تبلیغات
بهترین پروژه های الکترونیک - مدار محاسبه فاصله از طریق امواج آلتراسونیک بوسیله میکروکنترلر
بهترین پروژه های الکترونیک
Electronic for All

در این پروژه با نحوه بدست آوردن فاصله از طریق امواج آلتراسونیک آشنا می شوید.حداقل فاصله محاسبه شده توسط این مدار 28 سانتی متر و حداکثر آن 3.6 متر است.

قطعات مورد نیاز


 

  1. 2 عدد سنسور آلتراسونیک گیرنده و فرستنده
  2. 1 عدد آیسی LM833
  3. 1 عدد آیسی LM358
  4. 1 عدد آیسی 4011
  5. 1 عدد آیسی 4069
  6. 1 عدد آیسی PIC 16F873
  7. 1 عدد رگولاتور 7805
  8. 1 عدد رگولاتور 7809
  9. 3 عدد ترانزیستور 2SA1015
  10. 3 عدد ترانزیستور 2S1815
  11. 3 عدد 7SEGMENT آند مشترک
  12. 1 عدد کریستال 4MHz
  13. 2 عدد خازن)22P
  14. 7 عدد مقاومت 330 اهم
  15. 1 عدد پتا نسیو متر 1 کیلو اهم
  16. 6 عدد مقاومت 5.6 کیلو اهم
  17. 6 عدد خازن 0.1 میکرو فاراد
  18. 3 عدد خازن 1000 پیکو فاراد
  19. 1 عدد 100 میکرو فاراد
  20. 2 عدد دیود 1SS106

سنسور آلتراسونیک

این سنسور به صورت دو pack مجزای گیرنده و فرستنده موجو د می باشد.این دو سنسور به صورت یک پک(pack) واحد نیز وجود دارد. فرکانس تولید شده توسط این سنسور 40 کیلو هرتز می باشد.به شماتیک درونی این سنسور در شکل زیر توجه کنید.

img/daneshnameh_up/9/92/pic6_641.jpg


img/daneshnameh_up/0/08/srm1_51e.gif 


میکروکنترلر PIC 16F873


در این مدار از ویژگی تولید امواج (A/D) آنالوگ به دیجیتال این آیسی و ههچنین از آن جهت محاسبه و درایو کردن 7segment ها جهت نمایش فاصله نیز استفاده شده است.

img/daneshnameh_up/e/e7/pic7.gif
























 

LM833

این آیسی جهت تقویت امواج آلتراسونیک به میزان 60 دسی بل(db) در قسمت گیرنده مورد استفاده قرار می گیرد.

img/daneshnameh_up/2/2c/lm833.gif











 

LM538

این آیسی جهت آشکار سازی امواج آلتراسونیک، در این مدار مورد استفاده قرار می گیرد.

img/daneshnameh_up/e/ec/srm1_55.gif








 

4011

امواج آلتراسونیک تقویت شده توسط دو آیسی فوق، توسط این آیسی hold یا نگهداری می شود.،و وارد میکروکنترلر می شود .،عملکرد این آیسی در این مدار به نوعی شبیه فلیپ فلاپ نوع D است.این آیسی همانطور که در شکل ملاحظه می کنید.، دارای 4 گیت NAND است.

img/daneshnameh_up/7/7e/4011ذ.gif












 

رگولاتور 7805

این آیسی جهت تثبیت ولتاژ به میزان 5 ولت جهت مصارف قطعاتی که این حد از ولتاژ برای آنها تعریف شده مورد استفاده قرار می گیرد.

img/daneshnameh_up/2/21/7805reg.gif












 

رگولاتور 7809

این آیسی نیز جهت تثبیت ولتاژ به میزان 9 ولت در مدار مورد استفاده قرار می گیرد.

img/daneshnameh_up/b/b7/7809.gif








 

ترانزیستور 1815

این ترانزیستور از نوع npn است .،در این مدار ترانزیستور 1815 جهت درایو کردن آیسی 4069 (not buffer) با تغذیه 9 ولت مورد استفاده قرار می گیرد.،فعال شدن این ترانزیستور توسط میکروکنترلر انجام می گیرد.

img/daneshnameh_up/c/c8/c1815.gif






 

ترانزیستور1015

این ترانزیستور از نوع pnp است.،و بیشتر جهت درایو کردن 7segmentوled مورد استفاده قرار می گیرد.

img/daneshnameh_up/a/aa/a1015.gif








 

4069

این آیسی دارای 6 عدد بافر not است.،در این مدار این آیسی جهت درایو کردن سنسور آلتراسونیک در قسمت فرستنده مورد استفاده قرار می گیرد.

img/daneshnameh_up/4/41/4069.gif










 

خازن

خازنها در مدار جهت حذف جریان dc وعبور جریان متغییر مورد استفاده قرار می گیرد.،همچنین عمل حذف نویز را در مدار نیز انجام می دهند.خازنهای سرامیکی در فرکانسهای بالا کاربرد دارند.،خازنهای مولتی لایر نیز از نوع سرامیک هستند.با این تفاوت که تعداد لایه بیشتری دارند.و در فرکانسهای بالا عملکرد بهتری به خاطر چند لایه بودن از نوع سرامیکی دارند. خازنهای الکترولیتی بیشتر جهت حذف نویز در منابع تغذیه کاربرد دارند و دارای جهت مثبت و منفی هستند.،در هنگام اتصال آنها بر روی برد به جهت مثبت و منفی آنها دقت کنید.

