Բովանդակություն:
- Քայլ 1. Թվային ուլտրաձայնային տվիչի հետ ինտերֆեյս
- Քայլ 2. Ուլտրաձայնային հեռավորության ցուցիչ
- Քայլ 3. Իրականացում GreenPAK դիզայների հետ
- Քայլ 4: Արդյունքներ
- Քայլ 5: Հնարավոր լրացումներ
Video: DIY թվային հեռավորության չափում ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով `5 քայլ
2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46
Այս հրահանգի նպատակն է նախագծել թվային հեռավորության տվիչ GreenPAK SLG46537- ի օգնությամբ: Համակարգը նախագծված է ASP- ի և GreenPAK- ի այլ բաղադրիչների միջոցով `ուլտրաձայնային տվիչի հետ փոխազդելու համար:
Համակարգը նախատեսված է մեկ հարվածի բլոկի վերահսկման համար, որը կստեղծի ուլտրաձայնային տվիչի համար անհրաժեշտ լայնության ձգան զարկերակը և վերադարձող արձագանքի ազդանշանը (չափված հեռավորության համամասնությամբ) դասակարգում է 8 հեռավորության կատեգորիաներ:
Նախագծված ինտերֆեյսը կարող է օգտագործվել թվային հեռավորության սենսոր վարելու համար, որն օգտագործվում է տարբեր ծրագրերում, ինչպիսիք են կայանման օժանդակ համակարգերը, ռոբոտաշինությունը, նախազգուշացման համակարգերը և այլն:
Ստորև մենք նկարագրեցինք այն քայլերը, որոնք անհրաժեշտ են հասկանալու համար, թե ինչպես է լուծումը ծրագրավորվել ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով թվային հեռավորության չափման ստեղծման համար: Այնուամենայնիվ, եթե դուք պարզապես ցանկանում եք ստանալ ծրագրավորման արդյունքը, ներբեռնեք GreenPAK ծրագիրը ՝ արդեն ավարտված GreenPAK դիզայնի ֆայլը դիտելու համար: Միացրեք GreenPAK զարգացման հավաքածուն ձեր համակարգչին և հարվածեք ծրագրին ՝ ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով հեռավորության թվային չափում ստեղծելու համար:
Քայլ 1. Թվային ուլտրաձայնային տվիչի հետ ինտերֆեյս
Նախագծված համակարգը յուրաքանչյուր 100 ms- ի դեպքում ձգան ազդակներ է ուղարկում ուլտրաձայնային տվիչին: GreenPAK- ի ներքին բաղադրիչները, ASM- ի հետ միասին, վերահսկում են սենսորից վերադարձվող արձագանքի ազդանշանի դասակարգումը: Նախագծված ASM- ն օգտագործում է 8 վիճակ (0 -ից 7 -ը) `ուլտրաձայնային սենսորից արձագանքը դասակարգելու համար` օգտագործելով վիճակների անընդհատ անցման տեխնիկան, քանի որ համակարգը սպասում է արձագանքվող ազդանշանին: Այս կերպ, որքան ASM- ն անցնում է նահանգների միջով, այնքան ավելի քիչ LED լուսավորվում են:
Քանի որ համակարգը շարունակում է չափել յուրաքանչյուր 100 ms (վայրկյանում 10 անգամ), հեշտ է դառնում սենսորով չափվող հեռավորությունների աճը կամ նվազումը:
Քայլ 2. Ուլտրաձայնային հեռավորության ցուցիչ
Այս հավելվածում օգտագործվող սենսորը HC-SR04 է, որը պատկերված է հետևյալ նկար 1-ով:
Սենսորը օգտագործում է 5 Վ աղբյուր ՝ ձախակողմյան կապում, իսկ GND կապը ՝ աջ քորոցում: Այն ունի մեկ մուտք, որը ձգան ազդանշանն է, և մեկ ելք, որը էխո ազդանշանն է: GreenPAK- ը ստեղծում է սենսորի համար համապատասխան ձգան զարկերակ (10 սենսոր ըստ սենսորի տվյալների թերթիկի) և չափում է սենսորից տրամադրվող համապատասխան արձագանքային ազդանշանի ազդանշանը (չափված հեռավորության համամասնությամբ):
