Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Arrow Multisolution Day
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Mikroprocesorowy chronograf z czujnikami odbiciowymi

Kubald 28 Sty 2013 21:09 11847 5
  • Mikroprocesorowy chronograf z czujnikami odbiciowymi

    Chronograf jest urządzeniem służącym do pomiaru prędkości obiektu. W najprostszej formie pomiar polega na wykorzystaniu dwu czujników, które będą „śledzić” obiekt, urządzenia do pomiaru czasu i interfejsu wyświetlającego wynik pomiaru. W niniejszym artykule zostanie przedstawiony opis sposobu projektowania, budowy i programowania właśnie tego typu urządzenia, wzbogaconego także o kilka przydatnych opcji, co czyni go bardziej uniwersalnym, niż choćby chronografy stosowane podczas gry w paintball.

    Jak działa takie urządzenie? Dwa, zasilane napięciem 12V, sensory optyczne wykrywają rakietę, dziecko czy nawet pocisk z ciasta (lub cokolwiek innego) i generują przerwania dla procesora ATMega328P poprzez bufory tranzystorowe. W zaprezentowanym urządzeniu pracują czujniki Omron E3F2-DS10B4-P1. Niestety, czujniki odbiciowe są stanowczo najdroższym elementem urządzenia, ale każdy inny rodzaj czujnika, który pozwala na wykrycie mierzonego obiektu będzie również poprawnie działał. Układ przystosowany jest do pracy z czujnikami na 12V, ale można to łatwo zmodyfikować.

    Procesor ATMega mierzy czas pomiędzy przerwaniami i wykorzystując zadaną przez użytkownika odległość pomiędzy czujnikami, wyświetla wynik pomiaru. Czujniki mogą być rozmieszczone w dowolnej od siebie odległości, z zakresu od 30 do 480 cm (1 do 16 stóp), a wynik może być podawany w milach/h, km/h, stopach/s lub m/s. Możliwość zdefiniowania odległości między czujnikami czyni urządzenie uniwersalnym – można ten parametr zmienić w każdej chwili, bez konieczności przeprogramowywania procesora.

    Na poniższym rysunku można zobaczyć schemat urządzenia.

    Mikroprocesorowy chronograf z czujnikami odbiciowymi

    Omówienia wymaga obwód wykrywający sygnały z czujników: obwody te opierają się na tranzystorach Q1 oraz Q2. Czujnik podaje na wyjście napięcie 12V, kiedy wykryje zdarzenie – takiego napięcia nie można podać wprost na pin procesora, więc wykorzystano bufor tranzystorowy, przyłączający port procesora do masy w momencie zadziałania czujnika. Diody D4 i D5 pozwalają na poprawne ustawienie czujników odbiciowych – w momencie poprawnego ich położenia diody gasną i urządzenie jest gotowe do pomiaru. Rezystory R2 i R3 zapobiegają fałszywym wykryciom spowodowanym szumami sygnału, a rezystory R14 i R15 – detekcjom spowodowanym dotknięciem przewodów urządzenia.

    Kod dla procesora można zobaczyć poniżej.

    Kod: c
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Płytka drukowana została stworzona w programie ExpressPCB jako płytka dwustronna. Jej wzór można zobaczyć poniżej.
    Mikroprocesorowy chronograf z czujnikami odbiciowymi

    Na stronie źródłowej dostępne są schematy i wzory płytek w formacie ExpressPCB, wzór płytki do termotransferu a także kod źródłowy dla procesora. Dodatkowo, w oryginalnym artykule autor zawarł obszerny opis działania całego programu, użycia studia IDE, sposobu projektowania płytki drukowanej oraz jej wykonania i montażu. Także szczegółowo, krok po kroku, opisany jest sposób wykorzystania mikroprocesora ATMega i jego programowania. Autor podkreśla też, że – dla odmiany – nie jest to urządzenie bazujące na platformie Arduino.


    Fajne!
  • Arrow Multisolution Day
  • #2 29 Sty 2013 12:43
    zygfryd.W
    Poziom 20  

    Najważniejsze pytanie, czy układ radzi sobie z śrutem z wiatrówki? Porównywałeś z czymś te pomiary? Jeśli chodzi o wiatrówki kilka metrów na sekundę robi różnicę.

  • Arrow Multisolution Day
  • #3 29 Sty 2013 14:48
    szczodros
    Poziom 18  

    Rozumiem, że to działa jak "suszarka" policyjna? :D

  • #4 29 Sty 2013 14:53
    zygfryd.W
    Poziom 20  

    Nie, suszarka policyjna ma jeden czujnik i liczy w jakim czasie obiekt zbliża się do radaru, to działa na zasadzie liczenia czasu jaki obiekt przelatuje między 2 czujnikami.
    Jak kontrola prędkości na danym odcinku:P

  • #5 29 Sty 2013 15:05
    daniel11
    Poziom 13  

    Pobieżnie rzuciłem okiem na kod źródłowy i nurtuje mnie jedno:
    Jeśli obiekt będzie poruszał się z prędkością większą niż 999km/h to urządzenie poda maksymalną prędkość dla km/h czyli 999. Mógłby się przełączyć automatycznie na mph co rozszerzy jego zakres i wskaże wartość powyżej 620mph i nie przekroczymy tym samym zakresu

  • #6 29 Sty 2013 22:25
    dgajew
    Poziom 18  

    Nie jestem pewien czy czujniki odbiciowe E3F2-DS10B4-P1 to optymalna wersja, mają tylko 10 cm zasięgu (biała matowa powierzchnia 5x5 cm), na rynku jest sporo tańszych modeli odbiciowych które mają zasięg 1 m a nawet 2 mb. Wspominanego śrutu z wiatrówki na pewno nie wykryją, raz za mały obiekt aby czujnik zaregował, po drugie to są czujniki dedykowane dla przemysłu i krótkie impulsy pochodzące od szybko poruszającego się obiektu mogą zostać zignorowane przez elektronikę czujnika jako zakłócenie.