Ultraskaņas sensorus izmanto objekta noteikšanai, objekta attāluma mērīšanai un tiem ir daudz lietojumu. Šajā rakstā ir aplūkota Ultraskaņas objektu noteikšanas sensors, izmantojot 8051 mikrokontrollerus . Ultraskaņas sensors nodrošina vienkāršāko objektu noteikšanas metodi un nodrošina perfektu mērījumu starp stacionāriem vai kustīgiem objektiem. Sensors mēra laiku, kas nepieciešams, lai skaņas atbalss atgrieztos un nosūtītu to pašu uz mikrokontrolleru kā mainīga platuma impulsu.
Ultraskaņas objektu noteikšanas shēma
Šī shēma ir paredzēta, lai parādītu objekta atklāšanu pirms ultraskaņas devējs . Ultraskaņas pārveidotājs sastāv no a raidītājs un uztvērējs. Raidītājs rada 40KHz skaņas viļņu, kamēr uztvērējs uztver 40KHz skaņas viļņu un pārveido to par elektriskiem signāliem, kas tiek padoti mikrokontrollerim.
Objekta noteikšanas shēmas blokshēma
Ultraskaņas objektu noteikšanas shēmas blokshēma
Aparatūras prasības
- Ultraskaņas sensoru modulis
- 8051 mikrokontrolleris
- LCD
- LED
- Kristāls
- Tranzistori, diodes, kondensatori un rezistori
- Transformators
- Sprieguma regulators
- Magnētiskā lielgabals
Prasības programmatūrai
- Keil IDE programmatūra
- Iegultais C
Ķēde objektu ultraskaņas noteikšanai
Ķēde objektu ultraskaņas noteikšanai
Darba kārtība
Šī shēma ir veidota ar 8051 mikrokontrolleru un ultraskaņas sensors . Sensors pārraida kHz ultraskaņas skaņas viļņus. Kad priekšmets vai šķērslis nāk priekšā sensoram, skaņas viļņi tiek atspoguļoti. Tad uztvērējs nosaka kHz skaņas viļņu.
Shēma pārveido skaņas signālus par elektriskiem signāliem, kas tiek ievadīti saskarnē esošajā mikrokontrollerī. Mikrokontrolleris uztver signālus un iedarbina izeju, lai veiktu atbilstošas darbības. LCD ir savienots ar mikrokontrolleru tiek izmantots, lai parādītu moduļa statusu.
Šo projektu var uzlabot, lai aprēķinātu objekta attālumu un atrastu objekta atrašanās vietu.
Ultraskaņas sensors
Ultraskaņas sensors nosūta augstas frekvences skaņas impulsu un aprēķina, cik ilgs laiks nepieciešams, lai skaņas atbalss atgrieztos.
Ultraskaņas sensors
Skaņas ātrums gaisā ir aptuveni 341 metrs sekundē. Sensors izmanto skaņas ātrumu gaisā un laiku, ko sensors prasa skaņas pārraidīšanai un saņemšanai, lai aprēķinātu attālumu. Tādējādi nosaka objektu un atrod objekta atrašanās vietu.
Attālums = laiks X (skaņas ātrums) / 2
Skaņai ir jādodas no sensora uz objektu un jāatgriež tā atpakaļ, dalot ātrumu ar 2.
Savienojums
- Vcc: ieejas spriegums +5 V
- GND: ārējā zeme
- Trig: digitālā tapa 2
- Atbalss: 2. digitālā tapa
Trig pin tiek izmantots signālu nosūtīšanai, un Echo pin tiek izmantots, lai klausītos atgrieztos signālus.
Piezīme: instalējot, vispirms pievienojiet GND termināli, pretējā gadījumā modulis var tikt bojāts.
Specifikācijas
- Ieejas spriegums: 5 V DC
- Statiskā strāva:<2 mA
- Izejas spriegums: 5 V augsts un 0 V zems
- Noteikšanas diapazons: no 2 cm līdz 500 cm
- Izmēri: 3,4 x 2 x 1,5 cm
- Ievades trigera signāls: 10 us TTL impulss
- Atbalss signāls: izejas TTL PWM signāls
Priekšrocības
- Nodrošina precīzu un bezkontakta attāluma mērīšanu 2 cm līdz 3 m diapazonā.
