Senzorii cu ultrasunete sunt folosiți pentru a detecta obiectul, pentru a măsura distanța obiectului și pentru a avea multe aplicații. Acest articol discută circuitul Senzor cu ultrasunete de detectare a obiectelor folosind 8051 microcontrolere . Senzorul cu ultrasunete oferă cea mai simplă metodă de detectare a obiectelor și oferă măsurarea perfectă între obiecte staționare sau în mișcare. Senzorul măsoară timpul necesar pentru ca ecoul sunetului să revină și să-l trimită la microcontroler ca un impuls cu lățime variabilă.
Circuit de detectare a obiectelor cu ultrasunete
Acest circuit este conceput pentru a demonstra detectarea unui obiect aflat în fața traductor cu ultrasunete . Un traductor cu ultrasunete constă dintr-un emițător și receptor. Transmițătorul produce o undă sonoră de 40KHz în timp ce receptorul detectează unda sonoră de 40KHz și o convertește în semnale electrice care sunt alimentate către microcontroler.
Diagrama bloc a circuitului de detectare a obiectelor
Diagrama bloc a circuitului de detectare a obiectelor cu ultrasunete
Cerințe hardware
- Modul senzor cu ultrasunete
- 8051 microcontroler
- LCD
- LED
- Cristal
- Tranzistori, diode, condensatori și rezistențe
- Transformator
- Regulator de voltaj
- Pistol magnetic
Cerințe software
- Software-ul Keil IDE
- Încorporat C
Circuit pentru detectarea cu ultrasunete a obiectelor
Circuit pentru detectarea cu ultrasunete a obiectelor
Procedura de lucru
Acest circuit este proiectat cu un microcontroler 8051 și un senzor cu ultrasunete . Senzorul transmite undele sonore ultrasonice de kHz. Când un obiect sau un obstacol vine înaintea senzorului, undele sonore sunt reflectate. Apoi receptorul detectează unda sonoră kHz.
Circuitul convertește semnalele sonore în semnale electrice care sunt alimentate către microcontrolerul interfațat. Microcontrolerul primește semnalele și acționează ieșirea pentru a lua măsurile corespunzătoare. Ecranul LCD este interfațat cu microcontrolerul este utilizat pentru a afișa starea modulului.
Acest proiect poate fi îmbunătățit pentru a calcula distanța obiectului și pentru a găsi locația obiectului.
Senzor cu ultrasunete
Senzorul cu ultrasunete trimite un impuls de sunet de înaltă frecvență și calculează cât durează până când ecoul sunetului revine.
Senzor cu ultrasunete
Viteza sunetului este de aproximativ 341 metri pe secundă în aer. Senzorul folosește viteza sunetului în aer și timpul necesar senzorului pentru a transmite și primi sunetul pentru a calcula distanța. Astfel detectează obiectul și găsește locația obiectului.
Distanța = timpul X (viteza sunetului) / 2
Sunetul trebuie să se deplaseze de la senzor la obiect și să-l întoarcă înapoi, astfel încât să împărțiți viteza la 2.
Conexiune
- Vcc: Tensiune de intrare +5 V
- GND: Teren extern
- Trig: Pin digital 2
- Ecou: Pin digital 2
Pinul Trig este utilizat pentru a trimite semnale, iar pinul Echo este utilizat pentru a asculta semnalele care se întorc.
Notă: la instalare, conectați mai întâi terminalul GND, în caz contrar, modulul se poate deteriora.
Specificații
- Tensiunea de intrare: 5 V c.c.
- Curent static:<2 mA
- Tensiunea de ieșire: 5 V înaltă și 0 V mică
- Gama de detectare: 2 cm până la 500 cm
- Dimensiuni: 3,4 x 2 x 1,5 cm
- Semnal de declanșare de intrare: 10 TT impuls impuls
- Semnal ecou: semnal TTL PWM de ieșire
Avantaje
- Oferă măsurare precisă și necontactă a distanței în intervalul 2cm - 3m.
