Хэт авианы мэдрэгчийн интерфэйстэй DIY дижитал зайн хэмжилт: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Энэхүү зааварчилгааны зорилго нь GreenPAK SLG46537 -ийн тусламжтайгаар дижитал зайны мэдрэгчийг зохион бүтээх явдал юм. Энэхүү систем нь хэт авиан мэдрэгчтэй харьцах зорилгоор бичил биетэн ба GreenPAK -ийн бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан бүтээгдсэн болно.

Энэхүү систем нь нэг удаагийн блокыг хянах зориулалттай бөгөөд энэ нь хэт авианы мэдрэгчийн шаардлагатай өргөнтэй гох импульсийг үүсгэж, буцаж буй цуурай дохиог (хэмжсэн зайтай пропорциональ) 8 зайн ангилалд ангилах болно.

Энэхүү интерфейсийг дижитал зайны мэдрэгчийг жолоодоход туслах зогсоолын систем, робот техник, анхааруулах систем гэх мэт олон төрлийн хэрэглээнд ашиглах боломжтой.

Доор бид хэт авианы мэдрэгчийн интерфэйсээр дижитал зайны хэмжилтийг бий болгох шийдлийг хэрхэн програмчилсан болохыг ойлгоход шаардлагатай алхмуудыг тайлбарласан болно. Гэсэн хэдий ч хэрэв та програмчлалын үр дүнг авахыг хүсч байвал GreenPAK програмыг татаж аваад аль хэдийн дууссан GreenPAK дизайны файлыг үзнэ үү. GreenPAK Development Kit -ийг компьютер дээрээ залгаж, хэт авианы мэдрэгч интерфэйстэй дижитал зайн хэмжилтийг бий болгохын тулд програмыг дарна уу.

Алхам 1: Дижитал хэт авианы мэдрэгчтэй интерфэйс

Зохион бүтээсэн систем нь хэт авианы мэдрэгч рүү 100 мс тутамд триггер импульс илгээдэг. GreenPAK -ийн дотоод бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бичил биетний хамт мэдрэгчээс ирж буй цуурай дохионы ангиллыг хянадаг. Зохион байгуулалттай бичил уурхайн систем нь хэт авианы мэдрэгчийн цуурайг ангилахдаа 8 мужийг (0 -ээс 7 хүртэлх төлөв) ашигладаг бөгөөд систем нь цуурайтсан дохиог хүлээж байх үед мужуудаар дамжин шилжих техникийг ашигладаг. Ийм байдлаар бичил биет нь муж улсуудаар дамжих тусам цөөн тооны LED гэрэл асдаг.

Систем нь 100 мс тутамд (секундэд 10 удаа) хэмжилт хийснээр мэдрэгчээр хэмжсэн зайн өсөлт, бууралтыг харахад хялбар болно.

Алхам 2: Хэт авианы зайн мэдрэгч

Энэхүү програм дээр ашиглах мэдрэгч нь HC-SR04 бөгөөд үүнийг доорх Зураг 1-т үзүүлэв.

Мэдрэгч нь зүүн талын зүү дээр 5 В -ийн эх үүсвэр, баруун талын зүү дээр GND холболтыг ашигладаг. Энэ нь нэг оролттой бөгөөд энэ нь гох дохио, нэг гаралт нь цуурай дохио юм. GreenPAK нь мэдрэгчийн тохирох гох импульсийг бий болгодог (мэдрэгчийн мэдээллийн хүснэгтийн дагуу 10 хүн) ба мэдрэгчийн өгсөн цуурайтсан импульсийн дохиог (хэмжсэн зайтай пропорциональ) хэмждэг.

Бүх логикийг ASM, саатал блок, тоолуур, осциллятор, D флипфлопс, нэг удаагийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан GreenPAK-д байрлуулсан болно. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хэт авианы мэдрэгчийн шаардлагатай оролтын гох импульсийг үүсгэж, буцаж буй цуурайны импульсийг дараах хэсгүүдэд нарийвчлан зайг бүс болгон хэмжсэн зайтай пропорциональ байдлаар ангилахад ашигладаг.

