(SKU:SEN0153)URM07-UART单探头超低功耗超声波测距传感器

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URM07超声波测距模块

目录

概述

超声波测距是通过发射超声波，并计算传感器收到回声的时间差，从而得出传感器到目标物体距离的一种方法。
URM07是一款超低功耗的超声波测距模块，有效测量距离7.5米，支持3.0~5.5V宽电压供电，可直接兼容3.3V或者5V控制设备，例如Arduino，树莓派等。URM07平均工作电流仅5mA，待机电流仅14uA，绝大部分控制器IO端口便可以为单个或多个URM07模块提供工作电流。
从超声波测距的原理来看，距离的准确性会受到空气的温度和风向干扰，URM07内置温度传感器，可以读取周边环境温度，并自动补偿数据。传感器采用收发一体的超声波探头，探测夹角约为60°，外形小巧，质量轻盈。预留2.54间距-4P接口，采用UART通信方式，能够适应更多系统架构的二次开发与应用。
URM07-UART超声波传感器各项参数都经过我们长时间严格的实验测定和优化，具有一流的测距响应速度、稳定性、灵敏度及低功耗。如果您的产品或设计对超声波传感器性能有着近乎苛刻的要求，那么URM07绝对是您的最佳选择。

技术参数

URM07波束指向特性示意图
  • 工作电压：3.0~5.5 VDC
  • IO工作模式： 开漏（OD），内置上拉电阻
  • 有效量程：20~750 cm ①
  • 方向角：60°
  • 待机电流：<14 uA(主要由电源芯片消耗，核心电路消耗<1uA)
  • 测距峰值电流：<9 mA
  • 测距平均电流：<5 mA（连续测量下测得,仅供参考）
  • 距离分辨率：1 cm ②
  • 测距误差：1%
  • 工作温度范围：-10~70℃
  • 温度误差：±1℃
  • 工作湿度范围：RH<75%
  • 声学频率： 38~42KHz
  • 开机启动时间：<20ms
  • 测量周期： <60ms
  • 尺寸：27mm*27mm
  • 重量：约4.2g（不含排针） 
说明：1、上述①②两项参数仅为我们的实验环境下测得的参考值，实际参数可能会根据使用环境的不同而有所差异。
      2、上述参数仅对URM07有效，我们还可以针对更专业的客户提供功耗、尺寸、协议、性能等方面的优化定制服务。点此联系我们。

功能特点

尺寸图
  • 极其精简的设计
  • 极轻的重量
  • 极高的测量稳定性
  • 极高的测量灵敏度
  • 内置温度补偿
  • 极低的电流消耗
  • 电源防反接保护（短暂保护）
  • 接口过电压保护
  • 便捷的安装及使用方式

通信接口

  • 出厂参数：
  • 串口参数： 19200(bps) 8N1
  • 出厂地址： 0x11

通信命令帧格式为：

帧头 地址 数据长度 命令 数据 校验和
0x55 0xAA 1字节 1字节 1字节 数据1～数据n 1字节





通信命令一览表：

读取距离 读取温度 设置地址 设置波特率
0x02 0x03 0x55 0x08





读取测量测距

主机通过UART接口向超声波模块发送一帧命令，触发模块开始测距，之后接收模块返回的距离值命令。

URM07测距演示

例如超声波模块地址为 0x11，则主机发送： 0x55 0xAA 0x11 0x00 0x02 0x12 [ 55 AA 11 00 02 12 ] 

说明：
帧头---------0x55 
帧头---------0xAA 
设备地址-----0x11
数据长度-----0x00
命令---------0x02
校验和-------0x12（校验和为前几个字节数据相加后去掉高位得到的值）

超声波模块返回数据为： 0x55 0xAA 0x11 0x02 0x02 0x00 0xCA 0xDE 

说明：
帧头---------0x55
帧头---------0xAA 
本机地址-----0x11
数据长度-----0x02
命令---------0x02
距离高位-----0x00
距离低位-----0xCA（距离值为 0x00CA 单位为厘米，即十进制202厘米）
校验和-------0xDE（校验和为前几个字节数据相加后去掉高位得到的值）

