medidor de distancia
Páginas: 6 (1297 palabras)
Publicado: 11 de junio de 2013
Índice:
1. Introducción
2. Antecedentes
2.1. Sensor ultrasónico
2.2. Microcontrolador (PIC16F877A)
2.3. Display LCD 16x2
3. Desarrollo
4. Conclusión
1. Introducción
En este documento se describe la implementación de un medidor de distancia utilizando un sensor ultrasónico del tipo UCM-R40K1, basándonos en el tiempo que tarda la señal en ir desde el emisor hasta el objeto uobstáculo y volver revotada desde este hasta el receptor. Midiendo dicho tiempo podemos calcular con suficiente precisión y exactitud la distancia entre el objeto y nuestro sensor ultrasónico. El cálculo de la distancia se hace con un PIC16F877A. El rango de distancia medido es de 3cm a 100cm.
Ultrasonido hace referencia a las frecuencias arriba de 20KHz (límite de sonido audible). Altasfrecuencias tienen longitudes de onda cortas lo que hace al reflejarse en objetos esta pueda ser leída. Desafortunadamente frecuencias muy altas son difíciles de generar y leer.
La generación y lectura de ultrasonido se hace a través de dos unidades piezoeléctricas en donde una de ellas es el emisor y la otra el receptor de ondas de presión ultrasónicas. Para esto, la unidad emisora debe excitarse conuna señal adecuada en amplitud y frecuencia. La unidad receptora transducirá todas aquellas ondas de presión ultrasónicas de 40KHz que lleguen a excitarla.
El ultrasonido es aplicado comúnmente en detectores de movimiento, medidores de distancia, diagnóstico médico, limpieza, pruebas no destructivas (para detectar imperfecciones en materiales), soldadura entre otras más.
La distancia escalculada leyendo el tiempo que tarda en regresar una onda ultrasónica reflejada. Idealmente el obstáculo debe tener una sección transversal grande y no absorber el ultrasonido. El método más utilizado para la determinación de la distancia es enviar trenes de pulsos de 40 KHz con periodos muy cortos. El tiempo transcurrido entre el comienzo de la emisión y el comienzo de la recepción será proporcionala la distancia recorrida por las ondas ultrasónicas.
Como los ecos deben recorrer más distancia, éstos serán recibidos por el receptor un periodo de tiempo después que las ondas directas, y no perturbarán a la hora de cuantificar la distancia.
Figura 1: Ejemplo de funcionamiento.
2. Antecedentes
2.1. Sensor ultrasónico:
Tensión 5v
Frecuencia 40 KHz
Distanciamínima 3cm
Distancia máxima 300cm
Sensibilidad detecta un palo de escoba a 3m
Pulso de disparo 10us min. TTL
Pulso de eco 100us – 18ms
Retardo entre pulsos 10ms mínimo
Tamaño 43x20x17mm
Peso 10gr
Figura 2: Sensor ultrasónico.
El modo de empleo es muy sencillo.
1. Se manda un pulso de al menos 10us al pin Trigger.
2. El módulo automáticamente enviara 8 pulsos de 40khz y detectara sihay obstáculos por el rebote producido.
3. Al encontrar algún obstáculo, el pin de Echo cambiara a un estado en alto (5v), el tiempo que dure en alto este pulso determinara la distancia del objeto utilizando la siguiente formula.
Distancia = (tiempo en alto del pin echo * velocidad del sonido (340m/s)) / 2
Se recomienda un ciclo de 60ms como mínimo para su correcta operación, como semuestra en el siguiente diagrama del tiempo.
Figura 3: Diagrama de tiempo sensor ultrasónico.
2.2. Microcontrolador PIC16F877A
El microcontrolador PIC16F877A pertenece a una gran familia de microcontroladores de 8 bits (des de datos) que tienen las siguientes características generales que los distinguen de otras familias:
Arquitectura Harvard
Tecnología RISC
Tecnología CMOS
Estascaracterísticas de conjugan para lograr un dispositivo altamente eficiente en el uso de la memoria de datos y programa y por lo tanto en la velocidad de ejecución.
Figura 4: Puertos PIC16F877A.
2.3. Display LCD 16X2
Descripción: la pantalla de cristal líquido o LCD es un dispositivo microcontrolado de visualización grafico para la presentación de caracteres, símbolos o incluso dibujos...