Төсөлд шаардлагатай холболтыг Зураг 2 -т үзүүлэв.

Мэдрэгчийн хүссэн оролтын гох нь GreenPAK -ийн үүсгэсэн гаралт бөгөөд мэдрэгчийн цуурай гаралтыг GreenPAK ашиглан зайг хэмжихэд ашигладаг. Системийн дотоод дохио нь мэдрэгчийг ажиллуулахын тулд шаардлагатай импульсийг бий болгохын тулд нэг удаагийн бүрэлдэхүүн хэсгийг жолоодох бөгөөд буцах цуурайг D flip-flops, логик блокууд (LUT ба инвертер), тоологч блок ашиглан ангилна. 8 зайны бүс. Төгсгөлд нь байгаа D flip-flops нь дараагийн хэмжилт хийх хүртэл гаралтын LED дээрх ангиллыг хадгалах болно (секундэд 10 хэмжигдэхүүн).

Алхам 3: GreenPAK дизайнерын тусламжтайгаар хэрэгжүүлэх

Энэхүү загвар нь GreenPAK -ийн төрийн машины ажиллагааг харуулах болно. Санал болгож буй муж машинд найман муж байгаа тул GreenPAK SLG46537 програмд тохиромжтой. Энэхүү машиныг Зураг 3 -т үзүүлсэн шиг GreenPAK Designer програм хангамж дээр бүтээсэн бөгөөд гаралтын тодорхойлолтыг Зураг 4 -ийн RAM диаграммд тусгасан болно.

Аппликешнд зориулагдсан хэлхээний бүрэн диаграммыг Зураг 5 -аас харж болно. Блокууд ба тэдгээрийн функцийг Зураг 5 -аас хойш тайлбарласан болно.

Зураг 3, Зураг 4, Зураг 5-т харуулснаар энэхүү систем нь CNT2/DLY2 блокыг нэг удаагийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглан хэт авианы зайн мэдрэгчийн 10-ийн гох импульс үүсгэх дараалсан төлөвт ажиллахаар бүтээгдсэн болно. PIN4 TRIG_OUT гаралт дээр дохио үүсгэхийн тулд OSC1 CLK -аас 25 МГц давтамжтай. Энэхүү нэг удаагийн бүрэлдэхүүн хэсгийг 100 ms тутамд CNT4/DLY4 тоолуурын блок (OSC0 CLK/12 = 2kHz цаг) өдөөдөг бөгөөд мэдрэгчийг секундэд 10 удаа асаана. Хугацаа нь хэмжсэн зайтай пропорциональ байдаг цуурай дохио нь PIN2 ECHO оролтоос ирдэг. DFF4 ба DFF4, CNT3/DLY3, LUT9 бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бичил уурхайн төлөв байдлыг дагаж мөрдөх хоцролтыг бий болгодог. Зураг 3 ба Зураг 4 -т харуулснаар систем нь муж улсуудаар дамжин өнгөрөх тусам гаралт багасна.

Алсын зайн алхамууд нь 1.48 мс (цуурай дохио) бөгөөд энэ нь Формула 1 -д үзүүлсэн шиг 0.25 см -ийн өсөлттэй пропорциональ байна. Ийм байдлаар бид 25 см -ийн алхмаар 0 -ээс 2 м хүртэлх 8 зайн бүстэй болно. Хүснэгт 1.

Алхам 4: Үр дүн

Загварыг туршиж үзэхийн тулд програм хангамжаар хангагдсан эмуляц хийх хэрэгсэлд ашиглагдаж буй тохиргоог Зураг 6 -аас харж болно. Эмуляцийн програм хангамжийн тээглүүр дээрх холболтыг 2 -р хүснэгтээс харж болно.