读取温度

主机通过UART接口读取超声波模块测得的当前温度。

URM07测温度演示

例如超声波模块地址为 0x11，则主机发送： 0x55 0xAA 0x11 0x00 0x03 0x13 [ 55 AA 11 00 03 13 ] 

说明：
帧头---------0x55 
帧头---------0xAA
设备地址-----0x11
数据长度-----0x00
命令---------0x03
校验和-------0x13

超声波模块返回数据为： 0x55 0xAA 0x11 0x02 0x03 0x00 0xFF 0x14 

说明：
帧头---------0x55
帧头---------0xAA
本机地址-----0x11
数据长度-----0x02
命令---------0x03
温度高位-----0x01
温度低位-----0x13（温度值为 0x0113 ，表示27.5摄氏度。注意：此温度值是放大10倍后的值，为有符号整数）
校验和-------0x29（校验和为前几个字节数据相加后去掉高位得到的值）

设置超声波模块地址

主机通过UART接口设置超声波模块地址。

URM07修改地址演示

例如设置超声波模块地址为 0x12，则主机发送： 0x55 0xAA 0xAB 0x01 0x55 0x12 0x12 [ 55 AA AB 01 55 12 12 ] 

说明：
帧头---------0x55
帧头---------0xAA
设备地址-----0xAB（0xAB为广播地址，即所有模块的公共地址，在不确定模块地址的状态下，可以以0xAB代替设备本身的地址）
数据长度-----0x01
命令---------0x55
设置地址-----0x12（需要设置的设备地址为0x12）
校验和-------0x12

设置成功则超声波模块返回命令为： 0x55 0xAA 0x12 0x01 0x55 0xCC 0x33 

说明：
帧头---------0x55
帧头---------0xAA
设备地址-----0x12（修改后的设备地址）
数据长度-----0x01
命令---------0x55
操作状态-----0xCC（0xCC——操作完成 0xEE——操作失败）
校验和-------0x33（校验和为前几个字节数据相加后去掉高位得到的值）

设置UART通信波特率

主机通过UART接口设置超声波模块通信波特率。

URM07修改波特率演示

例如设置超声波模块地址为 0x11，则主机发送： 0x55 0xAA 0x11 0x01 0x08 0x0B 0x24 //设置模块波特率为256000bps [ 55 AA 11 01 08 0B 24 ] 

说明：
帧头---------0x55
帧头---------0xAA 
设备地址-----0x11
数据长度-----0x01
命令---------0x08
波特率选择---0x0B
校验和-------0x24（校验和为前几个字节数据相加后去掉高位得到的值）

若设置成功，则超声波模块返回命令为： 0x55 0xAA 0x11 0x01 0x08 0xCC 0xE5 

说明：
帧头---------0x55
帧头---------0xAA
设备地址-----0x11
数据长度-----0x01
命令---------0x08
操作状态-----0xCC（0xCC——操作完成 0xEE——操作失败）
校验和-------0xE5（校验和为前几个字节数据相加后去掉高位得到的值）

波特率选择一览表：

1200bps 2400bps 4800bps 9600bps 14400bps 19200bps 28800bps 38400bps 57600bps 115200bps 128000bps 256000bps
0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 





例如设备地址为默认0x11时，波特率设置命令如下：
55 AA 11 01 08 00 19 //设置模块波特率为1200bps
55 AA 11 01 08 01 1A //设置模块波特率为2400bps
55 AA 11 01 08 02 1B //设置模块波特率为4800bps
55 AA 11 01 08 03 1C //设置模块波特率为9600bps
55 AA 11 01 08 04 1D //设置模块波特率为14400bps
55 AA 11 01 08 05 1E //设置模块波特率为19200bps
55 AA 11 01 08 06 1F //设置模块波特率为28800bps
55 AA 11 01 08 07 20 //设置模块波特率为38400bps
55 AA 11 01 08 08 21 //设置模块波特率为57600bps
55 AA 11 01 08 09 22 //设置模块波特率为115200bps
55 AA 11 01 08 0A 23 //设置模块波特率为128000bps
55 AA 11 01 08 0B 24 //设置模块波特率为256000bps

