Ultrazvukové senzory se používají k detekci objektu, měření vzdálenosti objektu a mnoha aplikacím. Tento článek pojednává o obvodu Ultrazvukový senzor detekce objektů využívající 8051 mikrokontrolérů . Ultrazvukový senzor poskytuje nejjednodušší metodu detekce objektů a poskytuje dokonalé měření mezi stacionárními nebo pohybujícími se objekty. Senzor měří čas potřebný pro návrat zvukové ozvěny a odesílá jej do mikrokontroléru jako pulz s proměnnou šířkou.
Ultrazvukový obvod pro detekci objektů
Tento obvod je navržen tak, aby demonstroval detekci objektu před ultrazvukový měnič . Ultrazvukový měnič se skládá z a vysílač a přijímač. Vysílač produkuje zvukovou vlnu 40KHz, zatímco přijímač detekuje zvukovou vlnu 40KHz a převádí ji na elektrické signály, které jsou přiváděny do mikrokontroléru.
Blokové schéma obvodu detekce objektů
Blokové schéma obvodu detekce ultrazvukových objektů
Hardwarové požadavky
- Ultrazvukový senzorový modul
- 8051 mikrokontrolér
- LCD
- VEDENÝ
- Krystal
- Tranzistory, diody, kondenzátory a rezistory
- Transformátor
- Regulátor napětí
- Magnetická zbraň
Softwarové požadavky
- Software Keil IDE
- Vložený C.
Obvod pro detekci ultrazvukových objektů
Obvod pro detekci ultrazvukových objektů
Pracovní postup
Tento obvod je navržen s mikrokontrolérem 8051 a ultrazvukový senzor . Senzor přenáší ultrazvukové zvukové vlny kHz. Když se před senzorem objeví předmět nebo překážka, zvukové vlny se odráží. Poté přijímač detekuje zvukovou vlnu kHz.
Obvody převádějí zvukové signály na elektrické signály, které jsou přiváděny do mikrokontroléru s rozhraním. Mikrokontrolér přijímá signály a ovládá výstup, aby provedl příslušnou akci. Displej LCD byl propojen s mikrokontrolérem se používá k zobrazení stavu modulu.
Tento projekt lze vylepšit tak, aby vypočítal vzdálenost objektu a zjistil jeho polohu.
Ultrazvukový senzor
Ultrazvukový senzor vysílá vysokofrekvenční zvukový puls a vypočítává, jak dlouho trvá, než se ozvěna zvuku vrátí zpět.
Ultrazvukový senzor
Rychlost zvuku je ve vzduchu přibližně 341 metrů za sekundu. Senzor používá k výpočtu vzdálenosti rychlost zvuku ve vzduchu a čas potřebný k přenosu a příjmu zvuku. Detekuje tedy objekt a vyhledá umístění objektu.
Vzdálenost = čas X (rychlost zvuku) / 2
Zvuk musí cestovat od senzoru k objektu a vrátit ho zpět, takže rychlost vydělíte 2.
Spojení
- Vcc: Vstupní napětí +5 V
- GND: Vnější zem
- Trig: Digital Pin 2
- Echo: Digital Pin 2
Pin Trig se používá k odesílání signálů a pin Echo k poslechu zpětných signálů.
Poznámka: Při instalaci nejprve připojte svorku GND, jinak by mohlo dojít k poškození modulu.
Specifikace
- Vstupní napětí: 5 V DC
- Statický proud:<2 mA
- Výstupní napětí: 5 V vysoké a 0 V nízké
- Rozsah detekce: 2 cm až 500 cm
- Rozměry: 3,4 x 2 x 1,5 cm
- Vstupní spouštěcí signál: impuls 10 TTL
- Echo signal: výstupní signál TTL PWM
Výhody
- Poskytuje přesné a bezkontaktní měření vzdálenosti v rozsahu 2 cm až 3 m.
- Ultrazvukové měření funguje za jakýchkoli světelných podmínek, proto je doplňkem k detektoru infračervených objektů.
- Kontrolka LED série ukazuje probíhající měření.
- 3kolíkový konektor usnadňuje přímé připojení k vývojové desce nebo pomocí prodlužovacího kabelu bez jakéhokoli pájení.
Aplikace ultrazvukového senzoru
Používá se k vývoji bezpečnostních systémů, interaktivních animovaných exponátů, parkovací asistenční systémy a robotická navigace.
Mikrokontrolér 8051
Mikrokontrolér je vysoce integrovaný čip nebo mikroprocesor se všemi periferiemi, jako jsou RAM, ROM, I / O porty, časovače ADC atd. Na jednom čipu. Jedná se o vyhrazený čip, který se nazývá jednočipový počítač.
Mikrokontrolér 8051 je populární 8bitový mikrokontrolér. Je založen na 8bitovém jádru CISC harvardské architektury. Je k dispozici jako 40kolíkový DIP pinový čip a pracuje se stejnosměrným vstupem 5 voltů.
Blokové schéma mikrokontroléru 8051
Blokové schéma mikrokontroléru 8051
Hlavní rysy mikrokontroléru 8051
- 4kB programová paměť na čipu (ROM a EPROM).
- 128 bajtů datové paměti na čipu (RAM).
- 8bitová datová sběrnice, 16bitový adresový bit a dva 16bitové časovače T0 a T1
- 32 univerzálních registrů, každý s 8 bity a pěti přerušeními.
- Čtyři paralelní porty, každý s 8 bity, s celkem 32 I / O linkami.
- Jeden 16bitový čítač programu, jeden ukazatel zásobníku a jeden 16bitový ukazatel dat.
- Jeden mikrosekundový instrukční cyklus s krystalem 12 MHz.
- Jeden nudný duplexní sériový komunikační port.
Popis kolíku
Mikrokontrolér 8051 je k dispozici v 40pinové konfiguraci DIP. Ze 40 pinů je 32 pinů přiděleno čtyřem paralelním portům P0, P1, P2 a P3, přičemž každý port zabírá 8 pinů. Zbývající piny jsou VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA a PSEN.
Křemenný oscilátor je připojen přes piny XTAL1 a XTAL2 s hodnotou kondenzátoru 30pF. Pokud se použije jiný zdroj než krystalový oscilátor, pak piny XTAL1 a XTAL2 zůstanou otevřené.
Sériová komunikace v mikrokontroléru 8051
Mikrokontrolér 8051 má dva piny pro přenos a příjem dat prostřednictvím sériové komunikace. Tyto dva piny jsou součástí portu P3 (P3.0 a P3.1).
Tyto piny jsou kompatibilní s TTL, a proto vyžadují linkový ovladač, aby byly kompatibilní s RS232. MAX232 se používá jako linkový ovladač. Sériová komunikace je řízena 8bitovým registrem zvaným SCON register.
Aplikace obvodu pro detekci ultrazvukových objektů
- Tento projekt lze použít pro aplikace, jako je fotografování divoké zvěře (Motion Sensing Camera Trigger), monitorování oblasti zabezpečení atd.
- Můžeme přesně měřit vzdálenosti pomocí obvodu pro detekci ultrazvukových objektů.
- Tento obvod lze použít jako poplach proti vloupání.
- Používá se k vývoji bezpečnostních systémů, interaktivních animovaných exponátů, parkovacích asistenčních systémů a robotické navigace.
Jedná se tedy o výrobu obvodu pro detekci ultrazvukových objektů pomocí mikrokontroléru 8051. Doufáme, že jste tomuto konceptu lépe porozuměli. Dále jakékoli dotazy týkající se tohoto tématu nebo projekty založené na bezdrátové technologii , uveďte své cenné návrhy komentářem v sekci komentářů níže.
