Maendeleo ya Ultrasonic Rangefinder kwa Maegesho

Ukuzaji wa Kitafuta Masafa ya Ultrasonic kwa Maegesho

Muhtasari: Karatasi hii inaeleza kanuni ya msingi ya kitafuta masafa ya angavu kwa ajili ya maegesho ambayo hutengenezwa kwa kutumia teknolojia ya microprocessor. Mtindo wa kipimo na hesabu wa Hisabati pamoja na mbinu za utambuzi pia hujadiliwa. Mbinu ya urekebishaji wa programu hutumiwa kuongeza usahihi wa upimaji na kutegemewa. Utumaji halisi unaonyesha kuwa usalama hulipiwa bima wakati wa maegesho.

Maneno muhimu: Microprocessor ya Ultrasonic ya kutafuta anuwai

Kwa uboreshaji unaoendelea wa viwango vya maisha, mwamko wa utumiaji wa magari yanayoingia kwenye familia unaongezeka. Umiliki wa magari ya mijini nchini China umeongezeka kwa kasi. Kutokana na hali hiyo ajali za barabarani zinaongezeka siku hadi siku hasa mijini. Ukuzaji wa mfumo wa usafirishaji wa akili ni mwelekeo muhimu wa maendeleo ya usafirishaji katika karne ya 21. Mfumo wa uchukuzi wa akili (ITS) unatoa uchezaji kamili kwa uwezo wa miundombinu iliyopo na kuboresha ufanisi wa usafirishaji. Ufanisi bora wa kuhakikisha usalama wa trafiki, kupunguza msongamano wa magari na kuboresha mazingira ya mijini umeshughulikiwa sana na serikali katika viwango vyote. Serikali ya China pia inatilia maanani sana utafiti, maendeleo, ukuzaji na matumizi yake. Yaliyojadiliwa katika karatasi hii yanaangazia ulinzi wa kurudisha nyuma, ambao unaweza kuzuia vizuizi na watembea kwa miguu ambao wanaweza kusababisha madhara kwa kurudi nyuma. Epuka kwa ufanisi hasara za kiuchumi na matatizo ya usalama wa kibinafsi yanayosababishwa na kurudi nyuma. Magari ya kigeni ya hali ya juu yamewekwa na mifumo sawa wakati wanatoka kiwandani.

Mfumo huu una sehemu tatu: (1) vichunguzi viwili vya angani vya hewa vilivyo na kipitishi sauti sawa ili kugundua vizuizi vilivyo upande wa kushoto na kulia wa nyuma ya mkia wa gari. (2) Mzunguko wa udhibiti unajumuisha kompyuta ndogo ya chip moja na mzunguko wa upitishaji na upokezi wa ultrasonic. (3) Saketi ya kuonyesha umbali na kengele inayosikika na inayoonekana.

Mfumo unatambua fahirisi za kiufundi zifuatazo; Mpangilio wa njia mbili za ultrasonic, umbali wa onyesho la dijiti, masafa ya umbali wa haraka ya sauti, masafa ya masafa ya onyesho la safu mlalo ya nixie.

Viashiria mahususi ni kama vifuatavyo: I. njia mbili za nafasi ya ultrasonic, na angle mbalimbali ya kutambua ya kila chaneli ni 14o

Onyesho la umbali wa bomba la nixie la tarakimu tatu

Sehemu ya III ya masafa ya masafa ya sauti ya sehemu nne, onyesho la umbali wa bomba la nixie nyekundu, kijani na bluu

Joto la kazi: - 20-60

azimio la kipimo ni 1cm, na kosa ni chini ya 0.5%.

Kijaribio kina usahihi wa juu wa kipimo na mbinu mbalimbali za haraka, ambazo zinaweza kukidhi mahitaji ya lengo la mazingira tofauti ya kazi.