重要说明

Warning yellow.png

1、单个URM07模块使用情况下若未知设备地址，则可使用通用设备地址0xAB代替。
2、在URM07模块上电未启动之前，将TX端口置高、RX端口拉低,维持超过1s可以使模块各参数恢复出厂设置。
3、恢复出厂设置后模块不能正常启动进入正常通信状态，板载LED灯将以10HZ频率循环闪烁指示。只有待重新上电后方可正常启动。
4、模块启动后，URM07模块仅在接收到数据并作处理的过程中板载LED点亮指示，待机状态时LED熄灭。

单个URM07模块使用示例

单个URM07模块使用连接示意图

说明：
1、示例使用的URM07探头地址与波特率设置均为出厂默认参数。
2、由于Leonardo的IO端口驱动电流高达40mA，因此示例采用IO口为URM07模块供电（实际使用时可选择使用5V或3.3V电源供电）。

读取距离测量示例

URM07距离测量显示效果
// # 作者    : Strictus.zhang@dfrobot.com
// # 日期    : 20.08.2016
// # 产品名  : URM07-UART单探头超低功耗超声波测距传感器 
// # SKU     : SEN0153
// # 版本号  : 1.0
// # 代码说明: 20-750cm 距离测量，接收数据未作校验处理

// # 连接:（单个探头可以使用IO端口供电）
// # Pin VCC (URM07 V1.0) -> D3     (Arduino Leonardo)
// # Pin GND (URM07 V1.0) -> D2     (Arduino Leonardo)
// # Pin  RX (URM07 V1.0) -> TX1/D1 (Arduino Leonardo)
// # Pin  TX (URM07 V1.0) -> RX1/D0 (Arduino Leonardo)

#define header_H    0x55 //帧头
#define header_L    0xAA //帧头
#define device_Addr 0x11 //模块地址
#define data_Length 0x00 //数据长度
#define get_Dis_CMD 0x02 //距离测量命令
#define checksum    (header_H+header_L+device_Addr+data_Length+get_Dis_CMD) //校验和

unsigned char i=0;
unsigned int  Distance=0;
unsigned char Rx_DATA[8];
unsigned char CMD[6]={header_H,header_L,device_Addr,data_Length,get_Dis_CMD,checksum}; //距离测量命令包

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(3, HIGH); 
  digitalWrite(2, LOW);   //D3和D2分别作为VCC和GND为模块提供电源
  Serial1.begin(19200);  //使用Serial1与模块通信，波特率为19200
  Serial.begin(19200);   //使用Serial作为数据输出的串口
}

void loop() {
 for(i=0;i<6;i++){
    Serial1.write(CMD[i]);
    }
 delay(150);  //等待测距结束
 i=0;
 while (Serial1.available()){  //读取返回数据包（注意：Demo仅供参考，数据包并未做任何校验）
    Rx_DATA[i++]=(Serial1.read());  
    }
 Distance=((Rx_DATA[5]<<8)|Rx_DATA[6]); //取出距离数据
 Serial.print(Distance);               //打印距离
 Serial.println("cm");
}

读取温度示例

URM07温度测量显示效果
// # 作者    : Strictus.zhang@dfrobot.com
// # 日期    : 20.08.2016
// # 产品名  : URM07-UART单探头超低功耗超声波测距传感器 
// # SKU     : SEN0153
// # 版本号  : 1.0
// # 代码说明: 温度测量，接收数据未作校验处理

// # 连接:（单个探头可以使用IO端口供电）
// # Pin VCC (URM07 V1.0) -> D3     (Arduino Leonardo)
// # Pin GND (URM07 V1.0) -> D2     (Arduino Leonardo)
// # Pin  RX (URM07 V1.0) -> TX1/D1 (Arduino Leonardo)
// # Pin  TX (URM07 V1.0) -> RX1/D0 (Arduino Leonardo)

