I sensori a ultrasuoni vengono utilizzati per rilevare l'oggetto, misurare la distanza dell'oggetto e hanno molte applicazioni. Questo articolo discute il circuito di Sensore di rilevamento di oggetti a ultrasuoni che utilizza microcontrollori 8051 . Il sensore a ultrasuoni fornisce il metodo più semplice di rilevamento degli oggetti e fornisce la misurazione perfetta tra oggetti fissi o in movimento. Il sensore misura il tempo necessario affinché l'eco del suono ritorni e lo invia al microcontrollore come un impulso di larghezza variabile.
Circuito di rilevamento di oggetti a ultrasuoni
Questo circuito è progettato per dimostrare il rilevamento di un oggetto davanti a trasduttore ultrasonico . Un trasduttore ultrasonico è costituito da un trasmettitore e un ricevitore. Il trasmettitore produce un'onda sonora a 40 KHz mentre il ricevitore rileva l'onda sonora a 40 KHz e la converte in segnali elettrici che vengono inviati al microcontrollore.
Schema a blocchi del circuito di rilevamento degli oggetti
Schema a blocchi del circuito di rilevamento di oggetti a ultrasuoni
Requisiti hardware
- Modulo sensore a ultrasuoni
- Microcontrollore 8051
- LCD
- GUIDATO
- Cristallo
- Transistor, diodi, condensatori e resistori
- Trasformatore
- Regolatore di tensione
- Pistola magnetica
Requisiti software
- Software IDE Keil
- C incorporato
Circuito per il rilevamento di oggetti a ultrasuoni
Circuito per il rilevamento di oggetti a ultrasuoni
Procedura di lavoro
Questo circuito è progettato con un microcontrollore 8051 e un Sensore ultrasonico . Il sensore trasmette le onde sonore ultrasoniche di kHz. Quando un oggetto o un ostacolo precede il sensore, le onde sonore vengono riflesse. Quindi il ricevitore rileva l'onda sonora kHz.
La circuiteria converte i segnali sonori in segnali elettrici che vengono inviati al microcontrollore interfacciato. Il microcontrollore riceve i segnali e attiva l'uscita per intraprendere l'azione appropriata. Il display LCD si interfaccia con il microcontrollore viene utilizzato per visualizzare lo stato del modulo.
Questo progetto può essere migliorato per calcolare la distanza dell'oggetto e trovare la posizione dell'oggetto.
Sensore ultrasonico
Il sensore a ultrasuoni invia un impulso sonoro ad alta frequenza e calcola quanto tempo impiega l'eco del suono a tornare indietro.
Sensore ultrasonico
La velocità del suono è di circa 341 metri al secondo in aria. Il sensore utilizza la velocità del suono nell'aria e il tempo impiegato dal sensore per trasmettere e ricevere il suono per calcolare la distanza. In questo modo rileva l'oggetto e trova la posizione dell'oggetto.
Distanza = tempo X (velocità del suono) / 2
Il suono deve viaggiare dal sensore all'oggetto e riportarlo indietro, quindi dividi la velocità per 2.
Connessione
- Vcc: tensione di ingresso +5 V.
- GND: massa esterna
- Trig: pin digitale 2
- Eco: pin digitale 2
Il pin Trig viene utilizzato per inviare i segnali e il pin Echo viene utilizzato per ascoltare i segnali di ritorno.
Nota: durante l'installazione, collegare prima il terminale GND, altrimenti il modulo potrebbe danneggiarsi.
Specifiche
- Tensione in ingresso: 5 V DC
- Corrente statica:<2 mA
- Tensione di uscita: 5 V alta e 0 V bassa
- Campo di rilevamento: da 2 cm a 500 cm
- Dimensioni: 3,4 x 2 x 1,5 cm
- Segnale di trigger in ingresso: impulso TTL da 10 us
- Segnale eco: segnale in uscita TTL PWM
Vantaggi
- Fornisce una misurazione della distanza precisa e senza contatto entro un raggio da 2 cm a 3 m.
