تُستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لاكتشاف الجسم وقياس مسافة الجسم وله العديد من التطبيقات. تتناول هذه المقالة دائرة مستشعر للكشف عن الأجسام بالموجات فوق الصوتية باستخدام متحكمات 8051 . يوفر مستشعر الموجات فوق الصوتية أسهل طريقة لاكتشاف الأشياء ويعطي القياس المثالي بين الأجسام الثابتة أو المتحركة. يقيس المستشعر الوقت اللازم لعودة صدى الصوت وإرساله إلى وحدة التحكم الدقيقة كنبض متغير العرض.
دائرة كشف الأجسام بالموجات فوق الصوتية
تم تصميم هذه الدائرة لإثبات اكتشاف كائن قبل محول بالموجات فوق الصوتية . يتكون محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية من أ الارسال وجهاز الاستقبال. ينتج جهاز الإرسال موجة صوتية 40 كيلو هرتز بينما يكتشف المستقبل الموجة الصوتية 40 كيلو هرتز ويحولها إلى إشارات كهربائية يتم تغذيتها إلى المتحكم الدقيق.
رسم تخطيطي لدائرة كشف الأجسام
رسم تخطيطي لدائرة الكشف عن الأجسام بالموجات فوق الصوتية
متطلبات الأجهزة
- وحدة استشعار بالموجات فوق الصوتية
- 8051 متحكم
- شاشة LCD
- يؤدى
- كريستال
- الترانزستورات والثنائيات والمكثفات والمقاومات
- محول
- منظم ضغط كهربي
- بندقية مغناطيسية
متطلبات البرنامج
- برنامج Keil IDE
- جزءا لا يتجزأ من C
دائرة للكشف عن الأجسام بالموجات فوق الصوتية
دائرة للكشف عن الأجسام بالموجات فوق الصوتية
إجراءات العمل
تم تصميم هذه الدائرة بجهاز تحكم دقيق 8051 و أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية . ينقل المستشعر الموجات الصوتية فوق الصوتية كيلوهرتز. عندما يأتي شيء أو عائق أمام المستشعر ، تنعكس الموجات الصوتية. ثم يكتشف جهاز الاستقبال الموجة الصوتية كيلو هرتز.
تقوم الدائرة بتحويل الإشارات الصوتية إلى إشارات كهربائية يتم تغذيتها إلى وحدة التحكم الدقيقة. يستقبل الميكروكونترولر الإشارات ويحفز الإخراج لاتخاذ الإجراء المناسب. تم توصيل شاشة LCD بالمتحكم الدقيق يستخدم لعرض حالة الوحدة.
يمكن تحسين هذا المشروع لحساب مسافة الكائن وإيجاد موقع الكائن.
أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
يرسل مستشعر الموجات فوق الصوتية نبضًا صوتيًا عالي التردد ويحسب الوقت الذي يستغرقه صدى الصوت للعودة.
أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
سرعة الصوت حوالي 341 مترًا في الثانية في الهواء. يستخدم المستشعر سرعة الصوت في الهواء والوقت الذي يستغرقه المستشعر في إرسال الصوت واستقباله لحساب المسافة. وهكذا يكتشف الكائن ويجد موقع الكائن.
المسافة = الوقت X (سرعة الصوت) / 2
يجب أن ينتقل الصوت من المستشعر إلى كائن ويعيده مرة أخرى ، لذا اقسم السرعة على 2.
اتصال
- Vcc: جهد الإدخال +5 فولت
- GND: أرضية خارجية
- Trig: Digital Pin 2
- Echo: Digital Pin 2
يتم استخدام دبوس Trig لإرسال الإشارات ويتم استخدام دبوس Echo للاستماع إلى إشارات العودة.
ملاحظة: عند التثبيت ، قم بتوصيل محطة GND أولاً ، وإلا فقد تتلف الوحدة.
تحديد
- جهد الإدخال: 5 فولت تيار مستمر
- تيار ثابت:<2 mA
- جهد الخرج: 5 فولت عالي و 0 فولت منخفض
- نطاق الكشف: 2 سم إلى 500 سم
- الأبعاد: ٣.٤ × ٢ × ١.٥ سم
- إشارة الزناد الإدخال: 10 us TTL الدافع
- إشارة الصدى: خرج إشارة TTL PWM
مزايا
- يوفر قياس مسافة دقيقة وغير ملامسة في نطاق 2 سم إلى 3 أمتار.