Ամբողջ տրամաբանությունը սահմանվում է GreenPAK- ի ներսում `օգտագործելով ASM, հետաձգման բլոկներ, հաշվիչներ, տատանումներ, D մատանի և մեկ հարվածային բաղադրիչներ: Բաղադրիչներն օգտագործվում են ուլտրաձայնային տվիչի համար անհրաժեշտ մուտքային ազդանշանի առաջացման համար և վերադարձող արձագանքի զարկերակը դասակարգում են հեռավորության գոտիներով չափվող հեռավորության համեմատ, ինչպես նկարագրված է հետևյալ բաժիններում:
Projectրագրի համար անհրաժեշտ միացումները ներկայացված են Նկար 2 -ում:
Սենսորի կողմից պահանջվող մուտքային ձգանը GreenPAK- ի կողմից արտադրվող ելքն է, իսկ սենսորի արձագանքի ելքն օգտագործվում է GreenPAK- ի կողմից հեռավորությունը չափելու համար: Համակարգի ներքին ազդանշանները կհանգեցնեն մեկ հարվածի բաղադրիչին ՝ սենսորը գործարկելու համար պահանջվող զարկերակ, իսկ վերադարձող արձագանքը դասակարգվում է ՝ օգտագործելով D մատանի, տրամաբանական բլոկների (LUT և inverter) և հաշվիչ բլոկի: 8 հեռավորության գոտիներ: Վերջում գտնվող D մատնահետքերը կպահպանեն ելքային LED- ների դասակարգումը մինչև հաջորդ չափման իրականացումը (վայրկյանում 10 չափում):
Քայլ 3. Իրականացում GreenPAK դիզայների հետ
Այս դիզայնը կցուցադրի GreenPAK- ի պետական մեքենայական գործառույթը: Քանի որ առաջարկվող պետական մեքենայի ներսում կա ութ նահանգ, GreenPAK SLG46537- ը տեղին է կիրառման համար: Մեքենան նախագծված է GreenPAK Designer ծրագրային ապահովման վրա, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3 -ում, իսկ ելքերի սահմանումները դրված են Նկար 4 -ի RAM- ի գծապատկերում:
Դիմումի համար նախատեսված միացման սխեմայի ամբողջական պատկերը կարելի է տեսնել Նկար 5 -ում: Բլոկները և դրանց գործառույթները նկարագրված են Նկար 5 -ից հետո:
Ինչպես երևում է Նկար 3-ում, Գծապատկեր 4-ում և 5-ում, համակարգը նախագծված է հաջորդական կարգով աշխատելու համար ՝ ուլտրաձայնային հեռավորության սենսորի համար առաջացնելով 10 ԱՄՆ հրահրիչ զարկերակ ՝ օգտագործելով CNT2/DLY2 բլոկը ՝ որպես մեկ կրակոցի բաղադրիչ միասին: OSC1 CLK- ից 25 ՄՀց ժամացույցով ՝ PIN4 TRIG_OUT ելքի վրա ազդանշան ստեղծելու համար: Այս միակողմանի բաղադրիչը գործարկվում է CNT4/DLY4 հաշվիչ բլոկով (OSC0 CLK/12 = 2 կՀց ժամացույց) յուրաքանչյուր 100 ms- ում ՝ սենսորը գործարկելով վայրկյանում 10 անգամ: Էխո ազդանշանը, որի ուշացումը համաչափ է չափված հեռավորությանը, գալիս է PIN2 ECHO մուտքից: DFF4 և DFF4, CNT3/DLY3, LUT9 բաղադրիչների հավաքածուն ստեղծում է ASM- ի վիճակների հետևելու հետաձգում: Ինչպես երևում է Նկար 3 -ում և Նկար 4 -ում, որքան ավելի է համակարգը անցնում պետությունների միջով, այնքան ավելի քիչ ելքեր են գործարկվում:
Հեռավորության գոտիների քայլերը 1.48 ms են (էխո ազդանշան), որը համամասնական է 0.25 սմ աճին, ինչպես ցույց է տրված բանաձև 1 -ում: Այդ կերպ մենք ունենք 8 հեռավորության գոտի ՝ 0 -ից 2 մ 25 սմ քայլերով, ինչպես ցույց է տրված Աղյուսակ 1.
