Circuit de détection d'objets à ultrasons basé sur un microcontrôleur 8051

Le les capteurs à ultrasons sont utilisés pour détecter l'objet, mesurer la distance de l'objet et ont de nombreuses applications. Cet article traite du circuit du capteur de détection d'objets à ultrasons utilisant des microcontrôleurs 8051. Le capteur à ultrasons fournit la méthode la plus simple de détection d'objets et donne la mesure parfaite entre des objets fixes ou en mouvement. Le capteur mesure le temps nécessaire au retour de l'écho sonore et l'envoie au microcontrôleur sous forme d'impulsion à largeur variable.

Circuit de détection d'objets à ultrasons

Ce circuit est conçu pour démontrer la détection d'un objet devant le transducteur à ultrasons. Un transducteur à ultrasons se compose d'un émetteur et d'un récepteur. L'émetteur produit une onde sonore de 40 KHz tandis que le récepteur détecte l'onde sonore de 40 KHz et la convertit en signaux électriques qui sont transmis au microcontrôleur.

Schéma fonctionnel du circuit de détection d'objets

Configuration matérielle requise

• Module de capteur à ultrasons
• microcontrôleur 8051
• LCD
• LED
• Cristal
• Transistors, diodes, condensateurs et résistances
• Transformateur
• Régulateur de tension
• Pistolet magnétique

Configuration logicielle requise

• Logiciel IDE Keil
• C intégré

Circuit de détection d'objets par ultrasons

Procédure de travail

Ce circuit est conçu avec un microcontrôleur 8051 et un capteur à ultrasons. Le capteur transmet les ondes sonores ultrasonores de kHz. Lorsqu'un objet ou un obstacle passe devant le capteur, les ondes sonores sont réfléchies. Ensuite, le récepteur détecte l'onde sonore kHz.

Le circuit convertit les signaux sonores en signaux électriques qui sont transmis au microcontrôleur interfacé. Le microcontrôleur reçoit les signaux et actionne la sortie pour prendre les mesures appropriées. L'écran LCD interfacé au microcontrôleur permet d'afficher l'état du module.

Ce projet peut être amélioré pour calculer la distance de l'objet et trouver l'emplacement de l'objet.

Capteur à ultrasons

Le capteur à ultrasons envoie une impulsion sonore à haute fréquence et calcule combien de temps il faut pour que l'écho du son revienne.

La vitesse du son est d'environ 341 mètres par seconde dans l'air. Le capteur utilise la vitesse du son dans l'air et le temps mis par le capteur pour transmettre et recevoir le son pour calculer la distance. Détecte ainsi l'objet et trouve l'emplacement de l'objet.

Distance =temps X (vitesse du son)/2

Le son doit voyager du capteur à l'objet et le revenir en arrière donc, divisez la vitesse par 2.

Connexion

• Vcc :Tension d'entrée +5 V
• GND :terre externe
• Trig : Broche numérique 2
• Écho : Broche numérique 2

La broche Trig est utilisée pour envoyer les signaux et la broche Echo est utilisée pour écouter les signaux de retour.

Remarque :lors de l'installation, connectez d'abord le terminal GND, sinon le module pourrait être endommagé.

Spécifications

• Tension d'entrée :5 V DC
• Courant statique :<2 mA
• Tension de sortie :5 V haut et 0 V bas
• Plage de détection :2 cm à 500 cm
• Dimensions :3,4 x 2 x 1,5 cm
• Signal de déclenchement d'entrée :impulsion TTL 10 us
• Signal d'écho :signal de sortie TTL PWM

Avantages

• Fournit une mesure de distance précise et sans contact dans une plage de 2 cm à 3 m.
• La mesure par ultrasons fonctionne dans toutes les conditions d'éclairage, d'où un complément pour le détecteur d'objet infrarouge.
• La LED de l'indicateur de rafale indique les mesures en cours.
• L'en-tête à 3 broches facilite la connexion à la carte de développement directement ou avec un câble d'extension sans aucune soudure.

Applications du capteur à ultrasons

Utilisé pour développer des systèmes de sécurité, des expositions animées interactives, des systèmes d'aide au stationnement et une navigation robotique.

Microcontrôleur 8051

Un microcontrôleur est une puce hautement intégrée ou un microprocesseur avec tous les périphériques comme la RAM, la ROM, les ports d'E/S, les temporisateurs ADC, etc. sur une seule puce. Il s'agit d'une puce dédiée appelée ordinateur monopuce.

Le microcontrôleur 8051 est un microcontrôleur 8 bits populaire. Il est basé sur le noyau CISC 8 bits de l'architecture Harvard. Il est disponible sous forme de puce DIP à 40 broches et fonctionne avec une entrée CC de 5 volts.

Schéma fonctionnel du microcontrôleur 8051

Caractéristiques principales du microcontrôleur 8051

• Mémoire de programme sur puce de 4 Ko (ROM et EPROM).
• Mémoire de données sur puce (RAM) de 128 octets.
• Bus de données 8 bits, bit d'adresse 16 bits et deux temporisateurs 16 bits T0 et T1
• 32 registres à usage général chacun de 8 bits et cinq interruptions.
• Quatre ports parallèles chacun de 8 bits avec un total de 32 lignes d'E/S.
• Un compteur de programme 16 bits, un pointeur de pile et un pointeur de données 16 bits.
• Cycle d'instructions d'une microseconde avec cristal de 12 MHz.
• Un port de communication série duplex terne.

Description de la broche

Le microcontrôleur 8051 est disponible en configuration DIP 40 broches. Parmi 40 broches, 32 broches sont allouées pour quatre ports parallèles P0, P1, P2 et P3, chaque port occupant 8 broches. Les broches restantes sont VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA et PSEN.

Un oscillateur à cristal de quartz est connecté entre les broches XTAL1 et XTAL2 avec une valeur de condensateur de 30pF. Si une source autre que l'oscillateur à cristal est utilisée, les broches XTAL1 et XTAL2 sont laissées ouvertes.

Communication série dans le microcontrôleur 8051

Le microcontrôleur 8051 possède deux broches pour transférer et recevoir les données via une communication série. Ces deux broches font partie d'un port P3 (P3.0 et P3.1).

Ces broches sont compatibles TTL et nécessitent donc un pilote de ligne pour les rendre compatibles RS232. MAX232 est utilisé comme pilote de ligne. La communication série est contrôlée par un registre à 8 bits appelé registre SCON.

Applications du circuit de détection d'objets à ultrasons

• Ce projet peut être utilisé pour des applications telles que la photographie animalière (Motion Sensing Camera Trigger), la surveillance des zones de sécurité, etc.
• Nous pouvons mesurer avec précision les distances avec le circuit de détection d'objets à ultrasons.
• Ce circuit peut être utilisé comme une alarme antivol.
• Utilisé pour développer des systèmes de sécurité, des expositions animées interactives, des systèmes d'aide au stationnement et une navigation robotique.

Ainsi, il s'agit de créer un circuit de détection d'objets à ultrasons à l'aide du microcontrôleur 8051. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ce concept. De plus, pour toute question concernant ce sujet ou des projets basés sur la technologie sans fil, veuillez faire part de vos précieuses suggestions en commentant la section des commentaires ci-dessous.