เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใช้ในการตรวจจับวัตถุวัดระยะห่างของวัตถุและมีการใช้งานมากมาย บทความนี้กล่าวถึงวงจรของไฟล์ เซ็นเซอร์ตรวจจับวัตถุอัลตราโซนิกโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 . เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเป็นวิธีการตรวจจับวัตถุที่ง่ายที่สุดและให้การวัดที่สมบูรณ์แบบระหว่างวัตถุที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ เซ็นเซอร์จะวัดเวลาที่ต้องการเพื่อให้เสียงสะท้อนกลับมาและส่งแบบเดียวกันไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นพัลส์ความกว้างตัวแปร
วงจรตรวจจับวัตถุอัลตราโซนิก
วงจรนี้ออกแบบมาเพื่อสาธิตการตรวจจับวัตถุข้างหน้า เครื่องแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก . ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกประกอบด้วย เครื่องส่งและเครื่องรับ เครื่องส่งจะสร้างคลื่นเสียง 40KHz ในขณะที่เครื่องรับตรวจจับคลื่นเสียง 40KHz และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ป้อนให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์
แผนภาพบล็อกของวงจรตรวจจับวัตถุ
แผนภาพบล็อกของวงจรตรวจจับวัตถุอัลตราโซนิก
ข้อกำหนดฮาร์ดแวร์
- โมดูลเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
- LCD
- LED
- คริสตัล
- ทรานซิสเตอร์ไดโอดตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน
- หม้อแปลงไฟฟ้า
- ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
- ปืนแม่เหล็ก
ข้อกำหนดของซอฟต์แวร์
- ซอฟต์แวร์ Keil IDE
- ฝังตัว C
วงจรสำหรับการตรวจจับวัตถุอัลตราโซนิก
วงจรสำหรับการตรวจจับวัตถุอัลตราโซนิก
ขั้นตอนการทำงาน
วงจรนี้ได้รับการออกแบบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 และ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก . เซ็นเซอร์จะส่งคลื่นเสียงอัลตราโซนิกที่ kHz เมื่อมีวัตถุหรือสิ่งกีดขวางอยู่ข้างหน้าเซ็นเซอร์คลื่นเสียงจะสะท้อน จากนั้นเครื่องรับจะตรวจจับคลื่นเสียง kHz
วงจรจะแปลงสัญญาณเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้าซึ่งป้อนให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เชื่อมต่ออยู่ ไมโครคอนโทรลเลอร์รับสัญญาณและกระตุ้นเอาต์พุตเพื่อดำเนินการที่เหมาะสม LCD เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ใช้เพื่อแสดงสถานะของโมดูล
โครงการนี้สามารถปรับปรุงเพื่อคำนวณระยะห่างของวัตถุและค้นหาตำแหน่งของวัตถุ
อัลตราโซนิกเซนเซอร์
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะส่งพัลส์เสียงความถี่สูงและคำนวณระยะเวลาที่เสียงสะท้อนจะย้อนกลับ
อัลตราโซนิกเซนเซอร์
ความเร็วของเสียงอยู่ที่ประมาณ 341 เมตรต่อวินาทีในอากาศ เซ็นเซอร์ใช้ความเร็วของเสียงในอากาศและเวลาที่เซ็นเซอร์ส่งและรับเสียงเพื่อคำนวณระยะทาง ดังนั้นตรวจจับวัตถุและค้นหาตำแหน่งของวัตถุ
ระยะทาง = เวลา X (ความเร็วของเสียง) / 2
เสียงต้องเดินทางจากเซนเซอร์ไปยังวัตถุและย้อนกลับดังนั้นให้หารความเร็วด้วย 2
การเชื่อมต่อ
- Vcc: แรงดันไฟฟ้าขาเข้า +5 V.
- GND: พื้นภายนอก
- ทริก: พินดิจิตอล 2
- เสียงสะท้อน: พินดิจิตอล 2
Trig pin ใช้ในการส่งสัญญาณและใช้ Echo pin เพื่อฟังสัญญาณที่กลับมา
หมายเหตุ: เมื่อติดตั้งให้เชื่อมต่อเทอร์มินัล GND ก่อนมิฉะนั้นโมดูลอาจเสียหาย
ข้อมูลจำเพาะ
- แรงดันไฟฟ้าอินพุต: 5 V DC
- กระแสคงที่:<2 mA
- แรงดันขาออก: สูง 5 V และต่ำ 0 V
- ระยะการตรวจจับ: 2 ซม. ถึง 500 ซม
- ขนาด: 3.4 x 2 x 1.5 ซม
- อินพุตสัญญาณทริกเกอร์: 10 us TTL impulse
- สัญญาณสะท้อน: เอาต์พุตสัญญาณ TTL PWM
ข้อดี
- ให้การวัดระยะทางที่แม่นยำและไม่สัมผัสภายในช่วง 2 ซม. ถึง 3 ม.
