THIẾT kế MẠCH đo KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD (có code và sơ đồ mạch)

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH
HIỂN THỊ LCD

i


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH......................................1
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD....................2
CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG................................................................................8
CHƯƠNG4: KẾT LUẬN......................................................................................................10
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................11

ii


Trang 1/11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH
1.1 Mục Tiêu
Hiểu và sử dụng được các cảm biến và linh kiện có trong mạch. Thi công mạch
hoàn chỉnh nhất có thể
1.2 Tìm hiểu cảm biến đo khoảng cách
1.2.1 Cảm biến là gì?
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại
lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng có thể đo và xử lý
được.
1.2.2 Cảm biến đo khoảng cách là gì?
Cảm biến đo khoảng cách là chúng ta sử dụng một số cảm biến như cảm biến
siêu âm, cảm biến lazer, cảm biến hồng ngoại …. Để đo khoảng cách từ vị trí
cảm biến tới một vật nào đó và xác định vị trí của vật.

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 2/11

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ
LCD
2.1 Tìm hiểu cảm biến siêu âm đo khoảng cách, lCD,vi điều khiển và các cảm
biến liên quan
2.1.1 Cảm biến siêu âm

• Nguyên lý và cấu tạo :
-

Siêu âm là sóng cơ học có tần số âm thanh nghe thấy (trên 20kHz).

-

Cảm biến siêu âm sử dụng nguyên lý phản xạ sóng siêu âm.

-

Cảm biến gồm 2 phần: phần phát ra sóng siêu âm và phần thu sóng siêu âm
phản xạ về.

-

Cảm biến sẽ phát ra 1 sóng siêu âm,nếu có chướng ngại vật trên đường
đi,sóng siêu âm sẽ phản xạ lại và tác động lên module nhận sóng.

-

Đo khoảng cách từ lúc phát và nhận sóng ta sẽ tính được khoảng cách từ cảm
biến đến vật.

• Ưu điểm :
-

Đo được khoảng cách rời rạc của vật di chuyển

-

Ít ảnh hưởng bởi vật liệu và bề mặt

-

Không ảnh hưởng bởi màu sắc

-

Tín hiệu đáp ứng tuyến tính với khoảng cách

-

Có thể phát hiện vật nhỏ ở khoảng cách xa

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD

Trang 3/11

• Nhược điểm :
-

Sóng phản hồi bị ảnh hưởng của sóng âm thanh tạp âm

-

Cần 1 khoảng thời gian sau mỗi lần sóng phát đi để sẵn sàng nhận sóng phản
hồi nên chậm hơn cảm biến khác

-

Khó phát hiện vật có mật độ vật chất thấp ở khoảng cách xa

• Một số cảm biến siêu âm

HC – SR04
2.1.2 LCD 16x2
* Mẫu LCD 16x2

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD

HY-SRF05


Trang 4/11

* Chức năng các chân của LCD

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 5/11

2.1.3 Atmega328P
* Các thông số chính của vi điều khiển Atmega328P như sau:
+ Kiến trúc: AVR 8bit
+ Xung nhịp lớn nhất: 20Mhz
+ Bộ nhớ chương trình (FLASH): 32KB
+ Bộ nhớ EEPROM: 1KB
+ Bộ nhớ RAM: 2KB
+ Điện áp hoạt động rộng: 1.8V - 5.5V
+ Số timer: 3 timer gồm 2 timer 8-bit và 1 timer 16-bit
+ Số kênh xung PWM: 6 kênh (1timer 2 kênh)

*Sơ đồ chân

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 6/11

2.2 Thiết kế mô phỏng mạch đo ( Code chính)
#include <LiquidCrystal.h>

const int trig = 8;
const int echo = 7;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
pinMode(trig,OUTPUT);
pinMode(echo,INPUT);

lcd.begin(16, 2);
lcd.print("khoangcach:");
}

void loop() {
unsigned long duration;
int distance;

digitalWrite(trig,0);

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 7/11

delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trig,1);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trig,0);

duration = pulseIn(echo,HIGH);

distance = int(duration/2/29.412);

lcd.setCursor(2,0);

lcd.print(" KHOANG CACH ");
lcd.setCursor(4,1);
lcd.print(distance);
lcd.setCursor(8,1);
lcd.print(" cm ");
delay(200);
lcd.clear();
}

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 8/11

CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
3.1.1 Mô hình mô phỏng

3.1.2 Mạch in

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 9/11

3.3 Mạch thực tế

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 10/11

CHƯƠNG4: KẾT LUẬN
4.1Kết luận
4.1.1 Ưu Điểm:
_ Hoạt động trong thời gian dài
4.1.2 Nhược Điểm:
_ Mạch đo chưa chính xác lắm ( <2cm đo không chính xác )
_ Hàn mạch chưa được đều
_ Cảm biến siêu âm cũng có thể gặp sai sót do môi trường ngoài tác động lên cảm
biến, do vậy cần có những bộ xử lý tín hiệu từ cảm biến
4.2 Hướng phát triển
- Cảm biến siêu âm HC-SR04 là loại cảm biến được cấu thành từ 2 bộ phận: bộ
phận phát sóng âm và bộ phận thu sóng âm. Ứng dụng của HC-SR04 rộng rãi, dùng
để nhận biết các vật trong khoảng cách từ 2cm đến 3m và đo khoảng cách của vật.
- Cảm biến siêu âm HC-SR04 có khả năng kết nối với các vi điều khiển tạo thành vi
mạch điều khiển, ứng dụng của khả năng này được sử dụng trong 1 rô-bốt dò đường
tránh chướng ngại vật và đó khoảng cách.
- Ngày nay người ta vẫn tiếp tục nghiên cứu và phát triển việc chế tạo các rô-bốt có
gắn cảm biến siêu âm đồng thời với các cảm biến khác như laser, camera, … kết
hợp với công nghệ của viễn thông như GPS, GSM nhằm nâng cao độ chính xác
trong việc định vị cũng như thăm dò 1 khoảng không gian nào đó để xây dựng bản
đồ.

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD


Trang 11/11

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:

Sử dụng cảm biến siêu âm khoảng cách HC-SR04 , Arduino.vn
Tôi có thể tự làm Arduino UNO không ? , Arduino.vn
Điều khiển LCD bằng Arduino UNO , Arduino.vn

THIẾT KẾ MẠCH ĐO KHOẢNG CÁCH HIỂN THỊ LCD