- Măsurarea cu ultrasunete funcționează în orice condiție de iluminare, prin urmare un supliment pentru detectorul de obiecte în infraroșu.
- LED-ul indicator de rafală arată măsurătorile în curs.
- Antetul cu 3 pini face ușor conectarea la placa de dezvoltare direct sau cu un cablu prelungitor fără lipire.
Aplicații ale senzorului cu ultrasunete
Folosit pentru a dezvolta sisteme de securitate, exponate interactive animate, sisteme de asistență la parcare și navigație robotizată.
8051 Microcontroler
Un microcontroler este un cip extrem de integrat sau un microprocesor cu toate perifericele precum RAM, ROM, porturi I / O, temporizatoare ADC etc. pe un singur cip. Este un cip dedicat numit computer cu un singur cip.
Microcontrolerul 8051 este un popular microcontroler pe 8 biți. Se bazează pe nucleul CISC pe 8 biți al arhitecturii Harvard. Este disponibil ca un cip DIP cu 40 de pini și funcționează cu intrare DC de 5 volți.
Schema bloc a microcontrolerului 8051
Diagrama bloc a microcontrolerului 8051
Caracteristici principale ale microcontrolerului 8051
- Memorie de programe 4KB on-chip (ROM și EPROM).
- Memorie de date (RAM) pe 128 octeți.
- Magistrală de date pe 8 biți, bit de adresă pe 16 biți și două temporizatoare de 16 biți T0 și T1
- 32 de registre de uz general fiecare din 8 biți și cinci întreruperi.
- Patru porturi paralele fiecare de 8 biți cu un total de 32 de linii I / O.
- Un contor de programe pe 16 biți, un indicator de stivă și un indicator de date pe 16 biți.
- Un ciclu de instrucțiuni de microsecundă cu cristal de 12 MHz.
- Un port de comunicare serial duplex plictisitor.
Descrierea pinului
Microcontrolerul 8051 este disponibil în configurație DIP cu 40 de pini. Dintre 40 de pini, 32 de pini sunt alocați pentru patru porturi paralele P0, P1, P2 și P3, fiecare port ocupând 8 pini. Pinii rămași sunt VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA și PSEN.
Un oscilator de cristal de cuarț este conectat la pinii XTAL1 și XTAL2 cu o valoare a condensatorului 30pF. Dacă se utilizează o altă sursă decât oscilatorul de cristal, atunci pinii XTAL1 și XTAL2 sunt lăsați deschiși.
Comunicare serială în microcontroler 8051
Microcontrolerul 8051 are doi pini pentru transferul și primirea datelor prin comunicații seriale. Acești doi pini fac parte dintr-un port P3 (P3.0 și P3.1).
Acești pini sunt compatibili TTL și, prin urmare, necesită un driver de linie pentru a-i face compatibili RS232. MAX232 este utilizat ca driver de linie. Comunicarea în serie este controlată de un registru pe 8 biți numit registru SCON.
Aplicații ale circuitului de detectare a obiectelor cu ultrasunete
- Acest proiect poate fi utilizat pentru aplicații precum fotografia cu animale sălbatice (Motion Sensing Camera Trigger), monitorizarea zonei de securitate etc.
- Putem măsura cu precizie distanțele cu circuitul de detectare a obiectelor cu ultrasunete.
- Acest circuit poate fi folosit ca alarmă antiefracție.
- Folosit pentru a dezvolta sisteme de securitate, exponate animate interactive, sisteme de asistență la parcare și navigație robotizată.
Astfel, este vorba despre realizarea unui circuit de detectare a obiectelor cu ultrasunete folosind microcontrolerul 8051. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept. Mai mult, orice întrebări referitoare la acest subiect sau proiecte bazate pe tehnologie wireless , vă rugăm să oferiți sugestiile dvs. valoroase comentând secțiunea de comentarii de mai jos.