3 Muundo wa mzunguko wa vifaa na kanuni ya kufanya kazi

3.1 chip kudhibiti

AT89C2051 hutumika kama kidhibiti katika ala ndogo zenye utendakazi wa gharama ya juu. Mfumo wa mafundisho unaendana kikamilifu na 8031. Ina miundo yote ya kazi ya 8031 ​​isipokuwa bandari za P0 na P2. Mfumo wa udhibiti wa kipimo unaojumuisha una faida za mzunguko rahisi, kuegemea juu na kiasi kidogo; Kiasi cha kudhibiti na kupeleka na kupokea mzunguko ni, na mchoro wa kuzuia utungaji wa vifaa umeonyeshwa kwenye Mchoro 1;

Lango za P1.4 na P1.5 za kompyuta ndogo ndogo zimepangwa kama bandari za kutoa ili kutoa mawimbi ya mraba 40KHz kwa muda wa 0.2ms, na kuituma tena kila 19.8ms, yaani, marudio ya chaneli mbili za ultrasound ni. Kasi ya uenezi wa ultrasound katika hewa kwenye joto la kawaida ni 340m / s, ambayo huamua umbali wa juu wa kugundua wa chombo. Hali halisi ni kwamba kwa sababu maagizo yanahitaji muda wa kukimbia, na wakati maambukizi na mapokezi yote yamekamilika, programu itatuma maonyesho. Wakati marudio ya kurudia ni karibu 50Hz, umbali wa juu wa kugundua ni 1.5m. Mawimbi ya bandari za P1.4 na P1.5 yanaonyeshwa kwenye Mchoro 2. P1.6 na P1.7 zimepangwa kama bandari za kuingiza ili kupokea mwangwi wa ultrasonic ipasavyo.

P3.2-p3.5 imepangwa kama mlango wa kutoa, p3.2-p3.4 inadhibiti sehemu ya data ya sauti ya chipu ya sauti ya isd1110, na p3.5 inadhibiti wakati wa kucheza.

Onyesho hupitisha utambazaji unaobadilika, milango ya mfululizo ya RXD na TXD hutumika kutuma data ya onyesho, na p1.0-p1.3 hutumika kutuma vipande vya kuonyesha. Kwa kuwa P1.0 na P1.1 hawana upinzani wa ndani wa kuvuta-up, upinzani wa nje wa kuvuta-up wa 4.7K utaunganishwa kwa mtiririko huo katika maombi.

Mzunguko unachukua max810 kuweka upya chip maalum. Kwa sababu usambazaji wa umeme kwenye gari unachukua DC 12V. Betri na jenereta zimeunganishwa kwa usawa. Chini ya hali mbaya ya kufanya kazi (kama vile wakati wa kuanza kwa injini), voltage inashuka hadi karibu 6V. Ugavi wa nguvu wa microcomputer moja ya chip huchukuliwa kutoka kwa 12V ya gari, ambayo itakuwa uingiliaji mkubwa kwa uendeshaji wa kawaida wa microcomputer moja ya chip, na programu itafanya kazi. Max810 inaweza kutatua shida hii. Kazi yake ni kufuatilia voltage ya usambazaji wa nguvu ya microcomputer moja ya chip; Wakati voltage ya usambazaji iko chini kuliko kizingiti kilichowekwa, max810 huweka upya na inaendelea kwa 140ms wakati voltage ya usambazaji inarudi juu ya kizingiti. Hii inaweza kusuluhisha vizuri uingiliaji unaosababishwa na voltage ya usambazaji wa nguvu isiyo na utulivu ya kompyuta ndogo ya chip.

3.2 saketi ya upitishaji na upokezi ya alazaini

Mizunguko miwili ya kupitisha na kupokea ina muundo sawa na hufanya kazi kwa zamu. Mizunguko miwili ina muundo sawa. Kanuni imeonyeshwa kwenye Mchoro 3;

3.2.1 kusafirisha mzunguko

Kwa kuwa bandari ya P1 ya kompyuta ndogo ndogo inaweza kutoa ujazo wa sasa wa 20mA inapotumiwa kama bandari ya IO, na uwezo wa sasa wa kunyonya ni mdogo, bomba la NPN huunganishwa nje ili kuboresha uwezo wake wa sasa wa kutoa. Hakikisha kuwa mawimbi ya mpigo ya 40KHz ina nguvu fulani.

