Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Industrial Internet of Things >> Sensor

8051 Microcontroller-gebaseerd ultrasoon objectdetectiecircuit

De ultrasone sensoren worden gebruikt om het object te detecteren, de afstand van het object te meten en hebben vele toepassingen. Dit artikel bespreekt het circuit van de ultrasone objectdetectiesensor met 8051-microcontrollers. De ultrasone sensor biedt de eenvoudigste methode voor objectdetectie en geeft de perfecte meting tussen stilstaande of bewegende objecten. De sensor meet de tijd die nodig is voordat de geluidsecho terugkeert en stuurt deze naar de microcontroller als een puls met variabele breedte.


Ultrasoon objectdetectiecircuit

Dit circuit is ontworpen om de detectie van een object vóór de ultrasone transducer te demonstreren. Een ultrasone transducer bestaat uit een zender en een ontvanger. De zender produceert een geluidsgolf van 40 kHz, terwijl de ontvanger de geluidsgolf van 40 kHz detecteert en omzet in elektrische signalen die naar de microcontroller worden gestuurd.

Blokdiagram van objectdetectiecircuit

Blokdiagram van ultrasoon objectdetectiecircuit

Hardwarevereisten

  • Ultrasone sensormodule
  • 8051 microcontroller
  • LCD
  • LED
  • Kristal
  • Transistors, diodes, condensatoren en weerstanden
  • Transformer
  • Spanningsregelaar
  • Magnetisch pistool

Softwarevereisten

  • Keil IDE-software
  • Ingesloten C

Circuit voor ultrasone objectdetectie

Circuit voor Ultrasone objectdetectie

Werkingsprocedure

Dit circuit is ontworpen met een 8051 microcontroller en een ultrasone 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 microcontroller worden gestuurd. De microcontroller ontvangt de signalen en activeert de uitgang om de juiste actie te ondernemen. Het LCD-scherm dat is aangesloten op 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.

Ultrasone sensor

De ultrasone sensor stuurt een hoogfrequente geluidspuls en berekent hoe lang het duurt voordat de echo van het geluid terugkeert.

Ultrasone sensor

De snelheid van het geluid is ongeveer 341 meter per seconde in de lucht. De sensor gebruikt de snelheid van het geluid 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 gaan en het terugsturen, dus deel de snelheid door 2.

Verbinding

  • Vcc:ingangsspanning +5 V
  • GND:externe aarding
  • 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.

Opmerking:sluit bij de installatie eerst de GND-terminal 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
  • Invoer triggersignaal:10 us TTL-impuls
  • Echosignaal:uitvoer TTL PWM-signaal

Voordelen

  • Biedt nauwkeurige en contactloze afstandsmetingen binnen een bereik van 2 cm tot 3 m.
  • Ultrasone meting werkt in alle lichtomstandigheden, vandaar een aanvulling voor infrarood objectdetector.
  • De burst-indicator-LED geeft de metingen aan die aan de gang zijn.
  • 3-pins header maakt het gemakkelijk om rechtstreeks of met een verlengkabel op het ontwikkelbord aan te sluiten zonder te hoeven solderen.

Toepassingen van de ultrasone sensor

Wordt gebruikt om beveiligingssystemen, interactieve geanimeerde tentoonstellingen, parkeerhulpsystemen en robotnavigatie te ontwikkelen.

8051 Microcontroller

Een microcontroller is een sterk geïntegreerde chip of een microprocessor met alle randapparatuur zoals RAM, ROM, I/O-poorten, Timers ADC enz. 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-bits CISC-kern van de Harvard-architectuur. Het is beschikbaar als een 40-pins DIP-pin-chip en werkt met 5 volt DC-ingang.

Blokdiagram van 8051 microcontroller

Blokdiagram van 8051 Microcontroller

Valentiële kenmerken van 8051 Microcontroller

  • 4KB on-chip programmageheugen (ROM en EPROM).
  • 128 bytes on-chip datageheugen (RAM).
  • 8-bits databus, 16-bits adresbit en twee 16-bits timers T0 en T1
  • 32 registers voor algemene doeleinden, elk van 8 bits en vijf interrupts.
  • Vier parallelle poorten van elk 8 bits met in totaal 32 I/O-lijnen.
  • Eén 16-bits programmateller, één stapelaanwijzer en één 16-bits gegevensaanwijzer.
  • Instructiecyclus van één microseconde met 12 MHz kristal.
  • Eén saaie duplex seriële communicatiepoort.

Pinbeschrijving

De 8051-microcontroller is beschikbaar 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.

Een kwartskristaloscillator is aangesloten over de pinnen XTAL1 en XTAL2 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 overbrengen 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 hebben daarom een ​​line-driver nodig om ze RS232-compatibel te maken. MAX232 wordt gebruikt als lijndriver. Seriële communicatie wordt gecontroleerd door een 8-bits register genaamd SCON register.

Toepassingen van een 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 Ultrasonic Object Detection Circuit.
  • Dit circuit kan worden gebruikt als inbraakalarm.
  • Wordt gebruikt om beveiligingssystemen, interactieve geanimeerde tentoonstellingen, parkeerhulpsystemen en robotnavigatie te ontwikkelen.

Dit gaat dus allemaal over het maken van een ultrasoon objectdetectiecircuit met 8051-microcontroller. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Als u vragen heeft over dit onderwerp of op draadloze technologie gebaseerde projecten, geef dan uw waardevolle suggesties door te reageren op de opmerkingen hieronder.


Sensor

  1. Wat is ultrasoon bewerken?
  2. Circuit met een schakelaar
  3. Voltage volger
  4. AC Circuit-vergelijkingen
  5. Inleiding tot SPICE
  6. Circuitcomponenten
  7. Demultiplexers
  8. Wat is een IR-sensor:schakelschema en zijn werking
  9. Een complete gids voor op IoT gebaseerde plaagdetectie met zijn voordelen
  10. Supercondensator op basis van mangaanoxide
  11. 3D X-Ray Imager voor het ophalen van 3D-objecten