Đang tải... (xem toàn văn)
ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout)
ĐỒ ÁN Đề tài: ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG KHÔNG GIAN BẰNG SÓNG SIÊU ÂM MỤC LỤ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Giới thiệu ứng dụng đề tài 1.1.2 Yêu cầu nghiên cứu đề tài .1 1.2 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH CHƯƠNG TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH .3 2.1 CẢM BIẾN SIÊU ÂM SRF05 2.1.1 SRF05 2.1.2 Nguyên lý hoạt động .4 2.1.3 Tính tốn khoảng cách 2.2 VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 2.2.1 Tổng quan PIC 16F877A .10 2.2.2 Các chức 10 2.3 ĐIỆN TRỞ 13 2.4 BIẾN TRỞ 13 2.5 IC 7805 14 2.6 MÀN HÌNH LCD 16X2 .14 2.7 LINH KIỆN KHÁC 16 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PHẦN MỀM 17 3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ .17 3.2 MẠCH NGUỒN 17 3.3 MẠCH XỬ LÍ 18 3.4 MẠCH HIỂN THỊ 18 CHƯƠNG THI CÔNG MẠCH VÀ SẢN PHẨM THỰC TẾ 19 4.1 MẠCH LAYOUT 19 4.2 MẠCH IN 19 4.3 MẠCH THỰC TẾ 20 4.4 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN 21 CHƯƠNG KẾT LUẬN PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN .22 5.1 KẾT LUẬN 22 5.2 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 22 PHỤ LỤC 24 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 1.2 SƠ ĐỒ KHỐI HÌNH 2.1.1 CẢM BIẾN SRF05 HÌNH 2.2 PIC 16F877A VÀ SƠ ĐỒ CHÂN .9 HINH 2.3 KÍ HIỆU VÀ HÌNH ẢNH THỰC TẾ 13 HÌNH 2.4 HÌNH ẢNH THỰC VÀ KÍ HIỆU 13 HÌNH 2.5 IC ỔN ÁP 7805 14 HÌNH 2.6 LCD 14 HÌNH 3.1 MẠCH TỔNG .17 HÌNH 3.2 MẠCH NGUỒN 17 HÌNH 3.3 VI XỬ LÝ TRUNG TÂM 18 HÌNH 3.4 LCD HIỂN THỊ 18 HÌNH 4.1 LAYOUT 19 HÌNH 4.2 MẠCH IN 19 HÌNH 4.3 MẠCH THỰC TẾ 20 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ GND Ground PIC Personal Intelligent Circuit LCD Liquid Crytal Display IC Intergrated Circuit LED Light Emitting Diode SR Sonic Rangers ĐỒ ÁN Trang 1/27 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Giới thiệu ứng dụng đề tài -Đo khoảng cách không gian dùng sóng siêu âm ứng dụng nhiều cơng nghiệp tiện lợi, ứng dụng phát sóng song phản xạ để đo khoảng cách -Khi cài đặt ngưỡng cho phép ta dùng còi Buzzer để báo động có va chạm có vật cản tiến gần cảnh báo tầm đo vật cản nằm cách xa mức cho phép đo 1.1.2 Yêu cầu nghiên cứu đề tài -Tìm hiểu PIC, ngun lý hoạt động sóng siêu âm -Tìm hiểu nguyên lý đo khoảng cách hiển thị LCD -Báo động vượt khoảng cách cho phép -Cài đặt ngưỡng cho phép -Mơ mạch Proteus -Hồn thiện mạch viết báo cáo 1.2 Sơ đồ khối hệ thống Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 2/27 Hình 1.2 Sơ đồ khối Chức khối: Khối nguồn: Cấp nguồn vào 9V Khối cảm biến: Cảm biến siêu âm SRF05 Khối xử lý: PIC16F877A nhận tín hiệu từ cảm biến, tính tốn, xử lý Khối hiển thị: Nhận tín hiệu kết qua sau hiển thị hình LCD 1.3 Nguyên lý hoạt động mạch Sau có xung kích vào chân Trigger cực phát cảm biến phát xung sóng âm ( v= 340m/s) Ngay sau pin Echo vi điều khiển đè kéo lên cao đợi sóng âm phản xạ lại Khi có sóng siêu âm phản lại Echo mức thấp Khoảng Echo mức cao lúc vi xử lý tính tốn đưa khoảng cách thơng qua LCD hiển thị CHƯƠNG TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 2.1 Cảm biến siêu âm SRF05 2.1.1 SRF05 Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 3/27 Hình 