- การตรวจวัดอัลตราโซนิกทำงานได้ในทุกสภาพแสงดังนั้นจึงเป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับเครื่องตรวจจับวัตถุอินฟราเรด
- ไฟ LED แสดงการระเบิดจะแสดงการวัดที่กำลังดำเนินการอยู่
- หัวต่อ 3 พินทำให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อกับบอร์ดพัฒนาโดยตรงหรือด้วยสายต่อโดยไม่ต้องบัดกรี
การใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก
ใช้เพื่อพัฒนาระบบรักษาความปลอดภัยการจัดแสดงภาพเคลื่อนไหวเชิงโต้ตอบ ระบบช่วยจอดรถ และการนำทางด้วยหุ่นยนต์
ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
ไมโครคอนโทรลเลอร์คือชิปแบบบูรณาการสูงหรือไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดเช่น RAM, ROM, พอร์ต I / O, Timers ADC เป็นต้นบนชิปตัวเดียว เป็นชิปเฉพาะที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ชิปเดียว
ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตยอดนิยม มันขึ้นอยู่กับแกน CISC 8 บิตของสถาปัตยกรรม Harvard มีให้เลือกเป็นชิป DIP พิน 40 พินและทำงานร่วมกับอินพุต DC 5 โวลต์
แผนภาพบล็อกของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
Block Diagram ของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
คุณสมบัติเด่นของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
- หน่วยความจำโปรแกรมบนชิป 4KB (ROM และ EPROM)
- หน่วยความจำข้อมูลบนชิป 128 ไบต์ (RAM)
- บัสข้อมูล 8 บิตบิตแอดเดรส 16 บิตและตัวจับเวลา 16 บิตสองตัว T0 และ T1
- 32 วัตถุประสงค์ทั่วไปลงทะเบียนแต่ละ 8 บิตและห้าอินเตอร์รัปต์
- พอร์ตขนานสี่พอร์ตแต่ละ 8 บิตรวม 32 สาย I / O
- ตัวนับโปรแกรม 16 บิตหนึ่งตัวตัวชี้สแต็กหนึ่งตัวและตัวชี้ข้อมูล 16 บิตหนึ่งตัว
- รอบการเรียนการสอนหนึ่งไมโครวินาทีด้วยคริสตัล 12 MHz
- พอร์ตสื่อสารอนุกรมดูเพล็กซ์ที่น่าเบื่อหนึ่งพอร์ต
คำอธิบายพิน
ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 มีอยู่ในการกำหนดค่า DIP 40 พิน ในบรรดาขา 40 พินมี 32 พินสำหรับพอร์ตขนานสี่พอร์ต P0, P1, P2 และ P3 โดยแต่ละพอร์ตมี 8 พิน หมุดที่เหลือคือ VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA และ PSEN
ออสซิลเลเตอร์คริสตัลควอตซ์เชื่อมต่อกับพิน XTAL1 และ XTAL2 ด้วยค่าตัวเก็บประจุ 30pF หากใช้แหล่งสัญญาณอื่นที่ไม่ใช่คริสตัลออสซิลเลเตอร์หมุด XTAL1 และ XTAL2 จะเปิดทิ้งไว้
การสื่อสารแบบอนุกรมในไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 มีพินสองพินสำหรับถ่ายโอนและรับข้อมูลผ่านการสื่อสารแบบอนุกรม หมุดทั้งสองนี้เป็นส่วนหนึ่งของพอร์ต P3 (P3.0 และ P3.1)
พินเหล่านี้เข้ากันได้กับ TTL และด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้ไดรเวอร์ไลน์เพื่อให้เข้ากันได้กับ RS232 MAX232 ใช้เป็นตัวขับสาย การสื่อสารแบบอนุกรมถูกควบคุมโดยรีจิสเตอร์ 8 บิตที่เรียกว่า SCON register
การประยุกต์ใช้วงจรตรวจจับวัตถุอัลตราโซนิก
- โครงการนี้สามารถใช้กับแอปพลิเคชันเช่นการถ่ายภาพสัตว์ป่า (Motion Sensing Camera Trigger) การตรวจสอบพื้นที่ความปลอดภัยเป็นต้น
- เราสามารถวัดระยะทางได้อย่างแม่นยำด้วยวงจรตรวจจับวัตถุล้ำเสียง
- วงจรนี้สามารถใช้เป็นสัญญาณกันขโมยได้
- ใช้เพื่อพัฒนาระบบรักษาความปลอดภัยการจัดแสดงภาพเคลื่อนไหวเชิงโต้ตอบระบบช่วยจอดรถและการนำทางด้วยหุ่นยนต์
ดังนั้นทั้งหมดนี้จึงเกี่ยวกับการสร้างวงจรตรวจจับวัตถุล้ำเสียงโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 เราหวังว่าคุณจะเข้าใจแนวคิดนี้ดีขึ้น นอกจากนี้คำถามใด ๆ เกี่ยวกับหัวข้อนี้หรือ โครงการที่ใช้เทคโนโลยีไร้สาย โปรดให้ข้อเสนอแนะที่มีค่าของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง
