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

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

Đề tài: ĐO KHOẢNG CÁCH TRONG

KHÔNG GIAN BẰNG SÓNG SIÊU ÂM

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VII

CHƯƠNG 1..TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 1

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1.1 Giới thiệu về ứng dụng của đề tài 1

1.1.2 Yêu cầu nghiên cứu của đề tài 1

1.2 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 2

1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 2

CHƯƠNG 2..TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 3

2.1 CẢM BIẾN SIÊU ÂM SRF05 3

2.1.1 SRF05 3

2.1.2 Nguyên lý hoạt động 4

2.1.3 Tính toán khoảng cách 7

2.2 VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A 9

2.2.1 Tổng quan về PIC 16F877A 10

2.2.2 Các chức năng cơ bản 10

2.3 ĐIỆN TRỞ 13

2.4 BIẾN TRỞ 13

2.5 IC 7805 14

2.6 MÀN HÌNH LCD 16X2 14

2.7 LINH KIỆN KHÁC 16

CHƯƠNG 3..THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PHẦN MỀM 17

3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 17

3.2 MẠCH NGUỒN 17

3.3 MẠCH XỬ LÍ 18

3.4 MẠCH HIỂN THỊ 18

4.3 MẠCH THỰC TẾ 20

4.4 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN 21

CHƯƠNG 5..KẾT LUẬN PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 22

5.1 KẾT LUẬN 22

5.2 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 22

PHỤ LỤC 24

HÌNH 2.1.1 CẢM BIẾN SRF05 3

HÌNH 2.2 PIC 16F877A VÀ SƠ ĐỒ CHÂN 9

HINH 2.3 KÍ HIỆU VÀ HÌNH ẢNH THỰC TẾ 13

HÌNH 2.4 HÌNH ẢNH THỰC VÀ KÍ HIỆU 13

HÌNH 2.5 IC ỔN ÁP 7805 14

HÌNH 2.6 LCD 14

HÌNH 3.1 MẠCH TỔNG 17

HÌNH 3.2 MẠCH NGUỒN 17

HÌNH 3.3 VI XỬ LÝ TRUNG TÂM 18

HÌNH 3.4 LCD HIỂN THỊ 18

HÌNH 4.1 LAYOUT 19

HÌNH 4.2 MẠCH IN 19

HÌNH 4.3 MẠCH THỰC TẾ 20

PIC Personal Intelligent Circuit

LCD Liquid Crytal Display

IC Intergrated Circuit

LED Light Emitting Diode

SR Sonic Rangers

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Giới thiệu về ứng dụng của đề tài

-Đo khoảng cách trong không gian dùng sóng siêu âm được ứng dụng rất nhiềutrong công nghiệp và rất tiện lợi, ứng dụng sự phát sóng đi và song phản xạ về để

đo khoảng cách

-Khi cài đặt được ngưỡng cho phép ta dùng còi Buzzer để báo động có va chạmkhi có vật cản tiến gần và cảnh báo quá tầm đo khi vật cản nằm cách xa quá mứccho phép đo

1.1.2 Yêu cầu nghiên cứu của đề tài

-Tìm hiểu PIC, nguyên lý hoạt động sóng siêu âm

-Tìm hiểu nguyên lý đo khoảng cách và hiển thị LCD

-Báo động khi vượt quá khoảng cách cho phép

-Cài đặt được ngưỡng cho phép

-Mô phỏng mạch bằng Proteus

-Hoàn thiện mạch và viết báo cáo

1.2 Sơ đồ khối hệ thống

Hình 1.2 Sơ đồ khối Chức năng của từng khối:

 Khối nguồn: Cấp nguồn vào là 9V

 Khối cảm biến: Cảm biến siêu âm SRF05

 Khối xử lý: PIC16F877A nhận tín hiệu từ cảm biến, tính toán, xử lý

 Khối hiển thị: Nhận tín hiệu và kết qua sau đó hiển thị ra màn hình LCD

1.3 Nguyên lý hoạt động của mạch

Sau khi có xung kích vào chân Trigger thì cực phát của cảm biến sẽ phát ra 8xung của sóng âm thanh ( v= 340m/s)

Ngay sau đó pin Echo ở vi điều khiển sẽ đè kéo lên cao và đợi sóng âm thanhphản xạ lại Khi có sóng siêu âm phản lại thì Echo ở mức thấp Khoảng Echo ở mứccao sẽ là lúc vi xử lý tính toán và đưa ra khoảng cách thông qua LCD hiển thị ra

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH

2.1 Cảm biến siêu âm SRF05

2.1.1 SRF05

Hình 2.1.1 Cảm biến SRF05

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

-Cảm biến siêu âm SRF05 cũng hoạt động theo như nguyên tắc ở trên, thiết bịgồm có 2 loa - thu và phát - cùng với 5 chân để kết nối với Arduino Theo tài liệu

của nhà sản xuất thì tầm hoạt động tối đa của cảm biến này nằm trong khoảng

5m.