2.1.1 Cảm biến SRF05 2.1.2 Nguyên lý hoạt động Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 4/27 -Cảm biến siêu âm SRF05 hoạt động theo nguyên tắc trên, thiết bị gồm có loa - thu phát - với chân để kết nối với Arduino Theo tài liệu nhà sản xuất tầm hoạt động tối đa cảm biến nằm khoảng 5m Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 5/27 +Cách – Tách riêng chân TRIGGER ECHO Modun cảm biến SRF05 có hai chân TRIGGER ECHO riêng biệt Khi chân MODE để trống (chân MODE có điện trở kéo lên VCC, để trống nhận mức điện áp VCC) SRF05 sử dụng chân chức TRIGGER ECHO cho việc điều khiển hoạt động cảm biến Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 13/27 -Phân loại: Trên thị trường có nhiều loại điện trở khác Tuỳ nhiệm vụ bạn mà dùng loại trở khác Hinh 2.3 Kí hiệu hình ảnh thực tế 2.4 Biến trở Biến trở điện trở thay đổi được, có ki hiệu RV Hình 2.4 Hình ảnh thực kí hiệu 2.5 Ic 7805 Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 14/27 Hình 2.5 IC ổn áp 7805 -IC thiết kế để ổn định đầu cho mạch nguồn cáp 5V, tất họ 78xx cho nguồn dương, ngược vs dòng 78xx 79xx cho đầu nguồn âm 2.6 Màn hình LCD 16x2 Hình 2.6 LCD - Chức chân : Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 15/27 * Ghi : Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 16/27 Ở chế độ “đọc”, nghĩa MPU đọc thông tin từ LCD thông qua chân DBx Còn chế độ “ghi”, nghĩa MPU xuất thông tin điều khiển cho LCD thông qua chân DBx 2.7 Linh kiện khác Pin 9V Connector Đèn Led CHƯƠNG 3.1 Sơ đồ nguyên lý Đo cách không gian Buzzer THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PHẦN MỀM ĐỒ ÁN Trang 17/27 Hình 3.1 Mạch tổng 3.2 Mạch nguồn Hình 3.2 Mạch nguồn 3.3 Mạch xử lí Đo cách khơng gian ĐỒ ÁN Trang 18/27 Hình 3.3 Vi xử lý trung tâm 3.4 Mạch hiển thị Hình 3.4 LCD hiển thị CHƯƠNG THI CÔNG MẠCH VÀ SẢN PHẨM THỰC TẾ 4.1 Mạch Layout Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 19/27 Hình 4.1 Layout 4.2 Mạch in Hình 4.2 Mạch in 4.3 Mạch thực tế Khi vật nằm khoảng báo động: Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 20/27 Khi vật nằm khoảng cách cho phép: HÌNH 4.3 MẠCH THỰC TẾ 4.4 Sơ đồ thuật toán Trigger/ Echo mức cao Trigger/ Echo mức thấp Đo cách khơng gian Hiển Còi báo thị động LCD Yes Tính tốn kết NO ĐỒ ÁN Trang 21/27 CHƯƠNG KẾT LUẬN PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Hệ thống hoạt động tương đối ổn định, thực yêu cầu đề tài Cảm biến nhận tín hiệu đưa tín hiệu vào PIC xử lý xuất qua LCD, nằm khoảng > 15cm ( người lập trình thiết lập ), còi báo động báo động Yes Đã cài đặt ngưỡng cho phép, phần thành ngưỡng Bộ đếm thời gian Thông đề tài giúp em hiểu rõ nguyên lý đo khoảng cách dùng sóng siêu âm, Pic SRF05 5.2 Phương hướng phát triển +Nguyên lý hoạt động SRF05 ứng dụng nhiều đời sống công nghiệp, mơ hình nhỏ tích hợp vào xe nhỏ đồ chơi cảnh báo va chạm Khi áp dụng vào thực tế phát triển theo hướng chê tạo thiết bị gắn loại xe để cảnh báo có chướng ngại vật nguy hiểm tích hợp với bao khí bảo vệ xe sử dụng trước có tai nạn xảy Đo cách khơng gian ĐỒ ÁN Trang 22/27 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://webdien.com http://phukiendientuonline.vn http://codientu.org/Buzzer http://codientu.org http://codientu.org/lcd16*2 http://ngonnguc.blogspot.com/2011/01/pic-16f887.html Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 23/27 PHỤ LỤC CODE CHƯƠNG TRÌNH #include #device *=16 adc=10 #FUSES NOWDT, HS, NOPUT,NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP, NOCPD, NOWRT #use delay(crystal=20M) #DEFINE BUZZER PIN_C0 #DEFINE LCD_RS_PIN PIN_B7 #DEFINE LCD_RW_PIN PIN_B6 #DEFINE LCD_ENABLE_PIN PIN_B5 #DEFINE LCD_D0_PIN PIN_D0 #DEFINE LCD_D1_PIN PIN_D1 #DEFINE LCD_D2_PIN PIN_D2 #DEFINE LCD_D3_PIN PIN_D3 #DEFINE LCD_D4_PIN PIN_D4 #DEFINE LCD_D5_PIN PIN_D5 #DEFINE LCD_D6_PIN PIN_D6 #DEFINE LCD_D7_PIN PIN_D7 #DEFINE SRF05_TRIGGER1 PIN_B1 #DEFINE SRF05_ECHO PIN_B0 #include unsigned int32 num_pulse=0; int1 range_ok=0; #INT_EXT void Ngat_Ngoai(void) { Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 24/27 disable_interrupts(GLOBAL); num_pulse+=get_timer1(); range_ok=1; enable_interrupts(GLOBAL); } #INT_TIMER1 void Ngat_Timer1(void) { disable_interrupts(GLOBAL); num_pulse+=0xffff; enable_interrupts(GLOBAL); } void SRF05_StartRange() { while(!range_ok) { output_high(SRF05_TRIGGER1); delay_ms(15); // Phai tao xung len co lon it nhat 10ms output_low(SRF05_TRIGGER1); // Bat dau phep while(!(input(SRF05_ECHO))); // Doi cho den chan ECHO duoc len cao set_timer1(0); enable_interrupts(GLOBAL); delay_ms(50); } } float32 SRF05_GetDistance() { float32 time_us=0,distance=0; SRF05_StartRange(); Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 25/27 disable_interrupts(GLOBAL); time_us=num_pulse/5; distance=time_us/58; num_pulse=0; range_ok=0; return distance; } void main() { float32 range; output_float(SRF05_ECHO); output_drive(SRF05_TRIGGER1); lcd_init(); delay_ms(1000); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"Do An 2"); delay_ms(1000); lcd_putc('\f'); ext_int_edge(H_TO_L); // ngat canh xuong setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_1);//F_TIMER1=F_OSC/4 enable_interrupts(INT_TIMER1); enable_interrupts(INT_EXT);// kich hoat ngat ngoai disable_interrupts(GLOBAL); while(TRUE) { range=SRF05_GetDistance(); LCD_Gotoxy(0,0); printf(lcd_putc,"Dis : %0.0f Cm ",range); if(range=40) { printf(lcd_putc,"\f"); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"She far away !!!"); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"Be careful, Warn"); delay_ms(100); OUTPUT_low(BUZZER); } else { printf(lcd_putc,"\f"); lcd_gotoxy(1,2); printf(lcd_putc,"Dis : %3.0f Cm ",range); lcd_gotoxy(1,1); printf(lcd_putc,"Safe Distance"); delay_ms(100); OUTPUT_low(BUZZER); } Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 27/27 } } Đo cách không gian ... biến Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 6/27 Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 7/27 Chức chân: C 2.1.2 Tính tốn khoảng cách -Đo khoảng cách đo thời gian chân Echo mức cao -Đo thời gian chân Echo dùng. .. khiển PIC 16F877A Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 9/27 Hình 2.2 PIC 16F877A sơ đồ chân 2.2.1 Tổng quan PIC 16F877A 2.2.2 Các chức Đo cách không gian ĐỒ ÁN Trang 10/27 -Khả PIC Đo cách không gian. .. ứng dụng đề tài -Đo khoảng cách khơng gian dùng sóng siêu âm ứng dụng nhiều công nghiệp tiện lợi, ứng dụng phát sóng song phản xạ để đo khoảng cách -Khi cài đặt ngưỡng cho phép ta dùng còi Buzzer