Քայլ 4: Արդյունքներ
Դիզայնը փորձարկելու համար ծրագրաշարի կողմից տրամադրվող էմուլյացիայի գործիքի վրա օգտագործվող կազմաձևումը կարելի է տեսնել Նկար 6 -ում:
Էմուլյացիայի թեստերը ցույց են տալիս, որ դիզայնն աշխատում է սպասվածի պես `ապահովելով ուլտրաձայնային տվիչի հետ փոխազդեցության ինտերֆեյսի համակարգ: GreenPAK- ի կողմից տրամադրված էմուլյացիայի գործիքը ինքն իրեն հիանալի սիմուլյացիոն գործիք էր `դիզայնի տրամաբանությունը փորձարկելու համար` առանց չիպը ծրագրավորելու և զարգացման միջավայրը ինտեգրելու լավ միջավայր:
Շղթայական փորձարկումները կատարվել են արտաքին 5 Վ աղբյուրի միջոցով (որը նույնպես նախագծվել և մշակվել է հեղինակի կողմից) `սենսորի անվանական լարումը ապահովելու համար: Նկար 7 -ը ցույց է տալիս օգտագործվող արտաքին աղբյուրը (020 Վ արտաքին աղբյուր):
Շղթան ստուգելու համար սենսորից արձագանքի ելքը միացված էր PIN2- ի մուտքի վրա, իսկ ձգանի մուտքը `PIN4- ին: Այդ կապի միջոցով մենք կարող ենք ստուգել աղյուսակը 1 -ում նշված հեռավորության յուրաքանչյուր միջակայքի համար և արդյունքները հետևյալն են Նկար 8 -ում, Նկար 9 -ում, Նկար 10 -ում, Նկար 11 -ում, Նկար 12 -ում, 13 -ում, 14 -ում, Նկար 15 և Նկար 16:
Արդյունքները ապացուցում են, որ միացումն աշխատում է սպասվածի պես, և GreenPAK մոդուլն ունակ է հանդես գալ որպես ուլտրաձայնային հեռավորության տվիչի միջերես: Թեստերից նախագծված սխեման կարող է օգտագործել պետական մեքենան և ներքին բաղադրիչները `առաջացնելու պահանջվող հրահրիչ զարկերակ և վերադարձող արձագանքների հետաձգումը դասակարգել նշված կատեգորիաների մեջ (25 սմ քայլերով): Այս չափումները կատարվել են համակարգով առցանց ՝ յուրաքանչյուր 100 ms- ով (վայրկյանում 10 անգամ), ինչը ցույց է տալիս, որ սխեման լավ է աշխատում հեռավորությունների շարունակական չափման ծրագրերի համար, ինչպիսիք են մեքենաների կայանման օժանդակ սարքերը և այլն:
Քայլ 5: Հնարավոր լրացումներ
Furtherրագրի հետագա բարելավումներ իրականացնելու համար դիզայները կարող է մեծացնել հեռավորությունը ՝ ուլտրաձայնային սենսորների ամբողջ տիրույթը ծածկելու համար (ներկայումս մենք կարող ենք դասակարգել միջակայքի կեսը 0 մ -ից 2 մ, իսկ ամբողջական տիրույթը ՝ 0 մ -ից 4 մ):): Մեկ այլ հնարավոր բարելավում կլինի այն, որ չափված էխո զարկերակի հեռավորությունը փոխարկվի BCD էկրաններում կամ LCD էկրաններում ցուցադրվելու համար:
Եզրակացություն
Այս Ուղեցույցում թվային ուլտրաձայնային հեռավորության սենսոր է կիրառվել ՝ օգտագործելով GreenPAK մոդուլը ՝ որպես վերահսկիչ միավոր ՝ սենսորը քշելու և դրա արձագանքի իմպուլսային ելքը մեկնաբանելու համար: GreenPAK- ն իրականացնում է ASM համակարգը մի քանի այլ ներքին բաղադրիչների հետ `համակարգը քշելու համար:
