الکترونیک 98 آموزش الکترونیک-رباتیک-برق-برنامه نویسی میکروکنترلرها، رسپبری پای و آردوینو
اندازه گیری شدت نور محیط
در این بخش تیم الکترونیک و برنامه نویسی الکترونیک ۹۸, اقدام به طراحی و انتشار پروژه ای کاربردی و حرفه ای با عنوان, اندازه گیری شدت نور محیط به کمک فتوسل (LDR), برای شما علاقه مندان به پروژه های میکروکنترلر AVR کرده است. یکی از پر کاربرد ترین حسگرهای مورد استفاده در الکترونیک و رباتیک حسگرهای نوری می باشند. حسگرهای نوری پس از انجام فرآیند اندازه گیری نور محیط، نتیجه را به صورت یک سیگنال الکتریکی و آماده پردازش در خروجی خود تحویل می دهند. در ادامه می خواهیم یکی از رایجترین حسگرهای نوری را توضیح دهیم و توسط میکروکنترلر AVR آن را، راه اندازی نمائیم و شدت نور محیط را انداز گیری کنیم.
فتوسل (LDR)
فتوسل (LDR) یا فتورزیستانس، مقاومتی از جنس سولفید کادمیم است که مقاومت آن در مقابل نور کاهش پیدا می کند و در هنگام تاریکی، افزایش می یابد. حال ما این تغییر مقاومت (که همان اطلاعات دریافتی از محیط است) را باید آشکار کنیم تا عکس العمل لازم را پس از پردازش داشته باشیم. جهت درک بیشتر این فرآیند و راه اندازی سنسور فتوسل توسط میکروکنترلر AVR، تصمیم گرفته ایم تا در این پروژه به کمک مقاومت نوری فتوسل و میکروکنترلر AVR، نور محیط را اندازه گیری نمائیم و آن را بر روی یک ال سی دی کاراکتری نمایش دهیم و همچنین زمانی که نور محیط از حد تعریف شده کمتر شد یک رله را در خروجی مدار فعال کنیم.
یکی از کاربردهای اساسی سنسور فتوسل LDR که بی شک همه شما تا به حال دیده اید، روشن شدن اتوماتیک لامپ های متصل به تیرهای چراغ برق به محض تاریکی هوا می باشد. حتما می دانید که تیرهای چراغ برق به صورت اتوماتیک به محض تاریک شدن هوا روشن و به محض روشن شدن هوا خاموش می شوند، در حقیقت این عملیات اتوماتیک توسط سنسور فتوسل یا ال دی آر (LDR) انجام می شود. به این صورت که با افزایش نور مقاومت سنسور LDR کاهش میابد و در نتیجه جریان عبوری از این سنسور بیشتر می شود و یا بلعکس، که می توان با طرح یک مدار ساده توسط این جریان یک رله را به صورت اتوماتیک با تاریک شدن و روشن شدن هوا کنترل نمود.
نقشه شماتیک پروژه اندازه گیری شدت نور محیط به کمک فتوسل LDR
در این پروژه با تغییر شدت نور مقدار مقاومت فتوسل تغییر می کند که مطابق مدار بالا موجب تغییرات ولتاژ می شود. این مقدار متغییر ولتاژ به ورودی آنالوگ میکرو (واحد ADC میکروکنترلر AVR) متصل شده و مقدار آن اندازه گیری می شود. همچنین کانال دوم ورودی آنالوگ میکروکنترلر ATmega16 را به پتانسیومتر دیگری برای تعیین ولتاژ مرجع برای کنترل خروجی رله متصل کرده ایم. مقدار این ولتاژ مرجع در حافظه دائمی EEPROM میکروکنترلر AVR نیز ذخیره می شود.
واحد ADC میکروکنترلر AVR قادر به اندازه گیری ولتاژ آنالوگ 0 تا 1023 خواهد بود. از آنجایی که عدد خوانده شده نسبت به ولتاژ ورودی خطی است پس می توان با یک تناسب ساده از عدد خواهنده شده، مقدار ولتاژ ورودی را بدست آورد. همچنین می توانید برای درک جزئیات بیشتر در مورد نحوه محاسبه ولتاژ ورودی واحد ADC میکروکنترلر AVR برنامه نوشته شده برای میکروکنترلر AVR را بررسی نمائید.
