2. О пис роботи

   1. Технічні характеристики приладу

Робота приладу основана на періодичному випромінюванні ультразвукових імпульсів в напрямку предмету і прийомі відображених від нього ехосигналів. На час від випромінення імпульсу до приходу ехосигналу у мікропроцесорів вмикається таймер, який підраховує час між цими двома діями. Мікропроцесор проводить виміряння із частотою два рази за секунду.

Рис. 2.1. Принципова електрична схема

В имірювальна система створена на базі восьмибітного мікроконтролера AVR ATMEGA-8, ультразвукого датчика відстані HC-SR04 та символьного дворядкового LCD дисплею на базі контролера HD44780.

У приладі доступні два режим роботи, перемикання між якими здійснюється кнопкою на лицьовій стороні. Згідно із технічними характеристиками ультразвукового датчика, максимальна відстань вимірювання становить 400см, мінімальна відстань вимірювання 2см, роздільна здатність приладу становить 1см, а максимальний вимірювальний кут (рис. 2.2.) становить 15.

Для точного результати вимірювання мали меншу похибку, площа відбиття об’єкта, до якого вимірюється відстань, повинна мати не менш як і бути перпендикулярною.

Рис. 2.2. Максимальний кут вимірювання

Часова діаграма на рис.2.3. показує порядок роботи із ультразвуковим датчиком:

1. Подати короткий імпульс тривалістю 10мкс на вхід тригера „Trigger ”, щоб почати вимірювання. Після цього датчик відправить 8 ультразвукових коливань із частотою 40 кГц.

2.Очікування імпульсу на виході датчика „Echo”. Як тількі це відбудеться, потрібно виміряти час імпульсу, після чого за формулою (2.2.) вирахувати відстань до об’єкта.

(2.2.)

де, - час імпульсу у мікросекундах

3. Часова діаграма робити із акустичним датчиком

3. Р ежими роботи

У приладі доступні два режим роботи:

• Режим вимірювання відстані

• Режим вимірювання швидкості переміщення об’єкта

Режим вимірювання відстані

При вмиканні приладу режимом роботи за замовчування є режим вимірювання відстані. У даному режимі роботи на дисплеї відображається напис ”distance” та справа від нього значення виміряної відстані у сантиметрах. На рис. 2.3. показано фото роботи приладу у даному режимі.

Рис. 2.4. Режим вимірювання відстані.

Р ежим вимірювання швидкості переміщення об’єкта

Для того, щоб перемкнути прилад у даний режим потрібно один раз натиснути кнопку перемикання режимів. Даний режим роботи базується на періодичному вимірюванні відстані за фіксований час.

Рис. 2.5. Режим вимірювання швидкості переміщення об’єкта

3. А лгоритм роботи приладу

Алгоритм функціонування контролера складається з алгоритму основної програми (рис.2.6.) та перехід до програми обробки переривань(рис 2.7.) та (рис.2.8.).

Рис. 2.6. Алгоритм роботи основної програми

Н а початку роботи проходить ініціалізація периферії мікроконтролера та ініціалізація дисплея, оскільки дисплей має вбудований контролер. Наступним кроком є перевірка біта "mode", який відповідає за поточний режим роботи. У разі значення 1 відбувається перехід у режим вимірювання відстані, при значенні 0 – у режим вимірювання швидкості переміщення об’єктів. Після виконання одного циклу роботи у будь-якому із режимів роботи проходить повторна перевірка біту "mode".

На (рис. 2.8) показано алгоритм обробки переривання на вході мікроконтролера, який відповідає за опитування кнопки зміни режиму.

Рис. 2.8. Алгоритм обробки переривання натискання кнопки

Коли виникає переривання за зростаючим фронтом, у підпрограмі обробки значення біту "mode" змінюється на протилежне.

На (рис. 2.8) показано алгоритм обробки переривання, яке відповідає за вимірювання часу імпульсу із акустичного датчика, а саме: при зростаючому фронті на відповідному вході мікроконтролера відбувається переривання та запуск таймера. При наступному спадаючому фронті також відбувається переривання, яке зупиняє таймер.

Рис. 2.8. Алгоритм обробки переривання, яке надходить від акустичного датчика