img/daneshnameh_up/3/3d/pic6_6417.jpg


 

img/daneshnameh_up/5/56/pic6_6419.jpg










 

نقشه مدار

در این مدار به نوع خازنها توجه کنید.سه نوع خازن مولتی لایر ، الکترولیت و سرامیکی مورد استفاده قرار گرفته است.همانطور که در نقشه ملاحظه می کنید.،این خازنها با حروف اولشان مشخص هستند.c نمایانگر خازن سرامیکی ، m نمایانگر خازن مو لتی لایر و E نمایانگر خازن الکترولیت است.

img/daneshnameh_up/f/f6/pic6_61e.gif


 

توضیحات مدار


در زیر شکل مدار تقویت سیگنال را مشاهده می کنید.هنگامیکه امواج آلتراسونیک توسط سنسور گیرنده آلتراسونیک که در نقشه با RX مشخص شده است.،دریافت می شود.،به میزان 60 دسی بل تقویت می شو د.40 دسی بل در مرحله اول و 20 دسی بل در مرحله دوم تقویت می شو د.عمل تقویت به میزان 60 دسی بل را آیسی LM388 انجام می دهد.9 ولت ورودی توسط تقسیم ولتاژ دو مقاومت10K به میزان 4.5 ولت کاهش می یابد.،و وارد پایه مثبت آپ امپ می شود.

img/daneshnameh_up/3/33/part1altera.gif













در زیر شکل مدار آشکار ساز را مشاهده می کنید.در این قسمت از مدار تنها نصف موج را پس از عبور از دیود خواهیم داشت.دیود دیگر منفی نصف موج حاصل شده را حذدف می کند.
dc موج و پوش آن نیز توسط خازن حذف می شود.

img/daneshnameh_up/1/19/ultrasonicdetect.gif














در قسمت بعدی مدار امواج پس از عبور از دیودها وخازن وارد پایه 3 آیسی LM358 می شود.همانطور که در شکل ملاحظه می کنید.، فیدبک در پایه منفی آپ امپ این آیسی وجود ندارد.در این حالت خروجی به سرعت به اشباع می رود.
بنابر قوانین مدار در تقسیم ولتاژ در مدارات سری ولتاژ ثابتی را در پایه منفی خواهیم داشت.زمانیکه ورودی مثبت که از قسمت قبلی مدار تحریک می شود.،ولتاژش اندکی بیشتر از VCC باشد.خروجی به سرعت در ولتاژ VCC قرار می گیرد.عکس این مطلب نیز وجود دارد.،زمانیکه ولتاژ در پایه 3 اندکی کمتر از ولتاژ در پایه 2 باشد.خروجی به سرعت صفر می شود.به شکل این قسمت از مدار در شکل زیر توجه کنید.


عکس پیدا نشد
















در این قسمت امواج وارد مرحله hold یا نگهداری می شوند.عملکرد این قسمت از مدار به نوعی شبیه به فلیپ فلاپ (flip flop) نوع D است.


img/daneshnameh_up/4/40/pic6_633e.gif




























قسمت انتقال امواج آلتراسونیک
در قسمت انتقال از آیسی معکوس کننده یا invertor استفاده شده است.در هر سر این سنسور دو بافر NOT به صورت موازی یا parallel با هم قرار دارند.این کار برای افزایش توان انتقال است.در پایه مثبت فاز اصلی ودر پایه منفی سنسور 180 درجه همان فاز را خواهیم داشت.خازن نیز در این قسمت جهت حذف جریان d c است.

img/daneshnameh_up/8/85/pic6_634.gif
















نمایش فاصله
در این مدار از 3 عدد 7Segment جهت نمایش فاصله استفاده شده است.در این مدار 7segmentها از نوع آند مشترک هستند.
این 7segment دارای پایه مشترک مثبت است است.،که با منفی شدن پایه های a,b,c,d,e,f,g توسط میکروکنترلر فاصله را نشان می دهد.

img/daneshnameh_up/4/40/pic6_635.gif


 

img/daneshnameh_up/d/d7/pic6_638.gif



















 

سرعت صوت

سرعت صوت در دماهای مختلف متفاوت است.به طور مثال سرعت صوت در دمای صفر درجه سانتی گراد331.5m/s است.و سرعت صوت در دمای 40 درجه سانتی گراد355.5m/s است.سرعت صوت در دماهای مختلف از رابطه زیر تبعیت می کند.

X=V*T


 

عکس پیدا نشد


















با توجه به فرمول سرعت،سرعت رابطه مستقیمی با زمان دارد.به طور مثال سرعت نور در دمای صفر درجه سانتی گراد331.5m/s است.،اگر فاصله ما تا دیوار 2m باشد.با احتساب برگشت نور 4m می شود.بنابراین مدت زمان برگشت موج به سنسور گیرنده از رابطه زیر حساب می شود.

X=V*T, T=4/331.5, T=0.01206


 

برنامه میکروکنترلر


 

برنامه اسمبلی

دانلود برنامه اسمبلی


برنامه HEX


دانلود برنامه

برای کار با میکروکنترلر، برنامه HEX را از طریق پروگرامر میکروکنترلر های خانواده PIC در داخل میکروکنترلر LOAD کنید.

مرجع

برای مشاهده مرجع وارد سایت زیر شوید
http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/e_pic6_6.htm


طبقه بندی: پروژه های PIC، 
برچسب ها: مدار محاسبه فاصله از طریق امواج آلتراسونیک بوسیله میکروکنترلر،
ارسال توسط vahid vaysi
آرشیو مطالب
امکانات جانبی
blogskin