- Ultraskaņas mērījumi darbojas jebkuros apgaismojuma apstākļos, tādējādi papildinot infrasarkano objektu detektoru.
- Sprādziena indikatora gaismas diode parāda notiekošos mērījumus.
- 3 kontaktu galvene atvieglo savienojumu ar izstrādes plāksni tieši vai ar pagarinātāju bez lodēšanas.
Ultraskaņas sensora pielietojums
Izmanto drošības sistēmu, interaktīvu animētu eksponātu, autostāvvietas palīdzības sistēmas un robotizētu navigāciju.
8051 mikrokontrolleris
Mikrokontrolleris ir ļoti integrēta mikroshēma vai mikroprocesors ar visām perifērijas ierīcēm, piemēram, RAM, ROM, I / O portiem, Taimeru ADC uc vienā mikroshēmā. Tā ir īpaša mikroshēma, ko sauc par vienas mikroshēmas datoru.
8051 mikrokontrolleris ir populārs 8 bitu mikrokontrolleris. Tā pamatā ir Harvardas arhitektūras 8 bitu CISC kodols. Tas ir pieejams kā 40 kontaktu DIP pin mikroshēma un darbojas ar 5 voltu līdzstrāvas ieeju.
8051 mikrokontrollera blokshēma
8051 mikrokontrollera blokshēma
Galvenās 8051 mikrokontrollera iezīmes
- 4KB mikroshēmas programmas atmiņa (ROM un EPROM).
- 128 baitu mikroshēmas datu atmiņa (RAM).
- 8 bitu datu kopne, 16 bitu adreses bits un divi 16 bitu taimeri T0 un T1
- 32 vispārējas nozīmes reģistrē katru no 8 bitiem un pieciem pārtraukumiem.
- Četras paralēlas ostas, katrā no 8 bitiem, kopā 32 I / O līnijas.
- Viens 16 bitu programmu skaitītājs, viens kaudzes rādītājs un viens 16 bitu datu rādītājs.
- Viens mikrosekundes instrukciju cikls ar 12 MHz kristālu.
- Viens blāvs abpusējās sērijas sakaru ports.
Piespraudes apraksts
8051 mikrokontrolleris ir pieejams 40 kontaktu DIP konfigurācijā. Starp 40 tapām 32 tapas ir atvēlētas četrām paralēlām pieslēgvietām P0, P1, P2 un P3, katra no tām aizņem 8 tapas. Atlikušās tapas ir VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA un PSEN.
Kvarca kristāla oscilators ir savienots pāri tapām XTAL1 un XTAL2 ar kondensatora vērtību 30pF. Ja tiek izmantots cits avots, nevis kristāla oscilators, tapas XTAL1 un XTAL2 atstāj atvērtas.
Sērijas komunikācija 8051 mikrokontrollerī
8051 mikrokontrollerim ir divas tapas datu pārsūtīšanai un saņemšanai, izmantojot seriālo sakarus. Šīs divas tapas ir porta P3 daļa (P3.0 un P3.1).
Šīs tapas ir saderīgas ar TTL, tāpēc tām ir nepieciešams līnijas draiveris, lai tās būtu saderīgas ar RS232. MAX232 tiek izmantots kā līnijas draiveris. Sērijas komunikāciju kontrolē 8 bitu reģistrs, ko sauc par SCON reģistru.
Ultraskaņas objektu noteikšanas shēmas pielietojums
- Šo projektu var izmantot tādām lietojumprogrammām kā savvaļas dzīvnieku fotografēšana (Motion Sensing Camera Trigger), drošības zonas uzraudzība utt.
- Mēs varam precīzi izmērīt attālumus ar ultraskaņas objektu noteikšanas shēmu.
- Šo ķēdi var izmantot kā apsardzes signalizāciju.
- Izmanto drošības sistēmu, interaktīvu animētu eksponātu, autostāvvietas palīdzības sistēmu un robotizētas navigācijas izstrādei.
Tādējādi tas viss ir par ultraskaņas objektu noteikšanas shēmas izveidi, izmantojot mikrokontrolleru 8051. Mēs ceram, ka esat labāk izpratis šo koncepciju. Turklāt visi jautājumi par šo tēmu vai bezvadu tehnoloģijās balstīti projekti , lūdzu, sniedziet savus vērtīgos ieteikumus, komentējot zemāk esošo komentāru sadaļu.
