Ультразвуковые датчики используются для обнаружения объекта, измерения расстояния до объекта и имеют множество применений. В этой статье обсуждается схема Ультразвуковой датчик обнаружения объектов с использованием микроконтроллеров 8051 . Ультразвуковой датчик обеспечивает самый простой метод обнаружения объектов и обеспечивает идеальное измерение между неподвижными или движущимися объектами. Датчик измеряет время, необходимое для того, чтобы звуковое эхо вернулось и отправило его на микроконтроллер в виде импульса переменной ширины.
Цепь ультразвукового обнаружения объектов
Эта схема предназначена для демонстрации обнаружения объекта перед ультразвуковой преобразователь . Ультразвуковой преобразователь состоит из передатчик и приемник. Передатчик генерирует звуковую волну 40 кГц, а приемник обнаруживает звуковую волну 40 кГц и преобразует ее в электрические сигналы, которые подаются на микроконтроллер.
Блок-схема цепи обнаружения объектов
Блок-схема цепи ультразвукового обнаружения объектов
Требования к оборудованию
- Модуль ультразвукового датчика
- 8051 микроконтроллер
- ЖК-дисплей
- ВЕЛ
- Кристалл
- Транзисторы, диоды, конденсаторы и резисторы
- Трансформатор
- Регулятор напряжения
- Магнитный пистолет
Требования к программному обеспечению
- Программное обеспечение Keil IDE
- Встроенный C
Схема ультразвукового обнаружения объектов
Схема ультразвукового обнаружения объектов
Порядок работы
Эта схема разработана с микроконтроллером 8051 и ультразвуковой датчик . Датчик передает ультразвуковые звуковые волны с частотой кГц. Когда объект или препятствие приближается к датчику, звуковые волны отражаются. Затем приемник обнаруживает звуковую волну кГц.
Схема преобразует звуковые сигналы в электрические сигналы, которые подаются на сопряженный микроконтроллер. Микроконтроллер принимает сигналы и активирует выход для выполнения соответствующих действий. ЖК-дисплей, подключенный к микроконтроллеру используется для отображения статуса модуля.
Этот проект можно расширить, чтобы вычислить расстояние до объекта и найти его местоположение.
Ультразвуковой датчик
Ультразвуковой датчик посылает высокочастотный звуковой импульс и вычисляет, сколько времени требуется, чтобы эхо звука вернулось обратно.
Ультразвуковой датчик
Скорость звука в воздухе составляет примерно 341 метр в секунду. Датчик использует скорость звука в воздухе и время, необходимое датчику для передачи и приема звука, для расчета расстояния. Таким образом обнаруживает объект и находит местоположение объекта.
Расстояние = время X (скорость звука) / 2
Звук должен распространяться от датчика к объекту и возвращаться обратно, поэтому разделите скорость на 2.
Связь
- Vcc: входное напряжение +5 В
- GND: внешнее заземление
- Триггер: цифровой контакт 2
- Эхо: цифровой контакт 2
Вывод Trig используется для отправки сигналов, а вывод Echo используется для прослушивания возвращаемых сигналов.
Примечание: при установке сначала подключите клемму GND, иначе модуль может быть поврежден.
Характеристики
- Входное напряжение: 5 В постоянного тока
- Статический ток:<2 mA
- Выходное напряжение: 5 В высокого и 0 В низкого
- Дальность обнаружения: от 2 см до 500 см
- Размеры: 3,4 х 2 х 1,5 см
- Входной сигнал триггера: импульс TTL 10 мкс
- Эхо-сигнал: выходной сигнал TTL PWM
Преимущества
- Обеспечивает точное и бесконтактное измерение расстояния в диапазоне от 2 см до 3 м.
- Ультразвуковые измерения работают при любых условиях освещения, поэтому могут использоваться в качестве дополнения к инфракрасному детектору объектов.
- Светодиодный индикатор пакета показывает, что измерения выполняются.
- 3-контактный разъем позволяет легко подключаться к макетной плате напрямую или с помощью удлинительного кабеля без пайки.
Применение ультразвукового датчика
Используется для разработки систем безопасности, интерактивных анимационных экспонатов, системы помощи при парковке , и роботизированная навигация.
8051 микроконтроллер
Микроконтроллер - это высокоинтегрированный чип или микропроцессор со всеми периферийными устройствами, такими как RAM, ROM, порты ввода-вывода, таймеры, АЦП и т. Д., На одном кристалле. Это специальный чип, называемый однокристальным компьютером.
Микроконтроллер 8051 - популярный 8-битный микроконтроллер. Он основан на 8-битном ядре CISC гарвардской архитектуры. Он доступен в виде микросхемы DIP с 40 контактами и работает с входом 5 В постоянного тока.
Блок-схема микроконтроллера 8051
Блок-схема микроконтроллера 8051
Основные характеристики микроконтроллера 8051
- Встроенная программная память объемом 4 КБ (ROM и EPROM).
- 128 байт встроенной памяти данных (RAM).
- 8-битная шина данных, 16-битный адресный бит и два 16-битных таймера T0 и T1
- 32 универсальных регистра по 8 бит каждый и пять прерываний.
- Четыре параллельных порта по 8 бит каждый с 32 линиями ввода / вывода.
- Один 16-битный программный счетчик, один указатель стека и один 16-битный указатель данных.
- Один цикл инструкции микросекунды с кристаллом 12 МГц.
- Один тупой дуплексный последовательный порт связи.
Описание контакта
Микроконтроллер 8051 доступен в 40-контактной конфигурации DIP. Из 40 контактов 32 контакта предназначены для четырех параллельных портов P0, P1, P2 и P3, каждый из которых занимает 8 контактов. Остальные контакты - это VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA и PSEN.
К контактам XTAL1 и XTAL2 подключен кварцевый генератор с емкостью конденсатора 30 пФ. Если используется источник, отличный от кварцевого генератора, выводы XTAL1 и XTAL2 остаются открытыми.
Последовательная связь в микроконтроллере 8051
Микроконтроллер 8051 имеет два контакта для передачи и приема данных через последовательную связь. Эти два контакта являются частью порта P3 (P3.0 и P3.1).
Эти контакты совместимы с TTL и, следовательно, для их совместимости с RS232 требуется линейный драйвер. MAX232 используется как драйвер линии. Последовательная связь управляется 8-битным регистром, называемым регистром SCON.
Применение ультразвуковой схемы обнаружения объектов
- Этот проект можно использовать для таких приложений, как фотосъемка дикой природы (запуск камеры с датчиком движения), мониторинг зоны безопасности и т. Д.
- Мы можем точно измерять расстояния с помощью ультразвуковой схемы обнаружения объектов.
- Эта схема может использоваться как охранная сигнализация.
- Используется для разработки систем безопасности, интерактивных анимационных экспонатов, систем помощи при парковке и роботизированной навигации.
Таким образом, речь идет о создании схемы ультразвукового обнаружения объектов с использованием микроконтроллера 8051. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые вопросы по этой теме или проекты на основе беспроводных технологий , пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя раздел комментариев ниже.