Эмуляцийн туршилтууд нь хэт авианы мэдрэгчтэй харьцах интерфэйсийн системийг бий болгосноор дизайн нь төлөвлөсний дагуу ажилладаг болохыг харуулж байна. GreenPAK -ийн өгсөн эмуляц хийх хэрэгсэл нь чип програмчлахгүйгээр дизайны логикийг туршиж үзэх, хөгжүүлэлтийн процессыг нэгтгэх таатай орчинг бүрдүүлэх гайхалтай симулятор хэрэгсэл болсон юм.

Мэдрэгчийн нэрлэсэн хүчдэлийг хангахын тулд 5 В -ийн гадаад эх үүсвэр (зохиогчийн зохиосон, боловсруулсан) ашиглан хэлхээний туршилтыг хийсэн. Зураг 7 -д ашигласан гадаад эх үүсвэрийг (020 В гадаад эх үүсвэр) харуулав.

Хэлхээг шалгахын тулд мэдрэгчийн цуурай гаралтыг PIN2 оролт дээр, гох оролтыг PIN4 дээр холбосон болно. Энэхүү холболтын тусламжтайгаар бид 1 -р хүснэгтэд заасан зай тус бүрийн хэлхээг туршиж үзэх боломжтой бөгөөд үр дүн нь Зураг 8, Зураг 9, Зураг 10, Зураг 11, Зураг 12, Зураг 13, Зураг 14, Зураг дээр дараах байдлаар гарсан болно. 15 ба Зураг 16.

Үр дүн нь хэлхээ нь хүлээгдэж буй байдлаар ажилладаг бөгөөд GreenPAK модуль нь хэт авианы зайн мэдрэгчийн интерфейс болж ажиллах чадвартай болохыг нотолж байна. Туршилтаас харахад зохион бүтээсэн хэлхээ нь төрийн машин ба дотоод бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан шаардлагатай гох импульсийг үүсгэж, буцаж буй цуурайны хоцролтыг тодорхой ангилалд (25 см -ийн алхамтай) ангилж болно. Эдгээр хэмжилтийг системээр онлайнаар хийсэн бөгөөд 100 мс тутамд (секундэд 10 удаа) хэмждэг бөгөөд энэ хэлхээ нь машины зогсоолын туслах төхөөрөмж гэх мэт зайг хэмжих тасралтгүй хэрэглээнд сайн ажилладаг болохыг харуулж байна.

Алхам 5: Боломжит нэмэлтүүд

Төслийн цаашдын сайжруулалтыг хэрэгжүүлэхийн тулд дизайнер нь хэт авианы мэдрэгчийн хүрээг бүхэлд нь багтаах зайг нэмэгдүүлэх боломжтой (одоогоор бид талбайн талыг 0 м -ээс 2 м хүртэл ангилах боломжтой бөгөөд бүрэн хүрээ нь 0 м -ээс 4 м хүртэл байна)). Өөр нэг сайжруулалт бол хэмжсэн цуурайны импульсийг BCD дэлгэц эсвэл LCD дэлгэц дээр хөрвүүлэх явдал юм.

Дүгнэлт

Энэхүү зааварт гарын авлагад тоон хэт авианы зайн мэдрэгчийг GreenPAK модулийг ашиглан мэдрэгчийг жолоодох, түүний цуурай импульсийн гаралтыг тайлбарлах хяналтын нэгж болгон ашигласан болно. GreenPAK нь системийг удирдахын тулд хэд хэдэн дотоод бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хамт бичил биетийг хэрэгжүүлдэг.

GreenPAK програм хангамж, хөгжлийн самбар нь хөгжүүлэлтийн явцад хурдан загварчлах, загварчлах маш сайн хэрэгсэл болох нь батлагдсан. ASM, осциллятор, логик, GPIO зэрэг GreenPAK -ийн дотоод нөөцийг энэхүү дизайны хүссэн функцийг хэрэгжүүлэхийн тулд тохируулахад хялбар байсан.