Circuit de detecció d’objectes per ultrasons basat en microcontroladors 8051

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Els sensors d'ultrasons s'utilitzen per detectar l'objecte, mesurar la distància de l'objecte i tenen moltes aplicacions. En aquest article es parla del circuit del Sensor de detecció d’objectes per ultrasons mitjançant microcontroladors 8051 . El sensor d'ultrasons proporciona el mètode més senzill de detecció d'objectes i proporciona la mesura perfecta entre objectes estacionaris o en moviment. El sensor mesura el temps necessari per tornar l'eco de so i enviar-lo al microcontrolador com un pols d'amplada variable.

Circuit de detecció d’objectes per ultrasons

Aquest circuit està dissenyat per demostrar la detecció d'un objecte per davant del transductor d'ultrasons . Un transductor d'ultrasons consisteix en un transmissor i receptor. El transmissor produeix una ona de so de 40 KHz mentre el receptor detecta l’ona de so de 40 KHz i la converteix en senyals elèctrics que s’alimenten al microcontrolador.




Diagrama de blocs del circuit de detecció d’objectes

Diagrama de blocs del circuit de detecció d’objectes ultrasonics

Diagrama de blocs del circuit de detecció d’objectes per ultrasons

Requisits de maquinari

  • Mòdul de sensor ultrasònic
  • Microcontrolador 8051
  • LCD
  • LED
  • Cristall
  • Transistors, díodes, condensadors i resistències
  • Transformador
  • Regulador de voltatge
  • Pistola magnètica

Requisits de programari

Circuit per a la detecció d’objectes per ultrasons

Circuit per a la detecció d’objectes per ultrasons

Circuit per a la detecció d’objectes per ultrasons



Procediment de treball

Aquest circuit està dissenyat amb un microcontrolador 8051 i un sensor d'ultrasons . El sensor transmet les ones sonores d'ultrasons de kHz. Quan un objecte o obstacle s’avança al sensor, les ones sonores es reflecteixen. A continuació, el receptor detecta l’ona sonora de kHz.

Els circuits converteixen els senyals sonors en senyals elèctrics que s’alimenten al microcontrolador interfaçat. El microcontrolador rep els senyals i activa la sortida per prendre les mesures adequades. La pantalla LCD es connecta al microcontrolador s'utilitza per mostrar l'estat del mòdul.

Aquest projecte es pot millorar per calcular la distància de l'objecte i trobar la ubicació de l'objecte.

Sensor d'ultrasons

El sensor d'ultrasons envia un pols de so d'alta freqüència i calcula el temps que triga a tornar l'eco del so.


Sensor d

Sensor d'ultrasons

La velocitat del so és d'aproximadament 341 metres per segon a l'aire. El sensor utilitza la velocitat del so a l’aire i el temps que pren el sensor per transmetre i rebre el so per calcular la distància. Així, detecta l'objecte i troba la ubicació de l'objecte.

Distància = temps X (velocitat del so) / 2

El so ha de viatjar del sensor a l'objecte i tornar-lo cap enrere, de manera que dividiu la velocitat per 2.

Connexió

  • Vcc: tensió d’entrada +5 V
  • GND: terra exterior
  • Trig: Pin digital 2
  • Trobo: Digital Pin 2

El pin Trig s'utilitza per enviar els senyals i el pin Echo s'utilitza per escoltar els senyals que tornen.

Nota: en instal·lar-lo, connecteu primer el terminal GND, en cas contrari, el mòdul es pot danyar.

Especificacions

  • Tensió d'entrada: 5 V CC
  • Corrent estàtic:<2 mA
  • Voltatge de sortida: 5 V alt i 0 V baix
  • Rang de detecció: de 2 cm a 500 cm
  • Mides: 3,4 x 2 x 1,5 cm
  • Senyal d'activació d'entrada: impuls TTL de 10 us
  • Senyal de ressò: sortida del senyal TTL PWM

Avantatges

  • Proporciona una mesura de distància precisa i sense contacte dins d'un abast de 2 cm a 3 m.
  • La mesura per ultrasons funciona en qualsevol condició d’il·luminació, per tant és un suplement per al detector d’objectes d’infrarojos.
  • El LED indicador de ràfega mostra les mesures en curs.
  • La capçalera de 3 pins facilita la connexió a la placa de desenvolupament directament o amb un cable d’extensió sense soldadura.

Aplicacions del sensor d'ultrasons

S'utilitza per desenvolupar sistemes de seguretat, exposicions animades interactives, sistemes d’ajuda a l’estacionament , i navegació robòtica.

Microcontrolador 8051

Un microcontrolador és un xip altament integrat o un microprocessador amb tots els perifèrics com RAM, ROM, ports d'E / S, temporitzadors ADC, etc. en un sol xip. És un xip dedicat anomenat ordinador d’un sol xip.

El microcontrolador 8051 és un popular microcontrolador de 8 bits. Es basa en el nucli CISC de 8 bits de l'arquitectura de Harvard. Està disponible com a xip DIP de 40 pins i funciona amb entrada de 5 volts de CC.

Esquema de blocs del microcontrolador 8051

Esquema de blocs del microcontrolador 8051

Esquema de blocs del microcontrolador 8051

Funcions destacades del microcontrolador 8051

  • Memòria de programari 4KB on-chip (ROM i EPROM).
  • Memòria de dades al xip de 128 bytes (RAM).
  • Bus de dades de 8 bits, bit d’adreces de 16 bits i dos temporitzadors de 16 bits T0 i T1
  • Hi ha 32 registres d’ús general cadascun de 8 bits i cinc interrupcions.
  • Quatre ports paral·lels de 8 bits cadascun amb un total de 32 línies d'E / S.
  • Un comptador de programes de 16 bits, un punter de pila i un punter de dades de 16 bits.
  • Un cicle d'instrucció de microsegons amb cristall de 12 MHz.
  • Un port de comunicació sèrie dúplex avorrit.

Descripció del pin

El microcontrolador 8051 està disponible en configuració DIP de 40 pins. Entre 40 pins, 32 pins estan assignats per a quatre ports paral·lels P0, P1, P2 i P3, cada port ocupa 8 pins. Els pins restants són VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA i PSEN.

Un oscil·lador de cristall de quars està connectat a través dels pins XTAL1 i XTAL2 amb un valor de condensador de 30pF. Si s'utilitza una font diferent a l'oscil·lador de cristall, els pins XTAL1 i XTAL2 es deixen oberts.

Comunicació sèrie en microcontrolador 8051

El microcontrolador 8051 té dos pins per transferir i rebre les dades mitjançant comunicació en sèrie. Aquests dos pins formen part d’un port P3 (P3.0 i P3.1).

Aquests pins són compatibles amb TTL i, per tant, requereixen un controlador de línia per fer-los compatibles amb RS232. MAX232 s’utilitza com a controlador de línia. La comunicació en sèrie està controlada per un registre de 8 bits anomenat registre SCON.

Aplicacions del circuit de detecció d’objectes per ultrasons

  • Aquest projecte es pot utilitzar per a aplicacions com la fotografia de fauna salvatge (Motion Sensing Camera Trigger), la vigilància de zones de seguretat, etc.
  • Podem mesurar distàncies amb precisió amb el circuit de detecció d’objectes per ultrasons.
  • Aquest circuit es pot utilitzar com a alarma antirobatori.
  • S’utilitza per desenvolupar sistemes de seguretat, exposicions animades interactives, sistemes d’ajuda a l’estacionament i navegació robòtica.

Per tant, es tracta de fer circuits de detecció d’objectes per ultrasons mitjançant microcontroladors 8051. Esperem que tingueu una millor comprensió d’aquest concepte. A més, qualsevol consulta sobre aquest tema o projectes basats en tecnologia sense fils Si us plau, doneu els vostres valuosos suggeriments comentant la secció de comentaris a continuació.