超音波センサーは、物体の検出、物体の距離の測定、および多くの用途に使用されます。この記事では、 8051マイクロコントローラーを使用した超音波物体検出センサー 。超音波センサーは、物体検出の最も簡単な方法を提供し、静止物体と移動物体の間の完璧な測定を提供します。センサーは、サウンドエコーが戻ってマイクロコントローラーに可変幅パルスとして送信するのに必要な時間を測定します。
超音波物体検出回路
この回路は、前方の物体の検出を実証するように設計されています 超音波トランスデューサー 。超音波トランスデューサーは、 送信機と受信機。 送信機は40KHzの音波を生成し、受信機は40KHzの音波を検出して電気信号に変換し、マイクロコントローラーに供給します。
物体検出回路のブロック図
超音波物体検出回路のブロック図
ハードウェア要件
- 超音波センサーモジュール
- 8051マイクロコントローラー
- LCD
- LED
- 結晶
- トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、および抵抗
- 変成器
- 電圧レギュレーター
- マグネティックガン
ソフトウェア要件
- KeilIDEソフトウェア
- 組み込みC
超音波物体検出回路
超音波物体検出回路
作業手順
この回路は8051マイクロコントローラーと 超音波センサー 。センサーはkHzの超音波を送信します。センサーの前に物体や障害物が来ると、音波が反射します。次に、受信機はkHz音波を検出します。
回路は、音声信号を電気信号に変換し、インターフェースされたマイクロコントローラーに供給します。マイクロコントローラは信号を受信し、出力を作動させて適切なアクションを実行します。 マイクロコントローラに接続されたLCD モジュールのステータスを表示するために使用されます。
“単極双投図 ”
このプロジェクトは、オブジェクトの距離を計算し、オブジェクトの場所を見つけるように拡張できます。
超音波センサー
超音波センサーは高周波の音のパルスを送信し、音のエコーが元に戻るまでにかかる時間を計算します。
超音波センサー
音速は空気中で毎秒約341メートルです。センサーは、空気中の音速とセンサーが音を送受信するのにかかる時間を使用して距離を計算します。したがって、オブジェクトを検出し、オブジェクトの場所を見つけます。
距離=時間X（音速）/ 2
音はセンサーからオブジェクトに伝わり、元に戻す必要があるため、速度を2で割ります。
接続
- Vcc：入力電圧+5 V
- GND：外部アース
- トリガー：デジタルピン2
- エコー：デジタルピン2
Trigピンは信号を送信するために使用され、Echoピンは戻り信号をリッスンするために使用されます。
注：取り付けるときは、最初にGND端子を接続してください。接続しないと、モジュールが損傷する可能性があります。
仕様
- 入力電圧：5 V DC
- 静電流：<2 mA
- 出力電圧：高5 V、低0 V
- 検出範囲：2cm〜500cm
- 寸法：3.4 x 2 x 1.5 cm
- 入力トリガー信号：10 usTTLインパルス
- エコー信号：出力TTLPWM信号
利点
- 2cmから3mの範囲で正確な非接触距離測定を提供します。
- 超音波測定はあらゆる照明条件で機能するため、赤外線物体検出器の補足となります。
- バーストインジケータLEDは、進行中の測定を示します。
- 3ピンヘッダーにより、はんだ付けなしで開発ボードに直接または延長ケーブルで簡単に接続できます。
超音波センサーの応用
セキュリティシステム、インタラクティブなアニメーション展示、 駐車支援システム 、およびロボットナビゲーション。
8051マイクロコントローラー
マイクロコントローラは、RAM、ROM、I / Oポート、タイマーADCなどのすべての周辺機器を1つのチップに搭載した高度に統合されたチップまたはマイクロプロセッサです。シングルチップコンピュータと呼ばれる専用チップです。
8051マイクロコントローラーは人気のある8ビットマイクロコントローラーです。これは、ハーバードアーキテクチャの8ビットCISCコアに基づいています。 40ピンDIPピンチップとして利用可能で、5ボルトのDC入力で動作します。
8051マイクロコントローラーのブロック図
8051マイクロコントローラーのブロック図
“独自の可変電源を構築する ”
8051マイクロコントローラーの顕著な特徴
- 4KBのオンチッププログラムメモリ（ROMおよびEPROM）。
- 128バイトのオンチップデータメモリ（RAM）。
- 8ビットデータバス、16ビットアドレスビットおよび2つの16ビットタイマーT0およびT1
- 8ビットと5つの割り込みをそれぞれ32個の汎用レジスタ。
- それぞれ8ビットの4つのパラレルポートと合計32のI / Oライン。
- 1つの16ビットプログラムカウンタ、1つのスタックポインタ、および1つの16ビットデータポインタ。
- 12MHz水晶を使用した1マイクロ秒の命令サイクル。
- 1つの鈍いデュプレックスシリアル通信ポート。
ピンの説明
8051マイクロコントローラは40ピンDIP構成で利用できます。 40ピンのうち、32ピンが4つのパラレルポートP0、P1、P2、およびP3に割り当てられ、各ポートは8ピンを占有します。残りのピンは、VCC、GND、XTAL1、XTAL2、RST、EA、およびPSENです。
水晶発振器は、ピンXTAL1とXTAL2の間にコンデンサ値30pFで接続されています。水晶発振器以外のソースを使用する場合、ピンXTAL1とXTAL2は開いたままになります。
8051マイクロコントローラーのシリアル通信
8051マイクロコントローラには、シリアル通信を介してデータを送受信するための2つのピンがあります。これらの2つのピンは、ポートP3（P3.0およびP3.1）の一部です。
これらのピンはTTL互換であるため、RS232互換にするためにラインドライバーが必要です。 MAX232はラインドライバとして使用されます。シリアル通信は、SCONレジスタと呼ばれる8ビットレジスタによって制御されます。
超音波物体検出回路の応用
- このプロジェクトは、野生動物の写真撮影（モーションセンシングカメラトリガー）、セキュリティエリアの監視などのアプリケーションに使用できます。
- 超音波物体検出回路で距離を正確に測定できます。
- この回路は盗難警報器として使用できます。
- セキュリティシステム、インタラクティブなアニメーション展示、駐車支援システム、およびロボットナビゲーションの開発に使用されます。
したがって、これはすべて、8051マイクロコントローラーを使用した超音波物体検出回路の作成に関するものです。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、このトピックに関する質問や ワイヤレステクノロジーベースのプロジェクト 、下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。