#define header_H     0x55 //帧头
#define header_L     0xAA //帧头
#define device_Addr  0x11 //模块地址
#define data_Length  0x00 //数据长度
#define get_Temp_CMD 0x03 //温度测量命令
#define checksum     (header_H+header_L+device_Addr+data_Length+get_Temp_CMD) //校验和

unsigned char i=0;
int  temperature=0;
unsigned char Rx_DATA[8];
unsigned char CMD[6]={header_H,header_L,device_Addr,data_Length,get_Temp_CMD,checksum}; //读取温度命令包

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(3, HIGH); 
  digitalWrite(2, LOW);   //D3和D2分别作为VCC和GND为模块提供电源
  Serial1.begin(19200);  //使用Serial1与模块通信，波特率为19200
  Serial.begin(19200);   //使用Serial作为数据输出的串口
}

void loop() {
 for(i=0;i<6;i++){
    Serial1.write(CMD[i]);
    }
 delay(50);  //等待数据返回
 i=0;
 while (Serial1.available()){  //读取返回数据包（注意：Demo仅供参考，数据包并未做任何校验）
    Rx_DATA[i++]=(Serial1.read());  
    }
 temperature=((Rx_DATA[5]<<8)|Rx_DATA[6]);  //取出距离数据(这是10倍温度值)
 Serial.print(temperature/10);             //打印温度
 Serial.print('.');             
 Serial.print(temperature%10);            
 Serial.println("C");
}

多个URM07模块级联测距示例

四个URM07模块级联使用连接示意图

说明：
1、级联使用前请先对每个URM07超声波模块设置不同的地址（示例使用四个URM07探头，地址分别设置为0x11、0x22、0x33、0x44）。
2、由于Leonardo的IO端口驱动电流高达40mA，因此示例依然采用IO口为四个URM07模块供电（实际使用时可选择使用5V或3.3V电源供电）。

URM07距离测量显示效果
// # 作者    : Strictus.zhang@dfrobot.com
// # 日期    : 20.08.2016
// # 产品名  : URM07-UART单探头超低功耗超声波测距传感器 
// # SKU     : SEN0153
// # 版本号  : 1.0
// # 代码说明: 4个模块级联，温度、距离测量，接收数据未作校验处理

// # 连接:（四个模块并联，使用IO端口供电）
// # Pin VCC (URM07 V1.0) -> D3     (Arduino Leonardo)
// # Pin GND (URM07 V1.0) -> D2     (Arduino Leonardo)
// # Pin  RX (URM07 V1.0) -> TX1/D1 (Arduino Leonardo)
// # Pin  TX (URM07 V1.0) -> RX1/D0 (Arduino Leonardo)

unsigned char i=0,j=0;
unsigned int  Distance=0;
unsigned char Rx_DATA[8];
unsigned char CMD[4][6]={
                         {0x55,0xAA,0x11,0x00,0x02,0x12},
                         {0x55,0xAA,0x22,0x00,0x02,0x23},
                         {0x55,0xAA,0x33,0x00,0x02,0x34},
                         {0x55,0xAA,0x44,0x00,0x02,0x45},
                        }; //距离测量命令包

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
  digitalWrite(3, HIGH); 
  digitalWrite(2, LOW);   //D3和D2分别作为VCC和GND为模块提供电源
  Serial1.begin(19200);  //使用Serial1与模块通信，波特率为19200
  Serial.begin(19200);   //使用Serial作为数据输出的串口
}

void loop() {
  for(j=0;j<4;j++)
  {
 for(i=0;i<6;i++){
    Serial1.write(CMD[j][i]);
    }
 delay(150);  //等待测距结束
 i=0;
 while (Serial1.available()){  //读取返回数据包（注意：Demo仅供参考，数据包并未做任何校验）
    Rx_DATA[i++]=(Serial1.read());  
    }
 Distance=((Rx_DATA[5]<<8)|Rx_DATA[6]); //取出距离数据
 Serial.print("URM07-UART module[");   //打印距离
 Serial.print(j);   
 Serial.print("]get_Dis= ");    
 Serial.print(Distance);            
 Serial.println("cm");
  }
 Serial.print("\r\n\r\n");    //打印换行分割
}

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