3.2.2 kupokea mzunguko

Mzunguko wa kupokea hujumuisha preamplifier; Ukuzaji wa chujio cha bendi; Uundaji wa mwangwi na uboreshaji-mbili. Kiambishi awali kinaweza kukuza mawimbi madogo kwa ufanisi na kuboresha uzuiaji wa ingizo wa saketi nzima ya ukuzaji. Katika mzunguko huu, upanuzi wa kichujio cha kichujio cha hatua mbili za hatua ya pili ya faida isiyo na kipimo imeundwa, na mzunguko wa kituo ni 40KHz; Ongezeko la hatua ya kwanza ni A1 = - 120 na faida ya hatua ya pili ni A1 = - 320, ambayo inahakikisha kwamba ishara ya volt micro inakuzwa hadi hatua ya volt kwa ajili ya kuunda na binarization. Kazi ya kuchagiza na mzunguko wa binarization ni kuchunguza ishara ya echo kwenye ishara moja ya polarity; Binarization, i.e. kidogo a / D, inaweka kiwango cha kizingiti, inabadilisha echo ya analog kuwa ishara ya kiwango na kuiingiza kwa P1.6.

3.3 mzunguko wa kengele ya sauti

Kama matokeo ya chombo cha kupimia, kengele ya sauti ni angavu na rahisi kuelewa, na kiolesura cha mashine ya mtu ni rafiki. Kwa kuzingatia kwamba dereva kwa ujumla hana muda wa kukadiria chombo kwenye gari wakati wa kurudi nyuma na kuzingatia sehemu ya nyuma ya gari, muda hupitisha kengele ya sauti. Kwa sasa, kuna aina nyingi za bidhaa za teknolojia ya sauti kwenye soko. Mzunguko huu unachukua chipu ya sauti ya isd1110 ya kampuni ya ISD, na chip inachukua (DAST) teknolojia ya uhifadhi wa analogi ya moja kwa moja, ambayo ina kiwango cha juu cha ujumuishaji. Muda wa kurekodi na kucheza ni sekunde 10 na umegawanywa katika sehemu 80. Kidhibiti cha kompyuta ndogo kinaweza kuunganishwa kwa urahisi ili kutoa mawimbi ya sauti yanayohitajika. Katika programu, mfumo wa uendelezaji wa kujitegemea utahitajika, na sauti itarekodiwa kwenye chip na kuunganishwa kwenye mfumo kwa kutumia bandari ya sambamba ya PC. Jumla ya sehemu 4 zilirekodiwa, ambazo ni; "eneo la mita 1.5"; "eneo la m 1"; "eneo la mita 0.5"; "Punguza kengele ya muziki ya onyo". Cheza aya inayolingana mara kwa mara kulingana na umbali uliopimwa. Ikiwa matokeo ya kipimo ni 0.8m, ripoti "eneo la 1m". Kiolesura cha mzunguko wa kudhibiti kinaonyeshwa kwenye Mchoro 4; A3, A4 na A5 ya isd1110 chagua sehemu za kengele, uchezaji umeunganishwa kwa p3.5, na ukingo unaoanguka huchochea uchezaji tena.

3.4 mzunguko wa kuonyesha

Mbali na kengele ya sauti, kengele ya macho ni hali nyingine ya kengele inayofaa. Kuna aina mbili za kengele ya macho katika muundo. Mirija mitatu ya nixie inaonyesha umbali wa sasa wa majaribio (kitengo: mm), onyesho la masafa ya juu "---", umbali kutoka kinyume hadi kizuizi ni chini ya 25mm, onyesho la "SOS" linawaka, na sauti inacheza onyo. muziki. Safu ya zilizopo za nixie ina mbili nyekundu, mbili za kijani na mbili za bluu, zinazoonyesha umbali wa jamaa. Wakati thamani iliyopimwa ni kubwa kuliko 1m, angalau mirija miwili ya kijani huwashwa; Wakati thamani iliyopimwa ni kubwa kuliko 0.5m, mirija miwili ya kijani imewashwa, na angalau mirija miwili ya njano huwashwa; Wakati thamani iliyopimwa ni kubwa kuliko 0.3m, mirija miwili ya kijani na njano huwashwa, na angalau mirija miwili nyekundu huwashwa. Tube ya safu mlalo ya nixie huonyesha thamani inayolingana ya umbali wa majaribio. Kadiri umbali unavyokaribia, ndivyo tarakimu zaidi za taa za bomba la nixie.

