অতিস্বনক সেন্সর ইন্টারফেস সহ DIY ডিজিটাল দূরত্ব পরিমাপ: 5 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

এই নির্দেশনার লক্ষ্য হল একটি গ্রিনপ্যাক এসএলজি 65৫37 এর সাহায্যে একটি ডিজিটাল দূরত্ব সেন্সর ডিজাইন করা। সিস্টেমটি একটি অতিস্বনক সেন্সরের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করার জন্য এএসএম এবং গ্রিনপাকের অন্যান্য উপাদান ব্যবহার করে ডিজাইন করা হয়েছে।

সিস্টেমটি একটি ওয়ান-শট ব্লক নিয়ন্ত্রণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা অতিস্বনক সেন্সরের জন্য প্রয়োজনীয় প্রস্থ সহ ট্রিগার পালস তৈরি করবে এবং প্রত্যাবর্তন প্রতিধ্বনি সংকেত (পরিমাপ করা দূরত্বের আনুপাতিক) 8 দূরত্বের শ্রেণীতে শ্রেণীবদ্ধ করবে।

পরিকল্পিত ইন্টারফেসটি ডিজিটাল দূরত্ব সেন্সর চালানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে যা বিভিন্ন ধরণের অ্যাপ্লিকেশন যেমন পার্কিং অ্যাসিস্ট সিস্টেম, রোবোটিক্স, ওয়ার্নিং সিস্টেম ইত্যাদি ব্যবহার করতে পারে।

নীচে আমরা অতিস্বনক সেন্সর ইন্টারফেস দিয়ে ডিজিটাল দূরত্ব পরিমাপ তৈরির জন্য সমাধান কীভাবে প্রোগ্রাম করা হয়েছে তা বোঝার জন্য প্রয়োজনীয় পদক্ষেপগুলি বর্ণনা করেছি। যাইহোক, যদি আপনি শুধু প্রোগ্রামিং এর ফলাফল পেতে চান, ইতিমধ্যে সম্পন্ন GreenPAK ডিজাইন ফাইল দেখতে GreenPAK সফটওয়্যারটি ডাউনলোড করুন। আপনার কম্পিউটারে গ্রীনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট কিটটি লাগান এবং অতিস্বনক সেন্সর ইন্টারফেসের সাহায্যে ডিজিটাল দূরত্ব পরিমাপ তৈরি করতে প্রোগ্রাম হিট করুন।

ধাপ 1: ডিজিটাল অতিস্বনক সেন্সর সহ ইন্টারফেস

ডিজাইন করা সিস্টেমটি প্রতি ১০০ এমএস -তে আল্ট্রাসোনিক সেন্সরে ট্রিগার ডাল পাঠায়। GreenPAK অভ্যন্তরীণ উপাদান, ASM সহ, সেন্সর থেকে ফিরে আসা প্রতিধ্বনি সংকেতের শ্রেণীবিভাগ তত্ত্বাবধান করে। এএসএম পরিকল্পিত 8 টি রাজ্য (0 থেকে 7 রাজ্য) ব্যবহার করে অতিস্বনক সেন্সর থেকে প্রতিধ্বনিকে শ্রেণীবদ্ধ করার জন্য পুনরাবৃত্তিমূলকভাবে রাজ্যের মাধ্যমে সংক্রমণের কৌশল ব্যবহার করে যেহেতু সিস্টেম প্রতিধ্বনিত সংকেতের জন্য অপেক্ষা করে। এইভাবে, ASM রাজ্যের মধ্য দিয়ে আরও এগিয়ে যাবে, কম LEDs জ্বলবে।

যেহেতু সিস্টেমটি প্রতি 100 ms (প্রতি সেকেন্ডে 10 বার) পরিমাপ করে থাকে সেন্সরের সাহায্যে পরিমাপ করা দূরত্বের বৃদ্ধি বা হ্রাস দেখা সহজ হয়ে যায়।

ধাপ 2: অতিস্বনক দূরত্ব সেন্সর

এই অ্যাপ্লিকেশনে যে সেন্সরটি ব্যবহার করা হবে তা হল HC-SR04, যা নিচের চিত্র 1 দিয়ে চিত্রিত করা হয়েছে।

সেন্সরটি বাম দিকের পিনে 5 V উৎস এবং ডানদিকের পিনে GND সংযোগ ব্যবহার করে। এটিতে একটি ইনপুট রয়েছে, যা ট্রিগার সিগন্যাল এবং একটি আউটপুট, যা ইকো সিগন্যাল। GreenPAK সেন্সরের জন্য একটি উপযুক্ত ট্রিগার পালস তৈরি করে (সেন্সরের ডেটশীট অনুযায়ী 10 টি) এবং সেন্সর দ্বারা প্রদত্ত সংশ্লিষ্ট ইকো পালস সিগন্যাল (পরিমাপ করা দূরত্বের সমানুপাতিক) পরিমাপ করে।

সব যুক্তি ASM, বিলম্ব ব্লক, কাউন্টার, অসিলেটর, ডি ফ্লিপফ্লপ এবং এক শট উপাদান ব্যবহার করে গ্রীনপাকের মধ্যে সেট করা আছে। উপাদানগুলি অতিস্বনক সেন্সরের জন্য প্রয়োজনীয় ইনপুট ট্রিগার পালস তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় এবং নিম্নোক্ত বিভাগগুলিতে বিশদ হিসাবে দূরত্ব অঞ্চলে পরিমাপ করা দূরত্বের আনুপাতিক প্রত্যাবর্তন প্রতিধ্বনি শ্রেণীভুক্ত করে।

প্রকল্পের জন্য প্রয়োজনীয় সংযোগগুলি চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে।

সেন্সর দ্বারা অনুরোধ করা ইনপুট ট্রিগার হল GreenPAK দ্বারা উৎপন্ন একটি আউটপুট, এবং সেন্সরের ইকো আউটপুট GreenPAK দ্বারা দূরত্ব পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ সংকেতগুলি সেন্সরকে ট্রিগার করার জন্য প্রয়োজনীয় পালস উৎপন্ন করার জন্য এক-শট কম্পোনেন্ট চালাবে এবং ডি ফ্লিপ-ফ্লপ, লজিক ব্লক (LUT এবং বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল), এবং একটি পাল্টা ব্লক ব্যবহার করে ফিরে আসা প্রতিধ্বনি শ্রেণীবদ্ধ করা হবে। 8 দূরত্ব অঞ্চল। শেষে ডি ফ্লিপ-ফ্লপগুলি পরবর্তী পরিমাপ না হওয়া পর্যন্ত আউটপুট এলইডিতে শ্রেণিবিন্যাস ধরে রাখবে (প্রতি সেকেন্ডে 10 টি ব্যবস্থা)।

ধাপ 3: GreenPAK ডিজাইনারের সাথে উপলব্ধি

এই নকশাটি গ্রীনপাকের রাষ্ট্রীয় মেশিনের কার্যকারিতা প্রদর্শন করবে। যেহেতু প্রস্তাবিত রাষ্ট্রযন্ত্রের মধ্যে আটটি রাজ্য রয়েছে, তাই GreenPAK SLG46537 আবেদনের জন্য উপযুক্ত। চিত্র 3 -এ দেখানো হয়েছে যে মেশিনটি গ্রীনপ্যাক ডিজাইনার সফটওয়্যারে ডিজাইন করা হয়েছে এবং আউটপুট সংজ্ঞা চিত্র 4 -এর RAM চিত্রের উপর সেট করা আছে।

আবেদনের জন্য পরিকল্পিত সার্কিটের সম্পূর্ণ চিত্র চিত্র 5 -এ দেখা যাবে।

চিত্র 3, চিত্র 4 এবং চিত্র 5 এ দেখা যায়, সিস্টেমটি ক্রমানুসারে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যাতে অতিমাত্রার দূরত্ব সেন্সরের জন্য 10 ইউএস ট্রিগার পালস তৈরি করা যায়, সিএনটি 2/ডিএলওয়াই 2 ব্লক একসঙ্গে এক শট উপাদান হিসাবে ব্যবহার করে OSC1 CLK থেকে 25 MHz ঘড়ির সাথে, PIN4 TRIG_OUT আউটপুটে সংকেত তৈরি করতে। এই এক-শট উপাদানটি প্রতি 100 ms তে CNT4/DLY4 কাউন্টার ব্লক (OSC0 CLK/12 = 2kHz ঘড়ি) দ্বারা ট্রিগার হয়, সেন্সরটি প্রতি সেকেন্ডে 10 বার ট্রিগার করে। ইকো সিগন্যাল, যার বিলম্বতা পরিমাপ করা দূরত্বের সমানুপাতিক, PIN2 ECHO ইনপুট থেকে আসে। উপাদান DFF4 এবং DFF4, CNT3/DLY3, LUT9 এর সেট ASM- এর রাজ্যের মাধ্যমে অনুসরণ করার জন্য ল্যাগ তৈরি করে। চিত্র 3 এবং চিত্র 4 এ দেখা যায়, সিস্টেমটি রাজ্যের মধ্য দিয়ে যতটা এগিয়ে যায়, তত কম আউটপুট ট্রিগার হয়।

দূরত্ব অঞ্চলের ধাপগুলি 1.48 ms (ইকো সিগন্যাল), যা 0.25 সেমি বৃদ্ধির সমানুপাতিক, যেমন ফর্মুলা 1 তে দেখানো হয়েছে। এইভাবে আমাদের 8 টি দূরত্ব অঞ্চল আছে, 25 সেমি ধাপে 0 থেকে 2 মিটার পর্যন্ত, যেমন দেখানো হয়েছে 1 নং টেবিল.

ধাপ 4: ফলাফল

নকশা পরীক্ষা করার জন্য, সফ্টওয়্যার দ্বারা প্রদত্ত এমুলেশন টুলে ব্যবহৃত কনফিগারেশন চিত্র 6 এ দেখা যায়।

এমুলেশন পরীক্ষাগুলি দেখায় যে নকশাটি অতিস্বনক সেন্সরের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করার জন্য একটি ইন্টারফেস সিস্টেম সরবরাহ করে প্রত্যাশা অনুযায়ী কাজ করে। গ্রীনপাক দ্বারা প্রদত্ত এমুলেশন টুলটি চিপ প্রোগ্রামিং ছাড়া ডিজাইন লজিক পরীক্ষা করার জন্য একটি দুর্দান্ত সিমুলেশন টুল এবং উন্নয়ন প্রক্রিয়াকে সংহত করার জন্য একটি ভাল পরিবেশ প্রমাণ করেছে।

নামমাত্র সেন্সর ভোল্টেজ প্রদানের জন্য সার্কিট পরীক্ষাগুলি একটি বাহ্যিক 5 V উৎস (লেখক দ্বারা ডিজাইন এবং বিকাশিত) ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল। চিত্র 7 ব্যবহার করা বাহ্যিক উৎস দেখায় (020 V বাহ্যিক উৎস)।

সার্কিট পরীক্ষা করার জন্য, সেন্সর থেকে ইকো আউটপুট পিন 2 এর ইনপুটে সংযুক্ত ছিল এবং ট্রিগার ইনপুট পিন 4 এ সংযুক্ত ছিল। সেই সংযোগের সাথে, আমরা টেবিল 1 এ নির্দিষ্ট দূরত্বের প্রতিটি রেঞ্জের জন্য সার্কিট পরীক্ষা করতে পারি এবং ফলাফলগুলি চিত্র 8, চিত্র 9, চিত্র 10, চিত্র 11, চিত্র 12, চিত্র 13, চিত্র 14, চিত্র 15 এবং চিত্র 16।

ফলাফল প্রমাণ করে যে সার্কিট প্রত্যাশা অনুযায়ী কাজ করে, এবং গ্রীনপ্যাক মডিউল অতিস্বনক দূরত্ব সেন্সরের ইন্টারফেস হিসাবে কাজ করতে সক্ষম। পরীক্ষাগুলি থেকে, পরিকল্পিত সার্কিট স্টেট মেশিন এবং অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলি ব্যবহার করে প্রয়োজনীয় ট্রিগার পালস তৈরি করতে পারে এবং রিটার্নিং ইকো ল্যাগকে নির্দিষ্ট বিভাগে শ্রেণিবদ্ধ করতে পারে (25 সেমি ধাপ সহ)। এই পরিমাপগুলি অনলাইনে সিস্টেমের মাধ্যমে করা হয়েছিল, প্রতি 100 এমএস (প্রতি সেকেন্ডে 10 বার) পরিমাপ করে, দেখায় যে সার্কিটটি ক্রমাগত দূরত্ব পরিমাপের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ভাল কাজ করে, যেমন গাড়ি পার্কিং সহায়ক ডিভাইস ইত্যাদি।

ধাপ 5: সম্ভাব্য সংযোজন

প্রকল্পের আরও উন্নতি বাস্তবায়নের জন্য, ডিজাইনার সমগ্র অতিস্বনক সেন্সর পরিসীমা পরিবেষ্টনের জন্য দূরত্ব বাড়িয়ে দিতে পারে (আমরা বর্তমানে 0 থেকে 2 মিটার পরিসরের অর্ধেক শ্রেণিবদ্ধ করতে সক্ষম, এবং সম্পূর্ণ পরিসীমা 0 মিটার থেকে 4 মিটার)। আরেকটি সম্ভাব্য উন্নতি হবে দূরত্ব পরিমাপ করা প্রতিধ্বনি পালসকে BCD ডিসপ্লে বা LCD ডিসপ্লেতে প্রদর্শিত হবে।

উপসংহার

এই নির্দেশে একটি ডিজিটাল অতিস্বনক দূরত্ব সেন্সর গ্রীনপ্যাক মডিউল ব্যবহার করে একটি নিয়ন্ত্রণ ইউনিট হিসাবে সেন্সর চালাতে এবং এর ইকো পালস আউটপুট ব্যাখ্যা করতে প্রয়োগ করা হয়েছিল। গ্রীনপ্যাক সিস্টেম চালানোর জন্য অন্যান্য বেশ কয়েকটি অভ্যন্তরীণ উপাদান সহ একটি ASM প্রয়োগ করে।

গ্রীনপাক ডেভেলপমেন্ট সফটওয়্যার এবং ডেভেলপমেন্ট বোর্ড উন্নয়ন প্রক্রিয়ার সময় দ্রুত প্রোটোটাইপিং এবং সিমুলেশনের জন্য চমৎকার হাতিয়ার হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে। এএসএম, দোলক, যুক্তি এবং জিপিআইও সহ গ্রিনপাকের অভ্যন্তরীণ সম্পদগুলি এই নকশার জন্য কাঙ্ক্ষিত কার্যকারিতা বাস্তবায়নের জন্য কনফিগার করা সহজ ছিল।