لازم به ذکر است فایل شبیه ساز این پروژه نیز که با نرم افزار Proteus 8 Professional طراحی شده، پیوست فایل پروژه جهت دانلود قرار داده شده است، که می تواند شما را در یادگیری هر چه بهتر مدار و نحوه عملکرد آن یاری نماید.
برنامه نوشته شده در نرم افزار BASCOM-AVR به زبان بیسیک BASIC
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 |
$regfile = "m16def.dat" $crystal = 1000000 '----------------------------------------------------- Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 , Db6 = Portb.6 , Db7 = Portb.7 , E = Portb.2 , Rs = Portb.0 Config Lcd = 16 * 2 Cursor Off Cls '----------------------------------------------------- Enable Interrupts Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc Start Adc '----------------------------------------------------- Config Portc.1 = Output : Reset Portc.1 : Relay Alias Portc.1 '----------------------------------------------------- Dim Ldr As Word Dim Setpoint As Word Dim Setpoint_eram As Eram Word At &H00 Dim Setpoint_max As Word Dim Setpoint_min As Word '----------------------------------------------------- Do Gosub Red_temp Gosub Show_temp Gosub Termostat Waitms 300 Loop End '----------------------------------------------------- Red_temp: Ldr = Getadc(7) : Ldr = Ldr * 4.8828125 Setpoint = Getadc(6) : Setpoint = Setpoint * 4.8828125 Return '----------------------------------------------------- Show_temp: Locate 1 , 1 : Lcd "LDR:" ; Ldr ; " mV" Locate 2 , 1 : Lcd "Setpoint:" ; Setpoint ; " mV" Return '----------------------------------------------------- Termostat: Setpoint_max = Setpoint Setpoint_min = Setpoint - 10 If Ldr > Setpoint_max Then Reset Relay Elseif Ldr <= Setpoint_min Then Set Relay End If Return |
درود، در قسمت Ldr = Ldr * 4.8828125،چرا ضربدر عدد 4.8828125 شده،این ضریب چگونه بدست اومده؟
این ضریب از رابطه تناسبی زیر بدست می یاد و بهتره به جای ضریب خود رابطه رو در برنامه بنویسی.
LDR=5/1023
LDR=LDR*5
در اصل این ضریب همان حاصل محاسبه: تقسیم عدد 5 بر 1023 است 0.004887585 که بخاطر معادل شدن با میلی ولت ضربدر 1000 شده.
1. در آنالوگ تحلیل ضریب خیلی مهمه که حتما باید مفصل بحث بشه
2. شما 5 رو بر 1024 تقسیم کردید که شده 0.004882812 که این اشتباست،چونکه حد بالای مبدل آنالوگ 10 بیتی برابر با 1023 است نه 1024.
سوال:کجا آخرین مقدار مطلوب رو به حافظه eeprom منتقل کردید و نقش این حافظه در کجای برنامه است؟
سلام دوست عزیز
با تشکر فراوان از توضیحات شما، بله کاملا حق با شماست. تراشه های AVR دارای مبدل داخلی با وضوح 10 بیت و به صورت مالتی پلکس شده تا 8 و در نمونه های جدید تا 16 ورودی بوده و با سرعت تبدیل بالای بین 60 تا 260uS می تواند ولتاژ بین 0 تا VCC را به مقدار عددی 0 تا 1023 تبدیل کند.
از آنجا که مدار توسط ولتاژ 5 ولت تغذیه شده و ولتاژ مرجع نیز ولتاژ VCC در نظر گرفته شده به همین دلیل برای رسیدن به ولتاژ دقیق باید 5 را بر مقدار 1023 تقسیم کنیم و در نهایت برای رسیدن به مقدار میلی ولت عدد بدست آمده را در عدد 1000 ضرب کنیم. در این برنامه به علت خطای برنامه نویس به جای تقسیم عدد 5 بر 1023 عدد 5 بر 1024 تقسیم شده که باعث می شود مقدار ولتاژ بدست آمده، 10 میلی ولت کمتر از مقدار واقعی ولتاژ نمایش داده شود.