- يعمل القياس بالموجات فوق الصوتية في أي ظروف إضاءة ، وبالتالي فهو مكمل لكاشف الأشعة تحت الحمراء.
- يعرض مؤشر LED لمؤشر الاندفاع القياسات قيد التقدم.
- رأس 3 سنون يجعل من السهل الاتصال بلوحة التطوير مباشرة أو بكابل تمديد دون أي لحام.
تطبيقات جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
تستخدم لتطوير أنظمة الأمن والمعارض المتحركة التفاعلية ، أنظمة مساعدة وقوف السيارات ، والتنقل الآلي.
8051 متحكم
المتحكم الدقيق عبارة عن شريحة متكاملة للغاية أو معالج دقيق مع جميع الأجهزة الطرفية مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، وذاكرة القراءة فقط ، ومنافذ الإدخال / الإخراج ، والموقتات ADC وما إلى ذلك على شريحة واحدة. إنها شريحة مخصصة تسمى الكمبيوتر أحادي الشريحة.
المتحكم 8051 هو متحكم 8 بت مشهور. وهو يقوم على أساس 8 بت CISC لبنية معمارية هارفارد. وهي متوفرة على شكل رقاقة دبوس DIP 40 دبوس وتعمل مع إدخال 5 فولت تيار مستمر.
رسم تخطيطي لمتحكم 8051
رسم تخطيطي لمتحكم 8051
السمات البارزة لـ 8051 متحكم
- 4 كيلوبايت ذاكرة برنامج على الرقاقة (ROM و EPROM).
- ذاكرة بيانات على الرقاقة بسعة 128 بايت (RAM).
- ناقل بيانات 8 بت ، وبت عنوان 16 بت وجهازي توقيت 16 بت T0 و T1
- 32 مسجلاً للأغراض العامة من 8 بتات وخمس مقاطعات.
- أربعة منافذ متوازية كل منها 8 بت بإجمالي 32 خط إدخال / إخراج.
- عداد برنامج 16 بت ، مؤشر مكدس واحد ومؤشر بيانات 16 بت.
- دورة تعليمات واحدة ميكرو ثانية بكريستال 12 ميجا هرتز.
- منفذ اتصال تسلسلي مزدوج باهت.
دبوس الوصف
يتوفر المتحكم الدقيق 8051 بتكوين 40 سنًا DIP. من بين 40 دبابيس ، تم تخصيص 32 دبوسًا لأربعة منافذ متوازية P0 و P1 و P2 و P3 ، كل منفذ يشغل 8 دبابيس. المسامير المتبقية هي VCC و GND و XTAL1 و XTAL2 و RST و EA و PSEN.
يتم توصيل مذبذب بلوري الكوارتز عبر المسامير XTAL1 و XTAL2 بقيمة مكثف 30pF. إذا تم استخدام مصدر آخر غير المذبذب البلوري ، فسيتم ترك المسامير XTAL1 و XTAL2 مفتوحة.
الاتصال التسلسلي في متحكم 8051
يحتوي الميكروكونترولر 8051 على دبابيس لنقل البيانات واستلامها من خلال الاتصال التسلسلي. هذان الطرفان جزء من منفذ P3 (P3.0 و P3.1).
هذه المسامير متوافقة مع TTL وبالتالي فهي تتطلب برنامج تشغيل خط لجعلها متوافقة مع RS232. يتم استخدام MAX232 كمشغل خط. يتم التحكم في الاتصال التسلسلي بواسطة سجل 8 بت يسمى سجل SCON.
تطبيقات دائرة الكشف عن الأجسام بالموجات فوق الصوتية
- يمكن استخدام هذا المشروع لتطبيقات مثل تصوير الحياة البرية (مشغل كاميرا استشعار الحركة) ، ومراقبة منطقة الأمان ، وما إلى ذلك.
- يمكننا قياس المسافات بدقة باستخدام دائرة الكشف عن الأجسام بالموجات فوق الصوتية.
- يمكن استخدام هذه الدائرة كجهاز إنذار ضد السرقة.
- تُستخدم لتطوير أنظمة الأمان والمعارض المتحركة التفاعلية وأنظمة المساعدة في وقوف السيارات والملاحة الآلية.
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بصنع دائرة الكشف عن الأجسام بالموجات فوق الصوتية باستخدام متحكم 8051. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص هذا الموضوع أو المشاريع القائمة على التكنولوجيا اللاسلكية ، يرجى تقديم اقتراحاتكم القيمة من خلال التعليق على قسم التعليقات أدناه.
