ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout)

ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout) ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG SÓNG SIÊU âm DÙNG PIC (có code và layout)

ĐỒ ÁN 2

ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG SÓNG

SIÊU ÂM

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

- SRF05: Ultra Sonic Ranger.

- PIC: Programmable Intellingent Computer.

- GND:Mass (Nối đất).

khoảng cách sử dụng sóng siêu âm“ Đây là thiết bị giúp bảo vệ con ngườitrong những lúc họ mất cảnh giác với các mỗi nguy hiểm Đây là một thiết bịrất hay và hữu ích trong cuộc sống hiện đại

1.2 Giới thiệu linh kiện:

- Các linh kiện để thực hiện:

ĐỒ ÁN 2 Trang 5/20

- Nguyên lý hoạt động sơ đồ khối:

o Khối nguồn cung cấp điện áp 5VDC cho các linh kiện có trong mạchhoạt động bình thường

o Khối tín hiệu vào phát và thu sóng siêu âm qua cảm biến SRF05

o Khối điều khiển sử dụng vi điều khiển PIC16f887 để tính toán

o Khối hiển thị sử dụng LCD 16x2 để hiện thị kết quả lên màn hình

1 PIC16f887:

Hình 2.1: PIC16f887

- PIC16f887 là một vi điều khiển được Microchip chế tạo, PIC16f887 gồm có

35 chân I/O (Input/Output) Ngoài ra còn có 3 bộ Timer/Couter có thể lậptrình cho 2 timer 8-bit và 1 timer 16-bit, còn có 8 kênh chuyển đổi A/D, có

bộ điều chế xung PWM có thể lập trình với tần số lớn nhất là 20kHZ, có khối

bộ nhớ RAM cùng với thanh ghi FSR để có thể tính toán tạo địa chỉ cho 2cách xuất gián tiếp và trực tiếp Điện áp của PIC16f887 nằm trong khoảngtừ: 1.8V - 5.5V

ĐỒ ÁN 2 Trang 7/20

Hình 2.2: sơ đồ chân của PIC16f887

2 SRF05 :

Hình 2.3: SRF05

- SRF05 (Ultra-Sonic Ranger-SRF05) là một cảm biến thu và nhận được sóngsiêu âm Nó có thể thiết lập các hoạt động thông qua các chân, điều khiểnMODE Có thể nối hoặc không nối chân MODE xuống đất cho phép cảmbiến được điều khiển thông qua giao tiếp dùng 1 chân hay 2 chân I/O.Khoảng cách nó có thể đo được từ 1cm đến 4m

- SRF05 có tất cả 5 chân:

o Chân 1 : VCC ( chân cấp nguồn 5V cho SRF05 )

o Chân 2 : TRIGGER ( chân kích phát sóng siêu âm )

o Chân 3: ECHO ( chân thu tín hiệu sóng siêu âm )

o Chân 4 : OUT ( MODE ) ( chân chọn chế độ hoạt động của SRF05 )

o Chân 5 : GND ( chân nối mass )

Nguyên lý hoạt động:

ĐỒ ÁN 2 Trang 9/20

Hình 2.4 : Nguyên lý hoạt động của SRF05

- SRF05 sẽ tạo ra một xung có độ rộng là 10uS trên chân TRIGGER là điềukiện để SRF05 tạo ra 8 xung để phát sóng siêu âm, đồng thời chân ECHOđược kéo lên mức 1 ( mức cao )

- Khi có tín hiệu sóng siêu âm phản hồi trở lại, ngay lập tức chân ECHO đượckéo xuống mức 0 ( mức thấp ), nếu không có tín hiệu phản hồi lại thì saukhoảng thời gian 30ms, chân ECHO tự động kéo xuống mức thấp

1.4 LCD 16x2:

Hình 2.5 : LCD 16x2

- Thiết bị LCD 16x2 đang được sử dụng rộng rãi trong vi điều khiển, nó có khảnăng hiển thị ký tự đa dạng, dễ dàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thứcgiao tiếp khác nhau, tốn rất ít tài nguyên và giá thành rẻ

ĐỒ ÁN 2 Trang 11/20

Hình 2.6: Sợ đồ chân của LCD 16x2

- Sơ đồ chân của LCD 16x2:

o Chân 1-2 : chân cung cấp nguồn DC cho LCD 16x2 hoạt động

o Chân 3 : điều chình độ tương phản của LCD 16x2

o Chân 4 : chân chọn thanh ghi

o Chân 5 : chân chọn chế độ đọc/ghi

o Chân 6 : chân cho phép ( ENABLE)

o Chân 7-14 : chân trao đổi thông tin với MPU, có 2 chế độ hoạt động :

 Chế độ 4-bit: dữ liệu được truyền trên 4 đường từ DB4 – DB7

 Chế độ 8-bit: dữ liệu được truyền trên 8 đường từ D0 – D7

o Chân 15-16: chân cấp nguồn cho đèn nền

Hình 2.7: Thạch anh 20Mhz

- Là một linh kiện được làm từ tinh thể đá thạch anh được mài phẳng và có độchính xác cao

- Thạch anh làm việc dựa trên hiệu ứng điện áp

- Tần số cộng hưởng của thạch anh tùy thuộc vào hình dáng và kích thước của

nó Tần số của thạch anh 20Mhz có trị số bền vững vao, hầu như ít bị ảnhhưởng bởi các điều kiện môi trường bên ngoài, hệ số phẩm chất của mạchcộng hưởng rất lớn, nên tổn hao của thạch anh rất thấp

1.6 LM7805:

ĐỒ ÁN 2 Trang 13/20

Hình 2.8: Sơ đồ chân LM7805

- Gồm có 3 chân :

o Chân 1 : Vin – Chân nguồn đầu vào

o Chân 2 : GND – Chân nối đất

o Chân 3 : V0 – Chân nguồn đầu ra cho điện áp 5VDC

- Dòng điện cực đại (Imax = 1A)

- IC 7805 là IC ổn áp 5VDC cung cấp điện áp cho PIC,IC hoạt động

Hình 2.9: Tụ điện

- Tụ điện (ký hiệu C) là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặtdẫn điện, được ngăn cách bởi điện môi Khi có chênh lệch điện thế tại hai bềmặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu

- Công dụng : Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, tụđiện thường được sử dụng dể truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại cóchênh lệch về điện áp một chiều

Điện trở :

Hình 2.10: Điện trở

- Được ký hiệu là R, là một đại lượng vật lý biểu thị đặc tính cản trở dòng điệncủa một vật có khả năng cho dòng điện chạy qua Vật nào dẫn điện càng tốtthì điện trở của nó càng nhỏ và ngược lại

CHƯƠNG 3. MẠCH NGUYÊN LÝ, MẠCH IN VÀ MÔ HÌNH THỰC TẾ

ĐỒ ÁN 2 Trang 15/20

Hình 3.1: Mạch nguyên lýNguyên lý hoạt động :

- Cấp nguồn 5VDC cho PIC16f887 và các linh kiện khác hoạt động Khi cảmbiến SRF05 phát ra sóng âm thì lập tức chân ECHO sẽ nhảy lên mức 1 (mứccao), khi cảm biến thu được sóng âm phản hồi lại khi gặp vật cản thì chânECHO sẽ nhảy xuống mức 0 (mức thấp) Khoảng thời gian mà chân ECHO

từ mức 1 xuống mức 0 là khoảng thời gian đi được của sóng siêu âm từ cảmbiến đến vật cản PIC 16f887 sẽ sử lý và tính toán khoảng cách từ cảm biếnđến vật cản và hiển thị khoàng cách tính được lên LCD

- Cách tính khoảng từ khoảng thời gian đo được :

o Gọi “S” là quãng đường vừa đi vừa về của sóng âm

Hình 3.2: Mạch in1.9 Mạch thực tế:

ĐỒ ÁN 2 Trang 17/20

Hình 3.3: Mạch thực tế

ĐỒ ÁN 2 Trang 19/20

- Chúng ta có thể gắn thêm BUZZER để báo hiệu khoảng cách nguy hiểm khihai vật xắp va chạm vào nhau

- Có thể làm thiết bị bảo vệ cho xe hơi, xe bốn bánh giúp cho người điều khiểnbiết được khoảng cách an toàn khi tham gia giao thông

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt:

q=SRF05&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi99NPtrbjXAhWKs48

PHỤ LỤC ATrương trình trong PIC16f887:

ĐỒ ÁN 2 Trang 21/20

ĐỒ ÁN 2 Trang 23/20