+Cách 1 – Tách riêng chân TRIGGER và ECHO

Modun cảm biến SRF05 có hai chân TRIGGER và ECHO riêng biệt Khi chânMODE để trống (chân MODE có điện trở kéo lên VCC, khi để trống nó sẽ nhậnmức điện áp VCC) SRF05 sẽ sử dụng cả 2 chân chức năng TRIGGER và ECHOcho việc điều khiển hoạt động của cảm biến

 Kích chân Trigger: xuất ra mức 1 và delay tối thiểu 10ms

 Đợi chân Echo lên mức cao

 Kích hoạt timer:

 Đợi chân Echo xuống thấp

 Cho phép ngắt cạnh xuống

2.2 Vi điều khiển PIC 16F877A

Hình 2.2 PIC 16F877A và sơ đồ chân

2.2.1 Tổng quan về PIC 16F877A

2.2.2 Các chức năng cơ bản

-Khả năng của PIC

- Chức năng thanh ghi ANSELH, ANSEL:

Hai thanh ghi này có tổng cộng 14bit từ ANS0 đến ANS13, sẽ quy định tín hiệu làmviệc của các chân từ AN0 đến AN13 là tín hiệu Digital hay tín hiệu Analog

• ANSx=0: Cho phép chân ANx xử lý tín hiệu số.

• ANSx=1: Cho phép chân ANx xử lý tín hiệu tương tự

• TRISxy=0:Quy định bit thứ y của PORTx là ngõ ra (0= Output)

• TRISxy=1:Quy định bit thứ y của PORTx là ngõ vào (1=Input)(Trong đó x=A,B,C,D,E ; y=0-7)

Chú ý : PORTE chỉ có 4 bit thấp : TRISE0, TRISE1, TRISE2, TRISE3

- Chức năng của thanh ghi PORT:

TA CÓ BẢN TÓM TẮT

Hinh 2.3 Kí hiệu và hình ảnh thực tế 2.4 Biến trở

Biến trở là điện trở có thể thay đổi được, có ki hiệu là RV

Hình 2.4 Hình ảnh thực và kí hiệu

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PHẦN MỀM

3.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 3.1 Mạch tổng 3.2 Mạch nguồn

Hình 3.2 Mạch nguồn

3.3 Mạch xử lí

Hình 3.3 Vi xử lý trung tâm 3.4 Mạch hiển thị

Hình 3.4 LCD hiển thị

CHƯƠNG 4 THI CÔNG MẠCH VÀ SẢN PHẨM THỰC TẾ

4.1 Mạch Layout

Hình 4.1 Layout 4.2 Mạch in

Hình 4.2 Mạch in

4.3 Mạch thực tế

Khi vật nằm trong khoảng báo động:

Khi vật nằm trong khoảng cách cho phép:

HÌNH 4.3 MẠCH THỰC TẾ

4.4 Sơ đồ thuật toán

Đo cách trong không gian

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1 Kết luận

 Hệ thống hoạt động tương đối ổn định, thực hiện đúng yêu cầu của đề tài

 Cảm biến nhận tín hiệu đưa tín hiệu vào PIC xử lý rồi xuất qua LCD, khinằm trong khoảng > 15cm ( do người lập trình thiết lập ), còi báo động sẽbáo động

 Đã cài đặt được ngưỡng cho phép, phần thành 3 ngưỡng

 Thông đề tài này đã giúp em hiểu rõ hơn nguyên lý đo khoảng cách khi dùngsóng siêu âm, Pic và SRF05

5.2 Phương hướng phát triển

+Nguyên lý hoạt động của SRF05 được ứng dụng rất nhiều trong đời sốngnhất là trong công nghiệp, ở mô hình nhỏ chỉ có thể tích hợp vào những xe nhỏ

đồ chơi cảnh báo va chạm Khi áp dụng vào thực tế có thể phát triển theo hướngchê tạo ra một thiết bị gắn trên mọi loại xe để cảnh báo khi sắp có những chướngngại vật nguy hiểm và tích hợp với bao khí bảo vệ trên xe có thể sử dụng ngaytrước khi có tai nạn xảy ra

Bộ đếm thời gian

Yes

TÀI LIỆU THAM KHẢO

#DEFINE BUZZER PIN_C0

#DEFINE LCD_RS_PIN PIN_B7

#DEFINE LCD_RW_PIN PIN_B6

#DEFINE LCD_ENABLE_PIN PIN_B5

#DEFINE LCD_D0_PIN PIN_D0

#DEFINE LCD_D1_PIN PIN_D1

#DEFINE LCD_D2_PIN PIN_D2

#DEFINE LCD_D3_PIN PIN_D3

#DEFINE LCD_D4_PIN PIN_D4

#DEFINE LCD_D5_PIN PIN_D5

#DEFINE LCD_D6_PIN PIN_D6

#DEFINE LCD_D7_PIN PIN_D7

#DEFINE SRF05_TRIGGER1 PIN_B1

#DEFINE SRF05_ECHO PIN_B0

enable_interrupts(INT_EXT);// kich hoat ngat ngoai

lcd_gotoxy(1,2);

printf(lcd_putc,"Dis : %3.0f Cm ",range); lcd_gotoxy(1,1);