Sommario:
- Fase 1: Descrizione Componenti
- Passaggio 2: come funziona?
- Passaggio 3: programmazione del firmware del microcontrollore
- Passaggio 4: assemblaggio del circuito del sensore di distanza a ultrasuoni
Video: Microcontrollore AVR. Sensore di distanza ad ultrasuoni. HC-SR04 su LCD NOKIA 5110: 4 passaggi
2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02
Ciao a tutti!
In questa sezione realizzo un semplice dispositivo elettronico per rilevare la distanza e questi parametri vengono visualizzati sul display LCD NOKIA 5110. I parametri vengono visualizzati sotto forma di diagramma e numeri. Il dispositivo è basato sul microcontrollore AVR ATMEGA328P. Il dispositivo è dotato di sensore a ultrasuoni di distanza HC-SR04.
Fase 1: Descrizione Componenti
Componenti di base del dispositivo:
- Microcontrollore AVR «ATMEGA328P»
- LCD grafico monocromatico «NOKIA 5110»
- Sensore di distanza ad ultrasuoni «HC-SR04»
Microcontrollore AVR «ATMEGA328P»
Caratteristiche coinvolte:
- Interruzione timer/contatore a 16 bit
- Interruzioni esterne
- Interfaccia seriale SPI master/slave
LCD grafico monocromatico «NOKIA 5110»
Specifiche:
- Display LCD a 48 x 84 punti
- Interfaccia bus seriale con massima velocità 4 Mbit/s
- Controller/Driver interno «PCD8544»
- Retroilluminazione a LED
- Funziona a tensione 2,7 V-5 V, basso consumo energetico, è adatto per applicazioni a batteria
- Intervallo di temperatura da -25˚C a +70˚C
- Supporta l'ingresso CMOS del segnale
Sensore di distanza ad ultrasuoni «HC-SR04»
Caratteristiche e specifiche:
- Alimentazione: +5 V CC
- Corrente di riposo: < 2 mA, corrente di lavoro: 15 mA
- Distanza di portata: 2 cm - 400 cm / 1" - 13 piedi, risoluzione: 0,3 cm
- Angolo di misurazione: 30 gradi
- Ingresso trigger Larghezza dell'impulso: 10uS
- Dimensioni: 45 mm x 20 mm x 15 mm
Passaggio 2: come funziona?
Il sensore a ultrasuoni funziona secondo il principio del sistema SONAR e RADAR che viene utilizzato per determinare la distanza da un oggetto.
Un sensore a ultrasuoni genera le onde sonore ad alta frequenza (ultrasuoni). Quando questo ultrasuono colpisce l'oggetto, si riflette come un'eco che viene rilevata dal ricevitore come mostrato nella figura sottostante.
Misurando il tempo necessario all'eco per raggiungere il ricevitore, possiamo calcolare la distanza.
Questo è il principio di funzionamento di base del modulo ad ultrasuoni per misurare la distanza.
Nel modulo ad ultrasuoni HCSR04, dobbiamo dare un impulso di trigger, in modo che generi ultrasuoni di frequenza 40 kHz.
Dopo aver generato gli ultrasuoni, ovvero 8 impulsi di 40 kHz, rende il pin dell'eco alto. Il pin dell'eco rimane alto finché non restituisce il suono dell'eco. Quindi la larghezza del pin dell'eco sarà il tempo in cui il suono viaggia verso l'oggetto e ritorna indietro. Una volta ottenuto il tempo, possiamo calcolare la distanza, poiché conosciamo la velocità del suono.
HC-SR04 può misurare fino a un range da 2 cm a 400 cm
Ora come calcolare la distanza: Distanza = Velocità x Tempo
La velocità delle onde sonore è 343 m/s
Distanza totale = 343 x Tempo di alta (Eco) 2
La distanza totale viene divisa per 2 perché il segnale viaggia da HC-SR04 all'oggetto e ritorna al modulo HC-SR04
Passaggio 3: programmazione del firmware del microcontrollore
Scarica il programma С-code del firmware del microcontrollore con commenti.
Quindi compilandolo in un file HEX e caricandolo nella memoria flash del microcontrollore.
Firmware lampeggiante sul microcontrollore:
Caricamento del file HEX nella memoria flash del microcontrollore. Guarda il video con una descrizione dettagliata della masterizzazione della memoria flash del microcontrollore: Masterizzazione della memoria flash del microcontrollore…
Passaggio 4: assemblaggio del circuito del sensore di distanza a ultrasuoni
Collegare i componenti secondo il diagramma schematico.
Collega l'alimentazione e funziona!
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