Բովանդակություն:

DIY թվային հեռավորության չափում ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով `5 քայլ
DIY թվային հեռավորության չափում ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով `5 քայլ

Video: DIY թվային հեռավորության չափում ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով `5 քայլ

Video: DIY թվային հեռավորության չափում ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով `5 քայլ
Video: Jim Rowan Announces a New Era for Safety for Volvo Cars 2024, Նոյեմբեր
Anonim
DIY թվային հեռավորության չափում ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով
DIY թվային հեռավորության չափում ուլտրաձայնային սենսորային ինտերֆեյսով

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

Ուլտրաձայնային հեռավորության սենսոր
Ուլտրաձայնային հեռավորության սենսոր
Ուլտրաձայնային հեռավորության սենսոր
Ուլտրաձայնային հեռավորության սենսոր

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

Իրականացում GreenPAK դիզայների հետ
Իրականացում GreenPAK դիզայների հետ
Իրականացում GreenPAK դիզայների հետ
Իրականացում GreenPAK դիզայների հետ
Իրականացում GreenPAK դիզայների հետ
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

Արդյունքները
Արդյունքները
Արդյունքները
Արդյունքները
Արդյունքները
Արդյունքները

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: