Inteligentný ultrazvukový skener

Autori:	Maroš Kolibaš, Balázs Sebo a Ján Sapura
Študijný odbor:	Aplikovaná mechatronika a elektromobilita	1. Ing. (2018)

Zadanie

• Zrealizujte projekt na snímanie polohy a zobrazenie objektu v 3D grafe pomocou vhodne zvolených senzorov cez I2C komunikáciu pomocou arduino.

link title

Literatúra:

• Zoznam použitej literatúry, vrátane katalógových údajov (datasheet), internetových odkazov a pod.

Analýza

Použité komponenty:

• 3D modul akcelerometra MMA7455
• Ultrazvuk na meranie vzdialensti SRF08
• Arduino
• I2C ZBERNICA

MMA7455:

je 3D akcelerometer, ktorý je nízkonapäťový mikro snímač s digitálnym výstupom pomocou ktorého vieme snímať akceleráciu v 3 osiach. Ponúka niekoľko výhodných integrovaných funkcií, analógový digitálny prevodník (ADC), digitálný dolnopriepustný filter a určovanie citlivosti v rozsahu ±2g, ±4g, or ±8g. Tento modul je vhodný takmer pre ktorýkoľvek mikroradič vďaka vnútro systémovému napäťovému regulátoru a I / O meničov úrovni napätia. Pracuje v širokom rozsahu napájacieho napätia od 2,5 VDC do 5,5 VDC a komunikuje prostredníctvom sériového periférneho rozhrania (SPI) alebo integrovaného obvodu (I2C) zbernice.

Kľúčové vlastnosti:

• Požiadavky na napájanie: 2,5 - 5,5 VDC; 26 μA v pohotovostnom režime, 0,5 - 3 mA aktívny
• Komunikácia: SPI alebo I2C
• Rozmery: 12,7 x 15,2 x 11,7 mm
• Prevádzková teplota: -40 až +85 ° C

               Obr. 1. 3D modul akcelerometra MMA7455

SRF08:

Komunikácia s ultrazvukovým diaľkovým ovládačom SRF08 je cez zbernicu I2C. Toto je k dispozícii na populárnych riadiacich jednotkách, ako napríklad OOPic. Predvolená odoslaná adresa SRF08 je 0xE0. Používateľ môže zmeniť na ktorúkoľvek z 16 adries E0, E2, E4, E6, E8, EA, EK, EE, F0, F2, F4, F6, F8, FA, FC alebo FE. Môže sa použiť 16 sonarov. Okrem vyššie uvedených adries budú všetky sonary na zbernici I2C odpovedať na adresu 0. Linky SCL a SDA by mali mať každý pull-up rezistor na + 5v niekde na I2C zbernici.. Oni sú SRF08 je vždy slave - nikdy master zbernica.

Kľúčové vlastnosti:

• Napätie: 5v
• Frekvencia: 40KHz
• Maximálny rozsah: 6 m
• Minimálny rozsah: 3 cm
• Pripojenie: zbernica I2C
• Rozmery: 43 mm x 20 mm x 17 mm

Obr. 2. SRF08 Ultra sonic range finder

I2C ZBERNICA:

Zariadenia na zbernici I2C sú buď typu majster alebo slave. Master je vždy zariadenie, ktoré riadi SCL. Slave zariadenia sú zariadenia, ktoré reagujú na master. Slave nie je schopný iniciovať prenos cez zbernicu I2C, to môže urobiť iba master. Na zbernici I2C môžu byť pripojených zvyčajne viac zariadení, avšak zvyčajne existuje len jeden master. V našom systéme bude hlavným kontrolórom náš počítač (arduino) a slave zariadenia budú naše moduly ako SRF08 alebo MMA7455. Slave zariadenia nikdy nezačnú prevod. Master aj slave dokážu prenášať dáta cez I2C zbernicu, ale tento prenos je vždy riadený hlavným operátorom.

Popis riešenia

Nižšie je uvedená schéme zapojenia pre konkrétne náš snímač SRF08 alebo tiež možné nastavenie pre snímač SRF02 pre Arduino. Jedinými dodatočnými obvodmi sú dva pull-up odpory 1,8 kOhm, ako môžete vidieť nižšie.

Zapojenie arduina s ultrazvukom:

Zapojenie arduina s akcelerometrom MMA7455:

Algoritmus a program

Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:

/* A nezabudnite zdroják hojne komentovať  */

int main(void) {
    
    printf("Hello, World!\n");  
    return(0);  
}

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.c

Overenie

Nezabudnite napísať čosi ako užívateľský návod. Z neho by malo byť jasné čo program robí, ako sa prejavuje a aké má užívateľské rozhranie (čo treba stlačiť, čo sa kde zobrazuje). Ak ste namerali nejaké signály, sem s nimi. Ak je výsledkom nejaký údaj na displeji, odfotografujte ho.

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.