Mchoro wa mpangilio wa umeme umeonyeshwa kwenye Mchoro 5. Toleo la serial la RXD hutumiwa kuonyesha data, mapigo ya ulandanishi ya matokeo ya TXD, na kipande cha 164 kinatumika kubadilisha data ya mfululizo kuwa data sambamba - P1.3 pato kama udhibiti wa nafasi, kuwasha bomba la nixie na safu mlalo. Kwa kuwa P1.0 na P1.1 hazina upinzani wa kuvuta-juu, upinzani wa kuvuta-up wa 4.7K unapaswa kuunganishwa wakati zinatumiwa kama bandari za IO. Ili kuongeza uwezo wa kuendesha gari, mc1413 huongezwa kwenye udhibiti wa nafasi.

Mpango huo una programu kuu (Mchoro 6), programu ya huduma ya kukatiza (Mchoro 7) na subroutine ya kuonyesha (Mchoro 8). Timer T0 inatumika kwa milisekunde 10, na mpigo wa 40KHz hutumwa kwa P1.4 mwanzoni mwa kuweka muda ili kuuliza kama kuna mwangwi katika P1.6. Ikiwa kuna echo, inaweza kupatikana kutoka kwa muda wa t0 t na kasi ya sauti V (m); Ikiwa 10ms imefika bila mwangwi, muda wa t0 utakatiza. Katika t0 kukatiza huduma ndogo, andika onyesho "---" kwa bafa ya onyesho, weka biti ya bendera, tathmini biti ya bendera ili kubainisha kuondoka kwa utaratibu mdogo wa huduma, na usasishe biti ya bendera kabla ya kurejea. Kazi ya bendera kidogo ni kuhakikisha P1.4 na P1.6; P1.5 na P1.7 kutuma na kupokea kwa zamu. Onyesho huchukua utambazaji unaobadilika. Kila wakati programu kuu inakamilisha uwasilishaji na mapokezi ya chaneli moja, hutuma onyesho. Kila onyesho huanzisha mlango wa serial mara nne, na sehemu ya kuonyesha inayolingana imewekwa kuwa ya chini. Wakati huo huo, cheza sehemu ya haraka inayolingana kulingana na matokeo ya kipimo.

Wakati gari linafanya kazi, kuna mionzi yenye nguvu ya umeme kutokana na moto wa umeme wa juu-voltage, na mazingira ya sumakuumeme ni mbaya. Kwa hiyo, tatizo la kupambana na kuingiliwa linazingatiwa katika vifaa na programu;

Kwa upande wa vifaa, mapokezi ya ultrasonic ni ishara ndogo katika hatua ya mbele. Sensor imeunganishwa na waya wa hali ya juu wa msingi mmoja uliokingwa ili kuhakikisha upitishaji wa kuaminika wa mawimbi madogo. Katika hatua ya ukuzaji wa ishara, uchujaji wa bendi-pasi ya hatua mbili hutumiwa kuchuja uingilivu wa juu-frequency na chini-frequency. Ugavi wa nguvu wa sehemu ya dijiti na sehemu ya analogi hutolewa tofauti. Sanduku la kidhibiti hutumia ganda la chuma kukinga sehemu ya nje ya sumakuumeme. Programu hutumia mbinu ya kuondoa thamani ya jumla, na kila matokeo ya kipimo ni kundi la mara tatu. Kwanza, thamani ya jumla imeondolewa, na kisha matokeo ya wastani ya kipimo yaliyotumwa kwenye maonyesho yanapatikana. Matumizi ya wastani wa ujazo huzingatia utendaji wa wakati halisi wa kipimo. Wakati wa kurudi nyuma, sijali sana kuhusu umbali halisi kutoka kwa kikwazo; Ni kama kuna vikwazo na umbali gani kutoka nyuma ya gari. Mazoezi yamethibitisha kuwa hatua hizi zimepata matokeo mazuri.

Chombo hicho kimetumika na kufikia lengo lililopangwa mapema. Katika mchakato wa kurudisha nyuma, inatambua ugunduzi wa kiotomatiki wa vizuizi ndani ya 1.5m kutoka nyuma ya kushoto na kulia ya gari na watembea kwa miguu wanaoingia kwa ghafla katika eneo hatari, na inatoa kengele na kumfanya dereva kuchukua hatua. Kwa madereva wapya, jukumu lake ni dhahiri zaidi. Wanajua vizuri katika mchakato wa kurudi nyuma, ambayo inaboresha sana usalama wakati wa kurudi nyuma.