پروژه شبیه سازی موانع عقب خودرو با استفاده از 4 سنسور مافوق صوت

شبیه سازی موانع عقب خودرو با استفاده از 4 سنسور مافوق صوت

فصل اول:

مقدمه................................. 1

1-1-ماهیت امواج صوتی و مافوق صوت ...... 2

1-2-کاربردهای امواج مافوق صوت ......... 4

فصل دوم : بلوک دیاگرام کلی پروژه

2-1- مدار فرستنده ..................... 12

2-2- مدار گیرنده ...................... 12

2-3- بخش کنترل ........................ 13

2-4- سیستم نمایشگر .................... 13

فصل سوم : سنسورهای مافوق صوت

3-1- اثر پیزوالکتریک .................. 16

3-2- ترانسدیوسرهای مافوق صوت و مشخصات 400ST/R160  17

فصل چهارم : فرستنده مافوق صوت

4-1- نوسان ساز ........................ 22

4-2- مدار بافر ........................ 31

4-3- مدار کلید زنی (سوئیچینگ ترانزیستوری )   35

4-4- رله آنالوگ – دیجیتال ............. 40

4-5- طراحی مدار بهینه برای فرستنده .... 42

فصل پنجم : گیرنده مافوق صوت

5-1- تقویت کننده طبقه اول ............. 46

5-2- فیلتر(میانگذر) با فرکانس مرکزی 40KHZ    47

5-3- تقویت کننده طبقه دوم ............. 49

5-4- مدار تولید پالس منطقی (اشمیت تریگر )    50

فصل ششم: بخش کنترل

6-1- خصوصیات میکروکنترلر ATMEGA32 .... 54

6-2- ورودی – خروجی .................... 57

6-3- منابع کلاک ........................ 58

6-4- بررسی پورتهای میکروکنترلر ATMEGA32 61

6-5- برنامه نویسی میکروکنترلر ATMEGA32 68

فصل هفتم: سیستم نمایشگر

7-1- معرفی پین های LCD گرافیکی ....... 74

فصل هشتم : طراحی سیستم های نمایشگر فضای عقب خودرو

8-1- نمایشگر فضای عقب خودرو ........... 79

8-2- برنامه نهایی میکروکنترلر ......... 84

فصل نهم : نتیجه گیری و پیشنهادات

نتیجه گیری و پیشنهادات ............... 92

منابع و مآخذ   93

:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

چکیده :

در این پروژه با استفاده از 4 سنسور مافوق صوت به شبیه سازی موانع عقب خودرو می پردازیم این سیستم در خودروهای سنگین که امکان دیدن فضای پشت اتومبیل در آیینه عقب ندارند کاربرد مناسبی خواهد داشت چگونگی کارکرد این پروژه به این صورت است که موج مافوق صوت به وسیله فرستنده ارسال می گردد همزمان یک تایر در میکرو راه اندازی می شود زمانی که موج ارسالی به مانع برخورد کرد و در گیرنده دریافت شد میکرو تایمر را متوقف می کند زمان اندازه گیری شده توسط تایمر عبارت است از زمان رفت و برگشت موج که نصب این زمان ، زمان رفت موج خواهد بود حاصل ضرب این زمان در سرعت موج مافوق صوت فاصله مانع تا سنسور را به ما می دهد که براساس آن به مدل کردن خودرو نسبت به موانع می پردازیم.

فصل اول

1-1- ماهیت امواج صوتی و مافوق صوت :

وقتی جسمی در محیط مادی مرتعش می شود منجر به ارتعاش محیط اطراف خود می گردد اگر در یک محیط یک آشفتگی ایجاد کنیم این آشفتگی ، ذره به ذره در محیط جابه جا شده و پیش می رود این پدیده فیزیکی ما را به تعریف اولیه موج رهنمون می شود:

"انتشار آشفتگی در محیط را موج می نامیم."

دسته ای از امواج برای انتشار به محیط مادی نیاز ندارند ."موجهای الکترومغناطیس" که به لحاظ ماهیت از دوموج الکتریکی و مغناطیسی متعامد تشکیل می گردند از این دسته اند نور عمده ترین عضو مجموعه امواج الکترومغناطیس محسوب می شود.

دسته دیگری از امواج که برای انتشار به محیط مادی نیاز دارند "امواج مکانیکی" نامیده می شوند برحسب راستای جابه جایی اجزای محیط ، امواج به دو دسته تقسیم می شوند چنانچه این جابه جایی در امتداد راستای انتشار باشد موج را "موج طولی " و اگر جابه جایی عمود بر راستای انتشار باشد موج را "موج عرضی" می خوانند.

صوت نتیجه حاصل از ارتعاش مکانیکی در محیط مادی است در اثر ارتعاش یک جسم مرتعش هوای اطراف آن نیز به ارتعاش در می آید این موجها در هوا منتشر شده و انرژی مکانیکی را منتقل می کند.

شكل 1-1: نمایش انتشار امواج صوتی

در صورتی که این امواج در محدوده فرکانسی Hz20 تا KHz20 قرار گیرد برای گوش انسان قابل تشخیص خواهند بود به این گستره "محدوده شنوایی" انسان گفته می شود.

موج های با فرکانس پائین تر از Hz20 "امواج فروصوتی" یا "مادون صوت" و موج های با فرکانس بیش از KHz20 را "امواج فراصوتی" یا "مافوق صوت" نامگذاری شده اند بدیهی است این امواج قابل شنیدن نیستند.

در کاربردهای عملی برای امواج مافوق صوت فرکانس استانداری در نظر گرفته می شود که در این فرکانس کار کردن با این امواج بهینه خواهد بود در اغلب فرستنده ها و گیرنده های آلتراسونیک این فرکانس برابر KHz40 در نظر گرفته شده است که به طبع آن فرکانس مرکزی متصل به این گونه حسگرهای مافوق صوت برابر KHz40 خواهد بود که در این باره در فصول آتی توضیح داده می شود.