De ultrasone sensoren worden gebruikt om het object te detecteren, de afstand tot het object te meten en hebben veel toepassingen. Dit artikel bespreekt het circuit van de Ultrasone objectdetectiesensor met behulp van 8051-microcontrollers De ultrasone sensor biedt de eenvoudigste methode voor objectdetectie en geeft de perfecte meting tussen stationaire of bewegende objecten. De sensor meet de tijd die de geluidsecho nodig heeft om terug te keren en deze als een puls met variabele breedte naar de microcontroller te sturen.
Circuit voor ultrasoon objectdetectie
Dit circuit is ontworpen om de detectie van een object vóór de ultrasone transducer Een ultrasone transducer bestaat uit een zender en een ontvanger. De zender produceert een 40 kHz geluidsgolf terwijl de ontvanger de 40 kHz geluidsgolf detecteert en deze omzet in elektrische signalen die naar de microcontroller worden gestuurd.
Blokschema van objectdetectiecircuit
Blokschema van ultrasoon objectdetectiecircuit
Hardwarevereisten
- Ultrasone sensormodule
- 8051 microcontroller
- LCD
- LED
- Kristal
- Transistors, diodes, condensatoren en weerstanden
- Transformator
- Spanningsregelaar
- Magnetisch pistool
Softwarevereisten
- Keil IDE-software
- Ingebed C
Circuit voor ultrasone objectdetectie
Circuit voor ultrasone objectdetectie
Werkprocedure
Dit circuit is ontworpen met een 8051 microcontroller en een ultrasoon sensor De sensor zendt de ultrasone geluidsgolven van kHz uit. Wanneer een object of obstakel voor de sensor komt, worden de geluidsgolven gereflecteerd. Vervolgens detecteert de ontvanger de kHz-geluidsgolf.
Het circuit zet de geluidssignalen om in elektrische signalen die naar de gekoppelde microcontroller worden gevoerd. De microcontroller ontvangt de signalen en stuurt de uitgang aan om de juiste actie te ondernemen. Het LCD-scherm is gekoppeld aan de microcontroller wordt gebruikt om de status van de module weer te geven.
Dit project kan worden verbeterd om de afstand van het object te berekenen en de locatie van het object te vinden.
Ultrasoon sensor
De ultrasone sensor zendt een hoogfrequente geluidspuls uit en berekent hoe lang het duurt voordat de echo van geluid terugkeert.
Ultrasoon sensor
De geluidssnelheid is ongeveer 341 meter per seconde in de lucht. De sensor gebruikt de geluidssnelheid in de lucht en de tijd die de sensor nodig heeft om het geluid te verzenden en te ontvangen om de afstand te berekenen. Detecteert dus het object en vindt de locatie van het object.
Afstand = tijd X (geluidssnelheid) / 2
Het geluid moet van de sensor naar het object reizen en het weer terugdraaien, dus deel de snelheid door 2.
Verbinding
- Vcc: ingangsspanning +5 V.
- GND: Externe aarde
- Trig: digitale pin 2
- Echo: digitale pin 2
De Trig-pin wordt gebruikt om de signalen te verzenden en de Echo-pin wordt gebruikt om naar de terugkerende signalen te luisteren.
Let op: sluit bij het installeren eerst de GND-aansluiting aan, anders kan de module beschadigd raken.
Specificaties
- Ingangsspanning: 5 V DC
- Statische stroom:<2 mA
- Uitgangsspanning: 5 V hoog en 0 V laag
- Detectiebereik: 2 cm tot 500 cm
- Afmetingen: 3,4 x 2 x 1,5 cm
- Input triggersignaal: 10 us TTL-impuls
- Echosignaal: output TTL PWM-signaal
Voordelen
- Biedt nauwkeurige en contactloze afstandsmeting binnen een bereik van 2 cm tot 3 m.
- Ultrasone meting werkt onder alle lichtomstandigheden, vandaar een aanvulling voor infrarood objectdetector.
- De burst-indicator-LED geeft de lopende metingen weer.
- 3-pins header maakt het gemakkelijk om rechtstreeks of met een verlengkabel op het ontwikkelbord aan te sluiten zonder solderen.
Toepassingen van de ultrasone sensor
Wordt gebruikt om beveiligingssystemen, interactieve geanimeerde exposities, parkeerhulpsystemen en robotnavigatie.
8051 Microcontroller
Een microcontroller is een sterk geïntegreerde chip of een microprocessor met alle randapparatuur zoals RAM, ROM, I / O-poorten, Timers ADC etc. op een enkele chip. Het is een speciale chip die een computer met één chip wordt genoemd.
De 8051-microcontroller is een populaire 8-bits microcontroller. Het is gebaseerd op de 8 bit CISC-kern van de Harvard-architectuur. Het is verkrijgbaar als een 40-pins DIP-pin-chip en werkt met 5 volt DC-ingang.
Blokschema van 8051 microcontroller
Blokschema van 8051 Microcontroller
Opvallende kenmerken van 8051 Microcontroller
- 4 KB programmageheugen op de chip (ROM en EPROM).
- 128 bytes on-chip datageheugen (RAM).
- 8-bits databus, 16-bits adresbit en twee 16-bits timers T0 en T1
- 32 algemene registers van elk 8 bits en vijf interrupts.
- Vier parallelle poorten van elk 8 bits met in totaal 32 I / O-lijnen.
- Een 16 bit programmateller, een stack pointer en een 16 bit data pointer.
- Instructiecyclus van één microseconde met 12 MHz kristal.
- Een saaie duplex seriële communicatiepoort.
Pin Beschrijving
De 8051-microcontroller is verkrijgbaar in een 40-pins DIP-configuratie. Van de 40 pinnen zijn 32 pinnen toegewezen voor vier parallelle poorten P0, P1, P2 en P3, waarbij elke poort 8 pinnen bezet. De overige pinnen zijn VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA en PSEN.
Over de pinnen XTAL1 en XTAL2 is een kwartskristaloscillator aangesloten met een condensatorwaarde van 30pF. Als een andere bron dan de kristaloscillator wordt gebruikt, blijven de pinnen XTAL1 en XTAL2 open.
Seriële communicatie in 8051 Microcontroller
De 8051-microcontroller heeft twee pinnen voor het verzenden en ontvangen van de gegevens via seriële communicatie. Deze twee pinnen maken deel uit van een poort P3 (P3.0 en P3.1).
Deze pinnen zijn TTL-compatibel en daarom hebben ze een lijnstuurprogramma nodig om ze RS232-compatibel te maken. MAX232 wordt gebruikt als lijnstuurprogramma. Seriële communicatie wordt bestuurd door een 8-bits register, genaamd SCON-register.
Toepassingen van ultrasoon objectdetectiecircuit
- Dit project kan worden gebruikt voor toepassingen zoals natuurfotografie (Motion Sensing Camera Trigger), bewaking van beveiligingsgebieden, enz.
- We kunnen afstanden nauwkeurig meten met een ultrasoon objectdetectiecircuit.
- Dit circuit kan worden gebruikt als inbraakalarm.
- Wordt gebruikt om beveiligingssystemen, interactieve geanimeerde exposities, parkeerhulpsystemen en robotnavigatie te ontwikkelen.
Dit gaat dus allemaal over het maken van een ultrasoon objectdetectiecircuit met behulp van 8051-microcontroller. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Bovendien, eventuele vragen over dit onderwerp of op draadloze technologie gebaseerde projecten , geef alstublieft uw waardevolle suggesties door te reageren op de commentaarsectie hieronder.
