Détecteur d’obstacles et distance avec Ultrason

Catégorie : Réalisation de cartes électroniques	Mise à jour le : 13/02/2013 22:00
Ajouté par : Technologuepro	Lectures : 90338
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Ce montage consiste à réaliser un capteur/détecteur de distance/obstacle à ultrason à base de PIC16F628 avec une portée qui peut atteindre les 2 mètres. Les ultrasons sont couramment employés en robotique et ce, afin d’effectuer des mesures de distance et/ou de détecter des objets quelconques en état statique ou en mouvement. Dans le but d’assurer un cycle autonome à notre robot nous avons eu recours à cette qualité des ultrasons tel que : Détection indépendante du matériau, de la couleur, de la surface et de la taille. Fonctionnement en environnement poussiéreux, sale, brumeux, fortement éclairé. Détection des objets brillants ou transparents. Large gamme de mesure de quelques mm à plus de 5 mètres. Principes de fonctionnement des ultrasons : Les capteurs ultrasons fonctionnent en mesurant le temps de retour d’une onde sonore inaudible par l’homme émise par le capteur. La vitesse du son étant à peu près stable, on en déduit la distance à l’obstacle. Les ultrasons sont des ondes infra-acoustique, qui oscillent à des fréquences supérieures au seuil acoustique. Ceci est important à plusieurs niveaux : Le premier est que cette fréquence n’interfère pas avec le bruit audible produit par la majorité des corps physiques de notre environnement. La deuxième est que ces fréquences sont très précises, rapides et peuvent être personnalisées. Les capteurs fournis ont souvent la forme d’une paire car il y a deux parties essentielles : L’émetteur Le récepteur L’émetteur émet un son à une fréquence définie et le récepteur collecte le son répercuté par les obstacles. La distance aux objets est calculée par le temps mis par le son pour revenir au récepteur - Première partie : l’émission La fréquence du signal de l’émetteur couramment utilisé est égale à 40 KHz, sa production nécessite l’un des TIMER du microcontrôleur. Cette fréquence n’est efficace que si l’émetteur ultrason est alimenté par une tension au moins égale à 12 V. - Deuxième partie : la réception Le capteur transforme les variations de pression acoustique en signal électrique. Ce signal électrique analogique de quelques millivolts est amplifié. Le signal amplifié est mis en forme pour pouvoir être traité par microcontrôleur, le fonctionnement est signalé par un Led et un Buzzeur. Le signal fourni par le capteur a une amplitude de l'ordre de 10 mV, celle ci diminue avec la distance. Son exploitation au niveau du microcontrôleur nécessite une amplitude de quelques volts qui varie de 0 à 5 V donc nécessite son amplification. Réalisation pratique Programme //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //**************** http://www.technologuepro.com ***********************// // ISET Nabeul --------+------- // //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// program ultrason; ///Variables globales // distance var distance_H : byte; var distance_L : byte; /// flag obstacle var obstacle: byte; Var distance : longint; /// RS232 var dat : array[3] of char; // buffer for receving/sending messages //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// RS232 //// ///////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// procedure RS232; begin if dat[0] = 'D' then begin dat[0] := '=' ; dat[1]:=distance_H; dat[2]:=distance_L; UART1_Write_Text(dat); end; end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// Interruption //// ///////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// procedure interrupt; begin if PIR1.CCP1IF = 1 then begin obstacle:=1; end; if PIR1.RCIF =1 then begin dat[0]:=UART1_Read(); RS232; end; PIR1:=0; end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// Initialisation //// ///////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// procedure Initialisation; begin obstacle:=0; trisb.7:=0; portb.7:=0; trisa:=0; sound_init(porta,7); UART1_Init(9600); // initialize UART1 module delay_ms(100); porta:=0; CMCON:=$07; CCP1CON:=$05; CCPR1L:=0; CCPR1H:=0; TMR1L:=0; TMR1H:=0; T1CON:=%00010100; // division par 2 horloge interne/2 // 1 ----> 4us INTCON:=$C0; PIE1:=$24; end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////// Envoi Signal ultrason /////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// procedure envoi_ultrason; begin T1CON.TMR1ON:=0;// desactivation timer TMR1L:=0; TMR1H:=0; CCP1CON:=$05; T1CON.TMR1ON:=1;// demarrage timer portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); portb.7:=1;delay_us(12); portb.7:=0;delay_us(12); end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////// Reception echo /////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Var temp : longint; procedure lecture_echo; begin if obstacle=1 then begin distance_H := CCPR1H; distance_L := CCPR1L; porta:=$FF; distance:= 50distance_H; if distance < 100 then temp := 50; if distance > 100 then temp := 150; if distance > 150 then temp := 400; if distance > 200 then temp := 600; if distance > 300 then temp := 900; if distance > 400 then temp := 1200; if distance > 2000 then distance := 2000; sound_play(1000,15); vdelay_ms(temp); porta:=$00; end; end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////// enclenchement /////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// procedure Enclenchement; begin obstacle:=0; distance_H := 0; distance_L := 0; PIE1:=$24; end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////// Declenchement /////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// procedure Declenchement; begin PIE1:=$20; T1CON.TMR1ON:=0;// desactivation timer end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////// Process /////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// procedure Process; var i : byte ; begin for i:=0 to 3 do begin porta.i:=1; Enclenchement; envoi_ultrason; delay_ms(20); Declenchement; lecture_echo; delay_ms(20); end; for i:=0 to 3 do begin porta.i:=0; Enclenchement; envoi_ultrason; delay_ms(20); Declenchement; lecture_echo; delay_ms(20); end; end; //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //////////////////////////// Programme principal //////////////////////////// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// begin Initialisation; while true do begin Process; end; end. Télechargement : Schéma + Routage Programme en mikropascal