Czujniki ultradźwiękowe służą do wykrywania obiektu, pomiaru odległości obiektu i mają wiele zastosowań. W tym artykule omówiono obwód Ultradźwiękowy czujnik do wykrywania obiektów wykorzystujący mikrokontrolery 8051 . Czujnik ultradźwiękowy zapewnia najłatwiejszą metodę wykrywania obiektów i zapewnia doskonały pomiar między nieruchomymi lub poruszającymi się obiektami. Czujnik mierzy czas potrzebny do powrotu echa dźwiękowego i wysłania go do mikrokontrolera w postaci impulsu o zmiennej szerokości.
Obwód ultradźwiękowego wykrywania obiektów
Ten obwód ma za zadanie zademonstrować wykrywanie obiektu przed przetwornik ultradźwiękowy . Przetwornik ultradźwiękowy składa się z a nadajnik i odbiornik. Nadajnik wytwarza falę dźwiękową 40 kHz, a odbiornik wykrywa falę dźwiękową 40 kHz i przetwarza ją na sygnały elektryczne, które są podawane do mikrokontrolera.
Schemat blokowy obwodu wykrywania obiektów
Schemat blokowy obwodu ultradźwiękowego wykrywania obiektów
Wymagania sprzętowe
- Moduł czujnika ultradźwiękowego
- Mikrokontroler 8051
- LCD
- DOPROWADZIŁO
- Kryształ
- Tranzystory, diody, kondensatory i rezystory
- Transformator
- Regulator napięcia
- Pistolet magnetyczny
Wymagania Systemowe
- Oprogramowanie Keil IDE
- Osadzony C
Obwód ultradźwiękowego wykrywania obiektów
Obwód ultradźwiękowego wykrywania obiektów
Procedura robocza
Ten obwód jest zaprojektowany z mikrokontrolerem 8051 i czujnik ultradźwiękowy . Czujnik przesyła ultradźwiękowe fale dźwiękowe kHz. Gdy obiekt lub przeszkoda znajdzie się przed czujnikiem, fale dźwiękowe są odbijane. Następnie odbiornik wykrywa falę dźwiękową kHz.
Obwód konwertuje sygnały dźwiękowe na sygnały elektryczne, które są podawane do połączonego mikrokontrolera. Mikrokontroler odbiera sygnały i uruchamia wyjście, aby podjąć odpowiednie działania. Wyświetlacz LCD połączony z mikrokontrolerem służy do wyświetlania stanu modułu.
Ten projekt można ulepszyć, aby obliczyć odległość obiektu i znaleźć lokalizację obiektu.
Czujnik ultradźwiękowy
Czujnik ultradźwiękowy wysyła impuls dźwiękowy o wysokiej częstotliwości i oblicza, ile czasu potrzeba, aby echo dźwięku powróciło.
Czujnik ultradźwiękowy
Prędkość dźwięku w powietrzu wynosi około 341 metrów na sekundę. Czujnik wykorzystuje prędkość dźwięku w powietrzu oraz czas potrzebny czujnikowi na przesłanie i odebranie dźwięku do obliczenia odległości. W ten sposób wykrywa obiekt i znajduje lokalizację obiektu.
Odległość = czas X (prędkość dźwięku) / 2
Dźwięk musi przejść od czujnika do obiektu i cofnąć go, więc podziel prędkość przez 2.
Połączenie
- Vcc: napięcie wejściowe +5 V.
- GND: uziemienie zewnętrzne
- Wyzwalanie: cyfrowy pin 2
- Echo: cyfrowy pin 2
Pin Trig służy do wysyłania sygnałów, a pin Echo służy do odsłuchiwania sygnałów powracających.
Uwaga: podczas instalacji podłącz najpierw zacisk GND, w przeciwnym razie moduł może ulec uszkodzeniu.
Specyfikacje
- Napięcie wejściowe: 5 V DC
- Prąd statyczny:<2 mA
- Napięcie wyjściowe: 5 V wysokie i 0 V niskie
- Zasięg wykrywania: od 2 cm do 500 cm
- Wymiary: 3,4 x 2 x 1,5 cm
- Wejściowy sygnał wyzwalający: impuls 10 us TTL
- Sygnał echa: wyjściowy sygnał TTL PWM
Zalety
- Zapewnia precyzyjny i bezkontaktowy pomiar odległości w zakresie od 2 cm do 3 m.
- Pomiar ultradźwiękowy działa w każdych warunkach oświetleniowych, stąd uzupełnienie detektora obiektów na podczerwień.
- Dioda LED wskaźnika burst pokazuje trwające pomiary.
- 3-pinowe złącze ułatwia podłączenie bezpośrednio do płytki rozwojowej lub za pomocą przedłużacza bez lutowania.
Zastosowania czujnika ultradźwiękowego
Służy do opracowywania systemów bezpieczeństwa, interaktywnych animowanych eksponatów, systemy wspomagania parkowania i nawigacja robotów.
8051 Mikrokontroler
Mikrokontroler to wysoce zintegrowany układ scalony lub mikroprocesor z wszystkimi urządzeniami peryferyjnymi, takimi jak RAM, ROM, porty I / O, Timery ADC itp. Na jednym chipie. Jest to dedykowany układ zwany komputerem jednoukładowym.
Mikrokontroler 8051 to popularny 8-bitowy mikrokontroler. Oparty jest na 8-bitowym rdzeniu CISC architektury Harvardu. Jest dostępny jako 40-pinowy układ pinów DIP i działa z wejściem 5 V DC.
Schemat blokowy mikrokontrolera 8051
Schemat blokowy mikrokontrolera 8051
Istotne cechy mikrokontrolera 8051
- Wbudowana pamięć programowa 4KB (ROM i EPROM).
- 128 bajtów wbudowanej pamięci danych (RAM).
- 8-bitowa magistrala danych, 16-bitowy bit adresu i dwa 16-bitowe zegary T0 i T1
- 32 rejestry ogólnego przeznaczenia, każdy po 8 bitów i pięć przerwań.
- Cztery porty równoległe, każdy po 8 bitów, łącznie 32 linie we / wy.
- Jeden 16-bitowy licznik programu, jeden wskaźnik stosu i jeden 16-bitowy wskaźnik danych.
- Jeden cykl instrukcji mikrosekundowy z kryształem 12 MHz.
- Jeden nudny port komunikacji szeregowej dupleksu.
Opis pinów
Mikrokontroler 8051 jest dostępny w 40-pinowej konfiguracji DIP. Spośród 40 pinów 32 piny są przydzielone dla czterech równoległych portów P0, P1, P2 i P3, każdy port zajmuje 8 pinów. Pozostałe piny to VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA i PSEN.
Oscylator z kwarcu jest połączony między pinami XTAL1 i XTAL2 z kondensatorem o wartości 30 pF. Jeśli używane jest źródło inne niż oscylator kwarcowy, styki XTAL1 i XTAL2 pozostają otwarte.
Komunikacja szeregowa w mikrokontrolerze 8051
Mikrokontroler 8051 posiada dwa piny do przesyłania i odbierania danych poprzez komunikację szeregową. Te dwa piny są częścią portu P3 (P3.0 i P3.1).
Te piny są kompatybilne z TTL i dlatego wymagają sterownika linii, aby były kompatybilne z RS232. MAX232 jest używany jako sterownik linii. Komunikacja szeregowa jest kontrolowana przez 8-bitowy rejestr zwany rejestrem SCON.
Zastosowania ultradźwiękowego obwodu wykrywania obiektów
- Ten projekt może być używany do zastosowań takich jak fotografia dzikiej przyrody (wyzwalacz kamery z czujnikiem ruchu), monitorowanie obszaru bezpieczeństwa itp.
- Możemy precyzyjnie mierzyć odległości za pomocą ultradźwiękowego obwodu wykrywania obiektów.
- Obwód ten może służyć jako alarm antywłamaniowy.
- Służy do opracowywania systemów bezpieczeństwa, interaktywnych animowanych eksponatów, systemów wspomagania parkowania i automatycznej nawigacji.
Tak więc chodzi o wykonanie obwodu wykrywania obiektów ultradźwiękowych za pomocą mikrokontrolera 8051. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję. Ponadto wszelkie pytania dotyczące tego tematu lub projekty oparte na technologii bezprzewodowej , podaj cenne sugestie, komentując sekcję komentarzy poniżej.
