Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Transkrypt

1 Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

2 Zasilanie: 5V Pobór prądu: < 2mA Efektywny kąt: < 15º

3 Zasada pomiaru Odległość = (Szerokość impulsu Prędkość dźwięku) /

4 Zależność prędkości fali dźwiękowej (w m/s) od temperatury i wilgotności względnej powietrza C 20%RH 50%RH 80%RH 0 331,52 331,62 331, ,57 334,70 334, ,60 337,79 337, ,61 340,88 341, ,62 343,99 344, ,62 347,13 347, ,67 350,32 351,01 [ m/ s] 331 0,6 T[ C]

5 Charakterystyka sensora: D[cm] = T[µs] / 58 Producent podaje zakres: 2cm cm (3 cm 300 cm) Rozdzielczość: 0,3 cm Częstotliwość: 40 khz (fala 8 x 25 µs = 200 µs)

6 W temperaturze 21ºC prędkość dźwięku wynosi ok. 345m/s Oznacza to 0,0345 cm/µs Czyli przebycie odległości 1cm wymaga 28,9855 µs W zaokrągleniu przyjmujemy 29, a ponieważ dźwięk przebywa podwójną odległość i w związku z tym zmierzony czas odpowiedzi należy podzielić przez

7 Charakterystyka sensora D[cm] = T[µs] / 58 Producent podaje zakres 2cm cm

8 Charakterystyka sensora dookólna

9 Transmisja asynchroniczna Brak

10 Przykładowe biblioteki dla Arduino Example/

11 Przykładowe realizacja // Pomiar odległości w cm z czujnikiem HC-SR04 //Konfiguracja sprzętowa int trigpin = 9; int echopin = 10; int gndpin = 11; int vccpin = 8;

12 Przykładowe realizacja //Konfiguracja mikrokontrolera void setup() { Serial.begin(57600); pinmode(trigpin, OUTPUT); pinmode(echopin, INPUT); pinmode(gndpin, OUTPUT); digitalwrite(gndpin, LOW); pinmode(vccpin, OUTPUT); digitalwrite(vccpin, HIGH); // Zasilanie masa // Zasilanie +Vcc } Serial.println( Pomiar odleglosci (w cm) z HC-SR04 );

13 Przykładowe realizacja //Pętla główna void loop() { Serial.print(sonarPomiar_cm()); Serial.println( cm ); delay(1000); //Pomiar odległości w cm }

14 Przykładowe realizacja // Funkcja realizującą pomiar w cm int sonarpomiar_cm() { digitalwrite(trigpin, LOW); delaymicroseconds(5); digitalwrite(trigpin, HIGH); delaymicroseconds(12); // Impuls >10 µs digitalwrite(trigpin, LOW); int czas = pulsein(echopin, HIGH); int odleglosc = czas / 58; if ((odleglosc > 500) (odleglosc < 0)) return 999; else return odleglosc; // obliczanie odległości // przekroczony zakres pomiaru // poprawny pomiar w cm }

15

16

17 Sensor z magistralą I2C

18 Protokół I2C wzorowany na układach EEPROM serii 24xx Domyślny adres SFR10: 0xE0 Może być on zmieniony przez użytkownika na jeden z adresów: E0, E2, E4, E6, E8, EA, EC, EE, F0, F2, F4, F6, F8, FA, FC lub FE Rejestry SRF10 Zakres pomiaru określany jest w µs, tzn. wartość max równa (0xFFFF) odpowiada odległości 1129 cm lub 442 cale Rejestr #2 umożliwia zmianę wzmocnienia analogowego

19 Polecenia Polecenia #80 do #82 ustalają format wyniku Polecenia #160, #165, #170 przeznaczone są do zmiany adresu I2C

20 Wzmocnienie analogowe

21 Wzmocnienie analogowe

22 Zmiana adresów I2C

23 Czytnik zakresu SFR10 // I2C SRF10 or SRF08 Devantech Ultrasonic Ranger Finder // by Nicholas Zambetti < // and James Tichenor < // Demonstrates use of the Wire library reading data from the // Devantech Utrasonic Rangers SFR08 and SFR10 // Created 29 April 2006 // This example code is in the public domain. #include <Wire.h>

24 Czytnik zakresu SFR10 void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(9600); } int reading = 0; // join i2c bus (address optional for master) // start serial communication at 9600bps void loop() { // step 1: instruct sensor to read echoes Wire.beginTransmission(112); // transmit to device #112 (0x70) // the address specified in the datasheet is 224 (0xE0) // but i2c adressing uses the high 7 bits so it's 112 Wire.write(byte(0x00)); // sets register pointer to the command register (0x00) Wire.write(byte(0x50)); // command sensor to measure in "inches" (0x50) // use 0x51 for centimeters // use 0x52 for ping microseconds Wire.endTransmission(); // stop transmitting

25 Czytnik zakresu SFR10 // step 2: wait for readings to happen delay(70); // datasheet suggests at least 65 milliseconds // step 3: instruct sensor to return a particular echo reading Wire.beginTransmission(112); // transmit to device #112 Wire.write(byte(0x02)); // sets register pointer to echo #1 register (0x02) Wire.endTransmission(); // stop transmitting // step 4: request reading from sensor Wire.requestFrom(112, 2); // request 2 bytes from slave device #

26 Czytnik zakresu SFR10 // step 5: receive reading from sensor if (2 <= Wire.available()) // if two bytes were received { reading = Wire.read(); // receive high byte (overwrites previous reading) reading = reading << 8; // shift high byte to be high 8 bits reading = Wire.read(); // receive low byte as lower 8 bits Serial.println(reading); // print the reading } } delay(250); the output :) // wait a bit since people have to read

27 /* Czytnik zakresu SFR10 Fragment zakomentowany // The following code changes the address of a Devantech Ultrasonic Range Finder (SRF10 or SRF08) // usage: changeaddress(0x70, 0xE6); void changeaddress(byte oldaddress, byte newaddress) { Wire.beginTransmission(oldAddress); Wire.write(byte(0x00)); Wire.write(byte(0xA0)); Wire.endTransmission();

28 Czytnik zakresu SFR10 Fragment zakomentowany Wire.beginTransmission(oldAddress); Wire.write(byte(0x00)); Wire.write(byte(0xAA)); Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(oldAddress); Wire.write(byte(0x00)); Wire.write(byte(0xA5)); Wire.endTransmission(); Wire.beginTransmission(oldAddress); Wire.write(byte(0x00)); Wire.write(newAddress); Wire.endTransmission(); } */

29 Symulator czujnika SFR10 byte address = 112; // adres czujnika unsigned int manipvar = 0; // zmienna do zmiany danych byte bytessent = 2 ; // liczba bajtów do wysłania byte bytestosend[2] ; // przygotowanie danych do wysłania byte command = 0 ; // przechowywanie poleceń { void setup() TWAR = (address << 1) 0b ; // ustawienie adresu i ogólnej odpowiedzi na wywołania TWCR = 0b ; // ustawienie TWEA, TWEN i TWIE na 1 SREG = 0b ; // globalne włączenie przerwań pinmode(13, OUTPUT); } // koniec void setup()

30 Symulator czujnika SFR10 void loop() { if (command == 0x50) // włączenie diody dla polecenia 0x50 digitalwrite (13, HIGH); if (command == 0x02) // wyłączenie diody dla polecenia 0x02 digitalwrite (13, LOW); manipvar++; // główna zmienna do manipulowania dwoma bajtami wyjściowymi bytestosend [0] = manipvar; // przygotowanie starszego i młodszego bajtu zmiennej manipvar bytestosend [1] = manipvar >> 8 ; // starszy bajt manipvar delay (250); // coś innego do zrobienia podczas oczekiwania } // koniec void loop()

31 Symulator czujnika SFR10 ISR (TWI_vect) { // procedura obsługi przerwania przypisana do wektora if (TWCR & (1 << TWINT)) { // powtórne sprawdzenie, czy przerwanie jest właściwe if ((TWSR & 0b ) == 0x80) { // dane przychodzące } command = TWDR; // skopiowanie danych polecenia do wykorzystania później TWCR = 0b ; // reset oryginalnej konfiguracji

32 Symulator czujnika SFR10 if ((TWSR & 0b ) == 0xA8 ) // żądanie danych wychodzących { while (bytessent > 0 ) // wysłanie bajtów do mastera { bytessent--; TWDR = bytestosend [bytessent]; // wysłanie danych od najstarszego do najmłodszego bajta TWCR = 0b ; // reset po każdym wysłaniu delay (5); // chwilowa pauza po wysłaniu } if (bytessent == 0 ) // reset liczby bajtów i jeżeli bufor jest pusty bytessent = 2; } // koniec if ((TWSR & 0b ) == 0xA8 )

33 Symulator czujnika SFR10 TWCR = 0b ; // jeszcze jeden reset na wszelki wypadek SREG = 0b ; // włączenie z powrotem przerwań } // koniec if (TWCR & (1 << TWINT)) } // koniec ISR (TWI_vect)

34 Dziękuję