8051 Circuito de detección de objetos ultrasónicos basado en microcontroladores

El Los sensores ultrasónicos se utilizan para detectar el objeto, medir la distancia del objeto y tienen muchas aplicaciones. Este artículo analiza el circuito del sensor de detección de objetos ultrasónico que utiliza microcontroladores 8051. El sensor ultrasónico proporciona el método más fácil de detección de objetos y proporciona la medición perfecta entre objetos estacionarios o en movimiento. El sensor mide el tiempo requerido para que el eco de sonido regrese y lo envíe al microcontrolador como un pulso de ancho variable.

Circuito de detección de objetos ultrasónicos

Este circuito está diseñado para demostrar la detección de un objeto por delante del transductor ultrasónico. Un transductor ultrasónico consta de un transmisor y un receptor. El transmisor produce una onda de sonido de 40 KHz mientras que el receptor detecta la onda de sonido de 40 KHz y la convierte en señales eléctricas que se envían al microcontrolador.

Diagrama de bloques del circuito de detección de objetos

Requisitos de hardware

• Módulo de sensor ultrasónico
• microcontrolador 8051
• LCD
• LED
• Cristal
• Transistores, diodos, condensadores y resistencias
• Transformador
• Regulador de voltaje
• Pistola magnética

Requisitos de software

• Software IDE de Keil
• C incrustado

Circuito para detección ultrasónica de objetos

Procedimiento de trabajo

Este circuito está diseñado con un microcontrolador 8051 y un sensor ultrasónico. El sensor transmite ondas de sonido ultrasónicas de kHz. Cuando un objeto u obstáculo se acerca al sensor, las ondas sonoras se reflejan. Luego, el receptor detecta la onda de sonido de kHz.

El circuito convierte las señales de sonido en señales eléctricas que se envían al microcontrolador interconectado. El microcontrolador recibe las señales y activa la salida para tomar la acción apropiada. La pantalla LCD conectada al microcontrolador se utiliza para mostrar el estado del módulo.

Este proyecto se puede mejorar para calcular la distancia del objeto y encontrar la ubicación del objeto.

Sensor ultrasónico

El sensor ultrasónico envía un pulso de sonido de alta frecuencia y calcula cuánto tiempo tarda el eco del sonido en retroceder.

La velocidad del sonido es de aproximadamente 341 metros por segundo en el aire. El sensor utiliza la velocidad del sonido en el aire y el tiempo que tarda el sensor en transmitir y recibir el sonido para calcular la distancia. Así detecta el objeto y encuentra la ubicación del objeto.

Distancia =tiempo X (velocidad del sonido) / 2

El sonido tiene que viajar del sensor al objeto y revertirlo, así que divide la velocidad por 2.

Conexión

• Vcc:voltaje de entrada +5 V
• GND:tierra externa
• Activador:Pin digital 2
• Eco:Pin digital 2

El pin Trig se usa para enviar las señales y el pin Echo se usa para escuchar las señales de retorno.

Nota:al instalar, conecte primero el terminal GND; de lo contrario, el módulo puede dañarse.

Especificaciones

• Voltaje de entrada:5 V CC
• Corriente estática:<2 mA
• Voltaje de salida:5 V alto y 0 V bajo
• Rango de detección:2 cm a 500 cm
• Dimensiones:3,4 x 2 x 1,5 cm
• Señal de activación de entrada:impulso TTL de 10 us
• Señal de eco:señal TTL PWM de salida

Ventajas

• Proporciona una medición de distancia precisa y sin contacto dentro de un rango de 2 cm a 3 m.
• La medición ultrasónica funciona en cualquier condición de iluminación, por lo que es un complemento para el detector de objetos por infrarrojos.
• El LED indicador de ráfaga muestra las mediciones en curso.
• El encabezado de 3 pines facilita la conexión a la placa de desarrollo directamente o con un cable de extensión sin soldaduras.

Aplicaciones del sensor ultrasónico

Se utiliza para desarrollar sistemas de seguridad, exhibiciones animadas interactivas, sistemas de asistencia al estacionamiento y navegación robótica.

Microcontrolador 8051

Un microcontrolador es un chip altamente integrado o un microprocesador con todos los periféricos como RAM, ROM, puertos de E / S, Timers ADC, etc. en un solo chip. Es un chip dedicado llamado computadora de un solo chip.

El microcontrolador 8051 es un popular microcontrolador de 8 bits. Se basa en el núcleo CISC de 8 bits de la arquitectura de Harvard. Está disponible como un chip de clavija DIP de 40 pines y funciona con una entrada de CC de 5 voltios.

Diagrama de bloques del microcontrolador 8051

Características destacadas del microcontrolador 8051

• 4 KB de memoria de programa en chip (ROM y EPROM).
• 128 bytes de memoria de datos en chip (RAM).
• bus de datos de 8 bits, bit de dirección de 16 bits y dos temporizadores T0 y T1 de 16 bits
• 32 registros de uso general cada uno de 8 bits y cinco interrupciones.
• Cuatro puertos paralelos de 8 bits cada uno con un total de 32 líneas de E / S.
• Un contador de programa de 16 bits, un puntero de pila y un puntero de datos de 16 bits.
• Ciclo de instrucción de un microsegundo con cristal de 12 MHz.
• Un puerto de comunicación serie dúplex aburrido.

Descripción del pin

El microcontrolador 8051 está disponible en configuración DIP de 40 pines. Entre 40 pines, se asignan 32 pines para cuatro puertos paralelos P0, P1, P2 y P3, cada puerto ocupa 8 pines. Los pines restantes son VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA y PSEN.

Un oscilador de cristal de cuarzo está conectado a través de los pines XTAL1 y XTAL2 con un valor de capacitor de 30pF. Si se utiliza una fuente que no sea un oscilador de cristal, los pines XTAL1 y XTAL2 quedan abiertos.

Comunicación en serie en el microcontrolador 8051

El microcontrolador 8051 tiene dos pines para transferir y recibir los datos a través de la comunicación en serie. Estos dos pines son parte de un puerto P3 (P3.0 y P3.1).

Estos pines son compatibles con TTL y, por lo tanto, requieren un controlador de línea para que sean compatibles con RS232. MAX232 se utiliza como controlador de línea. La comunicación en serie está controlada por un registro de 8 bits llamado registro SCON.

Aplicaciones del circuito de detección de objetos ultrasónico

• Este proyecto se puede utilizar para aplicaciones como fotografía de vida silvestre (gatillo de cámara con detección de movimiento), monitoreo de áreas de seguridad, etc.
• Podemos medir distancias con precisión con el circuito de detección de objetos ultrasónico.
• Este circuito se puede utilizar como alarma antirrobo.
• Se utiliza para desarrollar sistemas de seguridad, exhibiciones animadas interactivas, sistemas de asistencia al estacionamiento y navegación robótica.

Por lo tanto, se trata de hacer un circuito de detección de objetos ultrasónico utilizando el microcontrolador 8051. Esperamos que comprenda mejor este concepto. Además, cualquier consulta con respecto a este tema o proyectos basados ​​en tecnología inalámbrica, brinde sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación.