ultimo aggiornamento 25 aprile 2012


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Descrizione

Con la scheda qui presentata Ŕ possibile misurare la distanza da un ostacolo frontale in un intervallo compreso tra i 3 cm ed i 3 metri grazie all'eco di un segnale ad ultrasuoni.
Il progetto originale Ŕ di Andrew Wilson ed Ŕ possibile trovarlo sul libro Programming and Customizing the Basic Stamp Computer scritto da Scott Edwards e pubblicato il 21 marzo 2001. Il circuito Ŕ anche reperibile a questo indirizzo

http://www.reconnsworld.com/bs2sonar.html

Questo progetto Ŕ adatto per essere utilizzato come sensore su un robot. Il sensore permette di misurare la distanze da un oggetto.
La misura Ŕ compresa  tra 2,5 cm e 25 cm.
Per il suo funzionamento Ŕ necessario il collegamento ad una scheda BS2 prodotta dalla Parallax, per esempio la scheda madre fornita dalla DeAgostini insieme all' opera "Costruisci e programma il tuo Robot" .
Per quanto riguarda lo schema elettrico e i componenti utilizzati sul sito sopracitato Ŕ presente tutto il necessario, io mi sono limitato a creare i due circuiti stampati dove trovano posto i componenti. Uno per la circuiteria di controllo e una per le due capsule ad ultrasuoni.
Una volta realizzato il circuito si pu˛ passare al collaudo utilizzando il programma che si pu˛ trovare pi¨ avanti.
Ricordo ancora che ulteriori dettagli inerenti il circuito e gli originali del programma possono essere trovati sul sito originale.

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Programma per BS2

Istruzioni di montaggio

Indice

  1. Schema elettrico

  2. Circuiti stampati

  3. Disposizione componenti

  4. Programma di test

  5. Foto del prototipo

Schema elettrico

Elenco componenti
R1, R5, R6, R11, R19 10kΏ ╝W
R2, R7, 47kΏ ╝ W
R3 22kΏ ╝W
R4, R9, R14, R18 100kΏ ╝ W
R8, 22kΏ ╝ W
R10, 18kΏ ╝ W
R12, R13, R16, R17 220kΏ ╝ W
R15 2,2kΏ ╝ W
R20 1 kΏ ╝ W
C1, C2, C3 0,1uF poliestere
Q1 Quarzo 40 kHz
IC1 LM358N
IC2 LM339N
JP1, Pin-strip femmina 1x5
JP2, JP5 PINHD-1X2
JP3, JP4 PINHD-1X2 90░
RX Capsula ricevente ultrasuoni
TX Capsula trasmittente ultrasuoni


Circuito formato EAGLE

 

LM 358  Low Power Dual Operational Amplifiers


Codice RS - 858-427
Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

LM 339 Quadruplo comparatore di tensione, bassa potenza, basso Offset


Codice RS - 517-2419
Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

Capsula ricevente ultrasuoni 5340-RX40

- Frequenza di lavoro: 40 kHz;
- Massima tensione di lavoro: 20 Vrms;
- Temperatura operativa: 20░C to +85░C;
- Portata: da 0,2 a 6 metri;
- SensibilitÓ: -67 dB min;
- Pressione sonora: 112 dB min;

  Datasheet Foto

Capsula ricevente ultrasuoni 5340-TX40

- Frequenza di lavoro: 40 kHz;
- Massima tensione di lavoro: 20 Vrms;
- Temperatura operativa: 20░C to +85░C;
- Portata: da 0,2 a 6 metri;
- SensibilitÓ: -67 dB min;
- Pressione sonora: 112 dB min;

  Datasheet Foto

Schema elettrico - Dettaglio sezione trasmittente

Schema elettrico - Dettaglio sezione ricevente

Schema elettrico - Dettaglio sezione comparatore

Circuiti stampati sensore Disposizione componenti

 

Programma per eseguire il test di funzionamento del sonar

'{$STAMP BS2}
' Programma: test_sonar.bs2 (sonar a corto raggio per BS2)
' Questo programma in cooperazione con un una circuiteria trasmittente/ricevente
' sui 40 kHz crea un'economico sonar a corto raggio (10"-250 mm)
' per controllo collisione su piccoli robot.
' Il programma si occupa di far emettere un breve treno d'impulsi a 40kHz (ping)
' e si mette in attesa del ritorno dell'eco.
' L'istruzione del BS2 RCtime valuta il l'intervallo di tempo tra l'emissione del segnale
' e l'arrivo dell'eco.
' I risultati migliori sono compresi nel range tra 2 a 7" (tra i 58 e le 225 unitÓ).
'========CONSTANTI
nSmp CON 5 ' Number of samples (NOT LESS THAN 5).
maxSmp CON nSmp-1   ' Array index # of last sample.
maxSrt CON nSmp-2      ' Maximum index # to sort.
s1 CON nSmp/2-2          ' 1st sorted sample to include in average.
s2 CON nSmp/2-1          ' 2nd " " " " " "
s3 CON nSmp/2             ' 3rd " " " " " "
s4 CON nSmp/2+1         ' 4th " " " " " "
s5 CON nSmp/2+2        
' 5th " " " " " "
ping CON 0                    ' Contatto libero (0) su Scheda madre - Output per attivazione segnale.
pingLen CON 200           ' Durata del segnale 2-us units.
compRC CON 2             ' Contatto libero (2) su Scheda madre - Output per settare circuito RC del comparatore
rcvr CON 1                     ' Contatto libero (1) su Scheda madre - Input da ricevitore/comparatore 40kHz
'========VARIABILI
echTime VAR Word
smp VAR Byte(nSmp)
index VAR Byte
swapTmp VAR Byte
swap VAR Bit
'========PROGRAMMA
HIGH ping
again:
GOSUB sonar
DEBUG "Tempo Echo (0-255 unitÓ): ", DEC echTime,CR
GOTO again
'========SONAR SUBROUTINE
sonar:
     FOR index = 0 TO maxSmp
     HIGH compRC
     PAUSE 1
    INPUT compRC
    PULSOUT ping,pingLen
    RCTIME rcvr,0,echTime
    smp(index) = echTime/2 MAX 255
NEXT
sort:
swap = 0
   FOR index = 0 TO maxSrt
IF smp(index) >= smp((index+1)) THEN noSwap
swapTmp = smp(index)
smp(index) = smp(index+1)
smp(index+1) = swapTmp
swap = 1
noSwap:
NEXT
IF swap = 1 THEN sort
echTime = smp(s1)+smp(s2)+smp(s3)+smp(s4)+smp(s5)/5 MAX 255
RETURN

Alcune foto del prototipo della scheda sonar per BS2

 

Elenco revisioni
25/04/2012 Aggiornato pagina
23/11/2005 Aggiornato grafica pagina
30/06/2004 Emissione preliminare