در این برنامه به دلیل اینکه از یک پتانسیومتر جهت انتخاب مقدار مطلوب استفاده شده است، دیگر نیازی به ذخیره سازی این مقدار در حافظه EEPROM میکروکنترلر نیست. اما اگر بخواهید اینکار را انجام دهید کافی است مقدار متغیر Setpoint را در یکی از زیر برنامه ها در متغیر Setpoint_eram بریزید و در شروع برنامه مقدار متغیر Setpoint را از مقدار متغییر Setpoint_eram بخوانید.
ببخشید اون j3 چه ماژولی هستش اینجا ؟
و اینکه RL2 از کدوم نوع هستش !
ممنون میشم اگه زود جواب بدید
سلام دوست عزیز
منظور از J3 کانکتور پیچی سه پایه است.
برای RL2 نیز می توانید از یک رله 12 ولتی معمولی استفاده کنید.
سلام واقعا ممنونم
سلام واقعا ممنونم فقط کانکتور رو میشه طریقه وصلشو یه توضیح بدید ممنون ، کجا به کجا ابید متصل بشه ؟
منظورم اینه که سه تا پیچ به له وصل میشه ، پین های پایینش کجا باید وصل بشه ؟
یه توضیح بدید ممنون میشم
خواهش میکنم
در حقیقت رله یک کلید الکتریکی است ، که شما می توانید از پین های رله برای روشن و خاموش کردن وسایل برقی کمک بگیرید، مثلا می توانید یک لامپ را به رله متصل کنید. برای اینکه بتوانید با نحوه اتصال وسایل برقی به رله آشنا شوید می توانید کلمه (رله) را در گوگل جستجو کنید، مطالب بسیار زیادی در این رابطه در اینترنت موجود می باشد.
شرمنده ولی من درباره ی کانکنور میگم باید پینای پایینش کجا وصل بشه ، یه طرف به رله و یه طرف به کجا ؟
وظیفه کانکتور اتصال سیم های وسایل برقی به رله است.
یک طرف پایه های کانکتور به رله متصل میشن و طرف دیگه کانکتور را می تونید توسط سیم به وسایل برقی مورد نظر خودتون متصل کنید. در حقیقت کانکتور پیچی یک وسیله ارتباط دهنده که این امکان را به شما می ده تا به راحتی با یک پیچ گوشتی سیم هاتون را به برد متصل کنید.
بله ممنونم ، با اینکه جواب نگرفتم ولی بازم ممنون .
من میخاستم ببینم اون یکی پایه های کانکتور به کجا وصل میشه ، صرفا در این پروژه منظورم بود !
تو پروتیوس نشون نداده آخه !
من تا جایی که متوجه سوال شما شدم تونستم جواب بدم، متاسفانه من دقیقا متوجه سوال شما نشدم، مثلا منظورتون از (اون یکی پایه) چیه؟
کانکتور 3 تا پین داره 3 تا هم پیج ، پیچا تو شکل معلومه که وصل شدن به رله، این به کنار ، اون 3 تا پین پایینی کانکتور که تو شکل هم معلوم نیس به کجا باید وصل بشه ؟
کانکتور باید ورودی و خروجی داشته باشه دیگه، اینجا خروجی به رله وصله ، ورودی به کجا باید وصل بشه ؟
(منظورم اینه که اون وسایل برقی که بالا گفتین کدومن تو RDL ???)
دوست عزیز کاکنتور پیچی صرفا یک قطعه رابطه شما اصلا می تونید از کانکتور استفاده نکنید و سیم وسیله برقی خودتون رو مستقیم به پایه های رله لحیم کنید.
همانطور که گفتید کانکتور پیچی دارای 3 پین و 3 پیچ است که پین های اون به به ترتیب به پایه های no-com-nc رله متصل خواهند شد و قسمت پایه های پیچی اون هم سر راه مثبت مصرف کنند متصل خواهند شد.
در نقشه ما هیچ وسیله برقی را به رله متصل نکردیم و تنها پایه های رله را به یک کانکتور (j3) متصل کردیم.