GreenPAK- ի զարգացման ծրագրաշարը և զարգացման խորհուրդը ապացուցեցին, որ հիանալի գործիք են զարգացման գործընթացում արագ նախատիպավորման և մոդելավորման համար: GreenPAK- ի ներքին ռեսուրսները, ներառյալ ASM- ը, տատանումները, տրամաբանությունը և GPIO- ները, հեշտ էր կազմաձևել ՝ այս դիզայնի համար ցանկալի ֆունկցիոնալություն իրականացնելու համար:
Խորհուրդ ենք տալիս:
Հեռավորության հարևանության չափում ժեստերի սենսորով APDS9960: 6 քայլ
Հեռավորության հարևանության չափում ժեստերի ցուցիչով APDS9960. Այս ձեռնարկում մենք կսովորենք, թե ինչպես չափել հեռավորությունը ՝ օգտագործելով ժեստերի ցուցիչ APDS9960, arduino և Visuino: Դիտեք տեսանյութը:
Ուղեցույց. Ինչպես օգտագործել անալոգային ուլտրաձայնային հեռավորության տվիչ US-016 Arduino UNO- ով. 3 քայլ
Ուղեցույց. Ինչպես օգտագործել անալոգային ուլտրաձայնային հեռավորության տվիչ US-016 Arduino UNO- ի հետ: Նկարագրություն. US-016 ուլտրաձայնային մեկնարկային մոդուլը թույլ է տալիս 2 սմ ~ 3 մ ոչ չափման հնարավորություններ, մատակարարման լարման 5 Վ, հոսանքի ընթացիկ 3.8 մԱ, օժանդակ անալոգային ելքային լարման, կայուն և հուսալի: Այս մոդուլը կարող է տարբեր լինել ՝ կախված հավելվածից
TinkerCAD Ուլտրաձայնային հեռավորության սենսորային միացում (համակարգչային Eng վերջնական) ՝ 4 քայլ
TinkerCAD ուլտրաձայնային հեռավորության տվիչների միացում (համակարգչային Eng վերջնական). Մենք կստեղծենք ևս մեկ զվարճալի tinkerCAD միացում, որը կարանտինի ընթացքում կկատարենք: Այսօր հետաքրքիր բաղադրիչի հավելում կա, կարո՞ղ եք գուշակել: Դե, մենք պատրաստվում ենք օգտագործել ուլտրաձայնային հեռավորության սենսոր: Ավելին, մենք պատրաստվում ենք ծածկագրել 3 LED- ի համար
Լազերներով հեռավորության չափում `5 քայլ
Լազերներով հեռավորության չափում. Այս նախագծում ես պատրաստել եմ մի պարզ սարք, որը կարող է չափել իր և ցանկացած ֆիզիկական առարկայի միջև հեռավորությունը: Սարքը լավագույնս աշխատում է մոտ 2-4 մետր հեռավորության վրա և բավականին ճշգրիտ է
Հեռավորության սենսորային տեսախցիկ `4 քայլ
Հեռավորության սենսորային տեսախցիկ. Այս ուսանելի ծրագիրը ցույց կտա ձեզ, թե ինչպես պատրաստել հեռավորության սենսորային տեսախցիկ `օգտագործելով ազնվամորի պի: Այս նախագիծը կօգտագործի ազնվամորու pi- ն և կօգտագործի python 3 -ը այս նախագծի կոդավորման համար: Հեռավորության սենսորային տեսախցիկը նախ 100 սմ չափի, այնուհետև