- La misurazione a ultrasuoni funziona in qualsiasi condizione di illuminazione, quindi un supplemento per il rilevatore di oggetti a infrarossi.
- Il LED indicatore burst mostra le misurazioni in corso.
- L'intestazione a 3 pin semplifica il collegamento alla scheda di sviluppo direttamente o con un cavo di prolunga senza alcuna saldatura.
Applicazioni del sensore a ultrasuoni
Utilizzato per sviluppare sistemi di sicurezza, mostre animate interattive, sistemi di assistenza al parcheggio e navigazione robotica.
8051 Microcontrollore
Un microcontrollore è un chip altamente integrato o un microprocessore con tutte le periferiche come RAM, ROM, porte I / O, timer ADC ecc. Su un singolo chip. È un chip dedicato chiamato computer a chip singolo.
Il microcontrollore 8051 è un popolare microcontrollore a 8 bit. Si basa sul core CISC a 8 bit dell'architettura di Harvard. È disponibile come chip DIP pin a 40 pin e funziona con ingresso CC a 5 volt.
Schema a blocchi del microcontrollore 8051
Schema a blocchi del microcontrollore 8051
Caratteristiche salienti del microcontrollore 8051
- Memoria di programma su chip da 4 KB (ROM ed EPROM).
- 128 byte di memoria dati su chip (RAM).
- Bus dati a 8 bit, bit di indirizzo a 16 bit e due timer a 16 bit T0 e T1
- 32 registri per uso generico ciascuno di 8 bit e cinque interrupt.
- Quattro porte parallele da 8 bit ciascuna con un totale di 32 linee I / O.
- Un contatore di programma a 16 bit, un puntatore allo stack e un puntatore ai dati a 16 bit.
- Un ciclo di istruzioni di un microsecondo con cristallo da 12 MHz.
- Una porta di comunicazione seriale duplex opaca.
Descrizione pin
Il microcontrollore 8051 è disponibile nella configurazione DIP a 40 pin. Tra i 40 pin, 32 pin sono assegnati per quattro porte parallele P0, P1, P2 e P3, ciascuna delle quali occupa 8 pin. I pin rimanenti sono VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA e PSEN.
Un oscillatore a cristalli di quarzo è collegato tra i pin XTAL1 e XTAL2 con un valore del condensatore di 30pF. Se viene utilizzata una sorgente diversa dall'oscillatore a cristallo, i pin XTAL1 e XTAL2 vengono lasciati aperti.
Comunicazione seriale nel microcontrollore 8051
Il microcontrollore 8051 ha due pin per il trasferimento e la ricezione dei dati tramite comunicazione seriale. Questi due pin fanno parte di una porta P3 (P3.0 e P3.1).
Questi pin sono compatibili TTL e quindi richiedono un driver di linea per renderli compatibili con RS232. MAX232 viene utilizzato come driver di linea. La comunicazione seriale è controllata da un registro a 8 bit chiamato registro SCON.
Applicazioni del circuito di rilevamento di oggetti ad ultrasuoni
- Questo progetto può essere utilizzato per applicazioni come la fotografia naturalistica (Motion Sensing Camera Trigger), il monitoraggio delle aree di sicurezza, ecc.
- Possiamo misurare con precisione le distanze con il circuito di rilevamento di oggetti a ultrasuoni.
- Questo circuito può essere utilizzato come antifurto.
- Utilizzato per sviluppare sistemi di sicurezza, mostre animate interattive, sistemi di assistenza al parcheggio e navigazione robotica.
Quindi, si tratta di realizzare un circuito di rilevamento di oggetti ad ultrasuoni utilizzando il microcontrollore 8051. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, qualsiasi domanda riguardante questo argomento o progetti basati sulla tecnologia wireless , per favore dai i tuoi preziosi suggerimenti commentando la sezione commenti qui sotto.