1. Introducción
2. Antecedentes
2.1. Sensor ultrasónico
2.2. Microcontrolador (PIC16F877A)
2.3. Display LCD 16x2
3. Desarrollo
4. Conclusión
1. Introducción
En este documento se describe la implementación de un medidor de distancia utilizando un sensor ultrasónico del tipo UCM-R40K1, basándonos en el tiempo que tarda la señal en ir desde el emisor hasta el objeto uobstáculo y volver revotada desde este hasta el receptor. Midiendo dicho tiempo podemos calcular con suficiente precisión y exactitud la distancia entre el objeto y nuestro sensor ultrasónico. El cálculo de la distancia se hace con un PIC16F877A. El rango de distancia medido es de 3cm a 100cm.
Ultrasonido hace referencia a las frecuencias arriba de 20KHz (límite de sonido audible). Altasfrecuencias tienen longitudes de onda cortas lo que hace al reflejarse en objetos esta pueda ser leída. Desafortunadamente frecuencias muy altas son difíciles de generar y leer.
La generación y lectura de ultrasonido se hace a través de dos unidades piezoeléctricas en donde una de ellas es el emisor y la otra el receptor de ondas de presión ultrasónicas. Para esto, la unidad emisora debe excitarse conuna señal adecuada en amplitud y frecuencia. La unidad receptora transducirá todas aquellas ondas de presión ultrasónicas de 40KHz que lleguen a excitarla.
El ultrasonido es aplicado comúnmente en detectores de movimiento, medidores de distancia, diagnóstico médico, limpieza, pruebas no destructivas (para detectar imperfecciones en materiales), soldadura entre otras más.
La distancia escalculada leyendo el tiempo que tarda en regresar una onda ultrasónica reflejada. Idealmente el obstáculo debe tener una sección transversal grande y no absorber el ultrasonido. El método más utilizado para la determinación de la distancia es enviar trenes de pulsos de 40 KHz con periodos muy cortos. El tiempo transcurrido entre el comienzo de la emisión y el comienzo de la recepción será proporcionala la distancia recorrida por las ondas ultrasónicas.
Como los ecos deben recorrer más distancia, éstos serán recibidos por el receptor un periodo de tiempo después que las ondas directas, y no perturbarán a la hora de cuantificar la distancia.
Figura 1: Ejemplo de funcionamiento.
2. Antecedentes
2.1. Sensor ultrasónico:
Tensión 5v
Frecuencia 40 KHz
Distanciamínima 3cm
Distancia máxima 300cm
Sensibilidad detecta un palo de escoba a 3m
Pulso de disparo 10us min. TTL
Pulso de eco 100us – 18ms
Retardo entre pulsos 10ms mínimo
Tamaño 43x20x17mm
Peso 10gr
Figura 2: Sensor ultrasónico.
El modo de empleo es muy sencillo.
1. Se manda un pulso de al menos 10us al pin Trigger.
2. El módulo automáticamente enviara 8 pulsos de 40khz y detectara sihay obstáculos por el rebote producido.
3. Al encontrar algún obstáculo, el pin de Echo cambiara a un estado en alto (5v), el tiempo que dure en alto este pulso determinara la distancia del objeto utilizando la siguiente formula.
Distancia = (tiempo en alto del pin echo * velocidad del sonido (340m/s)) / 2
Se recomienda un ciclo de 60ms como mínimo para su correcta operación, como semuestra en el siguiente diagrama del tiempo.
Figura 3: Diagrama de tiempo sensor ultrasónico.
2.2. Microcontrolador PIC16F877A
El microcontrolador PIC16F877A pertenece a una gran familia de microcontroladores de 8 bits (des de datos) que tienen las siguientes características generales que los distinguen de otras familias:
Arquitectura Harvard
Tecnología RISC
Tecnología CMOS
Estascaracterísticas de conjugan para lograr un dispositivo altamente eficiente en el uso de la memoria de datos y programa y por lo tanto en la velocidad de ejecución.
Figura 4: Puertos PIC16F877A.
2.3. Display LCD 16X2
Descripción: la pantalla de cristal líquido o LCD es un dispositivo microcontrolado de visualización grafico para la presentación de caracteres, símbolos o incluso dibujos...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.