Os sensores ultrassônicos são usados para detectar o objeto, medir a distância do objeto e ter muitas aplicações. Este artigo discute o circuito do Sensor ultrassônico de detecção de objetos usando microcontroladores 8051 . O sensor ultrassônico fornece o método mais fácil de detecção de objetos e fornece a medição perfeita entre objetos fixos ou móveis. O sensor mede o tempo necessário para o eco do som retornar e enviar o mesmo para o microcontrolador como um pulso de largura variável.
Circuito de detecção de objeto ultrassônico
Este circuito é projetado para demonstrar a detecção de um objeto à frente do transdutor ultrassônico . Um transdutor ultrassônico consiste em um transmissor e receptor. O transmissor produz uma onda de som de 40 KHz enquanto o receptor detecta a onda de som de 40 KHz e a converte em sinais elétricos que são enviados ao microcontrolador.
Diagrama de blocos do circuito de detecção de objetos
Diagrama de blocos do circuito de detecção ultrassônica de objetos
Requisitos de Hardware
- Módulo de sensor ultrassônico
- Microcontrolador 8051
- LCD
- LIDERADO
- Cristal
- Transistores, Diodos, Capacitores e Resistores
- Transformador
- Regulador de voltagem
- Arma magnética
Requisitos de software
- Software Keil IDE
- C incorporado
Circuito para detecção ultrassônica de objetos
Circuito para detecção ultrassônica de objetos
Procedimento de trabalho
Este circuito é projetado com um microcontrolador 8051 e um sensor ultrasônico . O sensor transmite as ondas sonoras ultrassônicas de kHz. Quando um objeto ou obstáculo passa à frente do sensor, as ondas sonoras são refletidas. Em seguida, o receptor detecta a onda sonora em kHz.
O circuito converte os sinais sonoros em sinais elétricos que são alimentados ao microcontrolador conectado. O microcontrolador recebe os sinais e aciona a saída para executar a ação apropriada. O LCD fez interface com o microcontrolador é usado para exibir o status do módulo.
Este projeto pode ser aprimorado para calcular a distância do objeto e encontrar a localização do objeto.
Sensor ultrasônico
O sensor ultrassônico envia um pulso de som de alta frequência e calcula quanto tempo leva para o eco do som reverter.
Sensor ultrasônico
A velocidade do som é de aproximadamente 341 metros por segundo no ar. O sensor usa a velocidade do som no ar e o tempo gasto pelo sensor para transmitir e receber o som para calcular a distância. Assim, detecta o objeto e encontra a localização do objeto.
Distância = tempo X (velocidade do som) / 2
O som tem que viajar do sensor para o objeto e revertê-lo, então, divida a velocidade por 2.
Conexão
- Vcc: Tensão de entrada +5 V
- GND: Terra externa
- Trig: pino digital 2
- Eco: pino digital 2
O pino Trig é usado para enviar os sinais e o pino Echo é usado para ouvir os sinais de retorno.
Nota: ao instalar, conecte o terminal GND primeiro, caso contrário, o módulo pode ser danificado.
Especificações
- Tensão de entrada: 5 V DC
- Corrente estática:<2 mA
- Tensão de saída: 5 V alta e 0 V baixa
- Faixa de detecção: 2 cm a 500 cm
- Dimensões: 3,4 x 2 x 1,5 cm
- Sinal de disparo de entrada: impulso TTL de 10 us
- Sinal de eco: sinal de saída TTL PWM
Vantagens
- Fornece medição de distância precisa e sem contato dentro do intervalo de 2 cm a 3 m.
- A medição ultrassônica funciona em qualquer condição de iluminação, portanto, um suplemento para detector de objeto infravermelho.
- O LED indicador de burst mostra as medições em andamento.
- O conector de 3 pinos facilita a conexão direta com a placa de desenvolvimento ou com um cabo de extensão sem qualquer solda.
Aplicações do sensor ultrassônico
Usado para desenvolver sistemas de segurança, exibições animadas interativas, sistemas de assistência a estacionamento e navegação robótica.
Microcontrolador 8051
Um microcontrolador é um chip altamente integrado ou um microprocessador com todos os periféricos como RAM, ROM, portas de E / S, temporizadores ADC etc. em um único chip. É um chip dedicado denominado computador de chip único.
O microcontrolador 8051 é um microcontrolador popular de 8 bits. É baseado no núcleo CISC de 8 bits da arquitetura de Harvard. Ele está disponível como um chip de pino DIP de 40 pinos e funciona com entrada CC de 5 volts.
Diagrama de blocos do microcontrolador 8051
Diagrama de Bloco do Microcontrolador 8051
Características importantes do microcontrolador 8051
- Memória de programa on-chip de 4 KB (ROM e EPROM).
- 128 bytes de memória de dados no chip (RAM).
- Barramento de dados de 8 bits, bit de endereço de 16 bits e dois temporizadores de 16 bits T0 e T1
- 32 registradores de uso geral, cada um com 8 bits e cinco interrupções.
- Quatro portas paralelas, cada uma com 8 bits, com um total de 32 linhas de E / S.
- Um contador de programa de 16 bits, um ponteiro de pilha e um ponteiro de dados de 16 bits.
- Um ciclo de instrução de microssegundo com cristal de 12 MHz.
- Uma porta de comunicação serial duplex maçante.
Descrição do pino
O microcontrolador 8051 está disponível na configuração DIP de 40 pinos. Entre 40 pinos, 32 pinos são alocados para quatro portas paralelas P0, P1, P2 e P3, cada porta ocupando 8 pinos. Os pinos restantes são VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA e PSEN.
Um oscilador de cristal de quartzo é conectado aos pinos XTAL1 e XTAL2 com um capacitor de valor 30pF. Se uma fonte diferente do oscilador de cristal for usada, os pinos XTAL1 e XTAL2 serão deixados abertos.
Comunicação serial no microcontrolador 8051
O microcontrolador 8051 possui dois pinos para transferir e receber os dados por meio de comunicação serial. Esses dois pinos fazem parte de uma porta P3 (P3.0 e P3.1).
Esses pinos são compatíveis com TTL e, portanto, requerem um driver de linha para torná-los compatíveis com RS232. MAX232 é usado como um driver de linha. A comunicação serial é controlada por um registro de 8 bits denominado registro SCON.
Aplicações do circuito de detecção ultrassônica de objetos
- Este projeto pode ser usado para aplicações como fotografia de vida selvagem (Motion Sensing Camera Trigger), monitoramento de área de segurança, etc.
- Podemos medir distâncias com precisão com o Circuito de Detecção de Objetos Ultrassônicos.
- Este circuito pode ser usado como um alarme contra roubo.
- Usado para desenvolver sistemas de segurança, exposições animadas interativas, sistemas de assistência a estacionamento e navegação robótica.
Portanto, trata-se de fazer um circuito de detecção ultrassônica de objetos usando o microcontrolador 8051. Esperamos que você tenha entendido melhor este conceito. Além disso, qualquer dúvida sobre este tópico ou projetos baseados em tecnologia sem fio , por favor, dê suas sugestões valiosas, comentando na seção de comentários abaixo.
