Slide 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Đề tài Tìm hiểu về cảm biến siêu âm Thiết kế mạch đo khoảng cách hiển thị ra LED 7 đoạn BÁO CÁO GIỮA ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN Giáo[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO GIỮA ĐỒ ÁN VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: Tìm hiểu cảm biến siêu âm - Thiết kế mạch đo khoảng cách hiển thị LED đoạn Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Khắc Nguyên Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trọng Nhân Hoàng Quốc Trung Nguyễn Minh Nghĩa Hồ Thanh Nhã Nguyễn Hải Nam B2016722 B2016743 B2016781 B2016721 B2016780 I – GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Yêu cầu giới hạn đề tài a) Yêu cầu: • Thiết kế mạch cảm biến siêu âm đo khoảng cách hiển thị LED đoạn b) Giới hạn đề tài: • Dùng cảm biến siêu âm để đo khoảng cách vật thể 1.2 Mục tiêu đề tài _Một số mục tiêu cần đạt thực đề tài: • Hiểu cấu tạo vi điều khiển MSP430 • Tìm hiểu cấu tạo hoạt động cảm biến siêu âm • Cách lập trình ngơn ngữ C, sử dụng phần mềm IAR để lập trình cho họ vi điều khiển MSP430 II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Linh kiện sử dụng a) Vi điều khiển MSP430G2553 Launchpad MSP430 bảng phát triển thiết kế tất ứng dụng dựa Arduino hai có khả tính tương tự nhau. Tương tự như Arduino được phát triển điều khiển AVR, MSP430 phát triển trên bộ vi điều khiển TI MSP430. II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Các tính MSP430 + Cấu trúc sử dụng nguồn thấp giúp kéo dài tuổi thọ Pin • Duy trì 0.1µA dịng ni RAM • Chỉ 0.8µA real-time clock ã 250 àA/ MIPS + B tng t hiệu suất cao cho phép đo xác • 12 bit 10 bit ADC-200 kskp, cảm biến nhiệt độ, Vref • 12 bit DAC • Bộ giám sát điện áp nguồn II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Các tính MSP430 + 16 bit RISC CPU cho phép nhiều ứng dụng, thể phần kích thước Code lập trình • Thanh ghi lớn nên loại trừ trường hợp tắt nghẽn tập tin làm việc • Thiết kế nhỏ gọn làm giảm lượng tiêu thụ điện giảm giá thành • Tối ưu hóa cho chương trình ngơn ngữ bậc cao C, C++ • Có chế độ định địa • Khả ngắt theo véc tơ lớn + Trong lập trình cho nhớ Flash cho phép thay đổi Code cách linh hoạt, phạm vi rộng, nhớ Flash cịn lưu lại nhật ký liệu II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Sơ đồ chân • P1.0 đến P1.7 P2.0 đến P2.5 (Chân GPIO): chân I/O vi điều khiển đưa bảng mạch để giao tiếp • P1.3 (Nút nhấn): Sử dụng kích tín hiệu chức q trình hoạt động • P1.0 & P1.6 (Đèn LED): Sử dụng báo trạng thái trình hoạt động • RESET: Nếu nhấn, vi điều khiển reset • Nguồn: kết nối nguồn điện sau lập trình • Bộ dao động thạch anh: Để cấp nguồn xung nhịp xác • Đầu nối eZ430: Cung cấp cầu nối bảng mạch mô bảng mạch Vi điều khiển. Có thể ngắt kết nối để cách lý hai phần • Cổng lập trình(Đầu nối USB trên): Được kết nối với PC (Để lập trình cấp nguồn) cổng II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Sơ đồ khối II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI b) Cảm biến siêu âm • HC-SR04 cảm biến siêu âm phổ biến sử dụng nhiều ứng dụng xác định khoảng cách đối tượng mục tiêu Module có hai mắt phía trước tạo thành phát thu sóng siêu âm • Nó đo khoảng cách xác cơng nghệ khơng tiếp xúc, tức khơng có tiếp xúc vật lý cảm biến vật thể • Bộ phát thu hai phận cảm biến, phát chuyển đổi tín hiệu điện thành sóng siêu âm, cịn thu chuyển đổi tín hiệu siêu âm trở lại thành tín hiệu điện Các sóng siêu âm tín hiệu âm đo hiển thị đầu nhận • Nó cung cấp chi tiết đo lường xác kèm với độ phân giải khoảng 3mm, có khác biệt nhỏ khoảng cách tính tốn từ đối tượng khoảng cách thực tế II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Chức chân cảm biến Vị trí chân Tên chân VCC TRIGGER ECHO GROUND Chức Chân VCC cấp nguồn cho cảm biến, thường + 5V Chân TRIGGER chân đầu vào Chân phải giữ mức cao 10us để khởi tạo phép đo cách gửi sóng siêu âm Chân ECHO chân đầu Chân mức cao khoảng thời gian với thời gian để sóng siêu âm quay trở lại cảm biến Chân GROUND nối đất II – GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI Thơng số kỹ thuật • • • • • • • Điện áp hoạt động: + 5V Khoảng cách đo: 2cm đến 400cm Độ xác: 3mm Góc đo bao phủ: