的测量、然后再进行更低的测量。

    我还建议通过 START 脉冲探测 TX 信号、以便您可以看到突发模式。 比较器看起来像是在适当的时间激活、但我认为是回波的信号看起来很小、这可能需要更多的增益、或者可能尝试增加脉冲数量以增加测量 SPL。  

    最棒的

    Isaac

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    您好 Isaac、

    感谢您的建议。  
    我将在下周尝试探测 TX 信号。

    另一个问题是，3D 打印机的 ABS 材料打印可以正确使用。 如果是、建议厚度是多少

    谢谢、

    金

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    您好、Chin、

    我以前没有试过 ABS、但我认为如果你将填充设置为100%、它应该起作用。 如果您将填充值设置为较小的值、则可能需要穿过外部墙壁之间的一些空隙、超声波能量可能需要穿过这些空隙。 我认为3mm 封装可能是一个很好的开始位置、可以查看它是否能够在材料上传输信号。 在您感兴趣的点观察 COMPIN 信号将是信号如何通过振荡电路的最佳指标。 如果信号真的很弱或您没有得到任何东西、请尝试减小厚度。

    最棒的

    Isaac

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    您好 Isaac、

    好消息、很抱歉更新晚了。 请参见下图

    目前、由于水箱的尺寸限制、我只能测量大约30mm-50mm 的水位。

    另一个问题是、如果我想将此评估板连接到另一个 MCU、请将此 TOF/TDC 发送到另一个 MCU、最好的建议是什么？

    或者、我们应该只将 START 和 STOP 连接到 GPIO、这样做吗？

    谢谢、

    金

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    您好、Chin、

    很高兴听到这个消息、我很高兴我们能够为您提供帮助！ 如果您只想连接到另一个 MCU 来进行计时计算、但不想处理通信、则可以将 START 和 STOP 信号直接连接到 GPIO 引脚。 我看到了一些实现方案、在这些方案中、它们通过连接或门并计算两个脉冲之间的时间、或使用两个单独的 GPIO 引脚、并仅计算两个引脚之间的时间差、来使用同一引脚。

    目前、电路板上的 C2000正在处理 SPI 通信、GUI 通信和信号之间的时序。 我希望这对您有所帮助！

    最棒的

    Isaac

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    您好 Isaac、

    请问评估板是否可以自动运行？ 我的意思是、无需连接到 GUI、

    谢谢、

    金

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    您好、Chin、

    它可以是某种程度的自动运行。 因此、您必须首先将 EVM 连接到 GUI 并根据需要进行配置。 然后启用 TDC1000选项卡中的连续触发按钮。 然后、您可以关闭 GUI、器件仍将运行。 请记住、EVM 仍需要连接到计算机、但 GUI 不必运行、断电后、您将需要重新启动 GUI、重新配置并再次启用连续模式。

    您可以从技术上移除 L1电感器并在 u11处填充测试点、这样您就可以从外部提供5V 电源、这将允许您使用 GUI 配置器件并从计算机上拔下电源、而无需重置 MCU、 因为电源将在外部提供、而不是从 USB VBUS 提供。 但在下电上电后仍需要重新配置 EVM。

    我希望这对您有所帮助！

    最棒的

    Isaac

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    您好 Isaac、

    谢谢。 本实验的最终目标是运行水位检测、而无需将其插入计算机。
    我认为这应该考虑一个不同的主题。 可能是固件方法。  

    再次感谢您。

    谢谢、

    金