Sensor de ad

5/8/2018 Sensor de ad - slidepdf.com

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TEMA: EXAMEN FINAL SENSOR DE PROXIMIDAD

CURSO: 8vo G

FECHA: 9 04 2011

INTEGRANTES: CRISTIAN CAGUANA R.

ALEX AVILA L.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El desarrollo de este proyecto está dirigido exactamente para personas con problemas de salud al

momento de estacionar un vehículo y no poder observar la parte posterior para verificar la distancia a la

cual se encuentran de algún objeto o ya sea un vehículo, evitando así daños materiales o efectos

secundarios. Como dispositivos de campo ampliamente extendidos y utilizados en las plantas

industriales y sistemas automatizados deben ser estudiados con profundidad por los futuros ingenieros

industriales, especialmente por aquellos cuyo perfil se orienta a las ramas eléctrica, electrónica o

automática, porque en su futuro profesional deben dar respuestas concretas a problemas de

automatización, mantenimiento o reparación en los que van a estar presentes.

Para nosotros los estudiantes es necesario presentar las alternativas suficientes para el desarrollo del

país y por lo tanto de los conocimientos de todos nosotros, nuestro proyecto SENSOR DE PROXIMIDAD

es una aplicación para los vehículos ya sea colocados en el momento de estacionar por dificultad de

visibilidad.

2. RESUMEN.

Nuestro proyecto consiste que al momento de estacionar un vehículo exista un asistente totalmente

programado que nos ayude con las distancias exactas a la que nos encontramos de una pared, vehículo

o un sin número de objetos con el cual podemos impactar el mismo, con la ayuda de diferentes

componentes electrónicos y la programación adecuada podremos simular exactamente lo que ocurre en

la vida real.

3. OBJETIVOS.

y Construir un circuito adecuado para la simulación del sensor de proximidad aplicado en el

vehículo.

y Conocer más de cerca los elementos electrónicos aplicados en el vehículo. y Desarrollar más a fondo la programación de Atmega 16 para el funcionamiento del circuito.



4. MARCO TEORICO.

4.1 AVR ATEMEGA 16

Actualización con la era de la tecnología, el nuevo microcontroladores vienen con un montón de

periféricos incorporado y funciones. Estos periféricos incorporado y funciones no sólo reducir el costo

de los circuitos adicionales para utilizar con el controlador, sino también proporcionar una facilidad para

los dispositivos de interfaz adicional (por ejemplo, módems, etc) directamente con el microcontrolador.

4.1.1 Descripción.

Antes de configurar los bits de fusibles para el dispositivo, es necesario tener un conocimiento profundo

de los bits de fusibles, cuando exactamente y cómo se configuran y lo que todos los factores que pueden

afectar el funcionamiento del dispositivo. Es importante señalar que la configuración de bits fusible no

se ven afectados por la operación de borrado de chips. Se configura de forma independiente mediante

el uso de programador externo.

Otro aspecto muy importante a destacar es que los bits fuse deseada debe ser programado antes de los

bits de bloqueo del dispositivo. Usted debe tener mucho cuidado al escribir los bits de fusibles del

dispositivo. Supongo que si usted utiliza un SPI programador / grabador de DVD para programar el

controlador y por casualidad con discapacidad (no programada) el bit SPIEN, entonces el chip no puede

ser más programado. El bit SPIEN puede volver a ser activado (programada) mediante el uso de un

quemador paralelo. Si el bit se lee como 0 lógico, significa que el bit está programado o si no se llama

como poco no programadas.

Fig. 1 Distribucion del Clock.

4.1.2 Características

De alto rendimiento, bajo consumo de energía Atmel AVR MICROCONTROLADOR 8-bit

Advanced RISC Arquitectura

- 131 Poderosos ordenes - un solo reloj de ejecución del ciclo0



- 32 x 8 registros generales de trabajo Propósito

- Operación completamente estática

- Hasta 16 MIPS a 16 MHz Rendimiento

- El chip de 2 tiempos multiplicador

De alta resistencia no-volátiles segmentos de memoria

- 16 Kbytes de En-Sistema de auto-programables de memoria flash del programa

- 512 Bytes de EEPROM

- 1 Kbyte SRAM interna

- Escribir / Borrar Ciclos: 10.000 Flash/100, 000 EEPROM

- Opcional arranque con la Sección del Código de bloqueo independiente Bits

En-Sistema de programación por programa de arranque en el chip

Verdadera lectura-escritura de la operación bien

- Programación de bloqueo de seguridad de software

JTAG (IEEE std. 1.149,1 Cumplimiento) Interfaz

- Exploración de límites, capacidades de acuerdo con el estándar JTAG

- Amplia en el chip de depuración de apoyo

- La programación de Flash, EEPROM, fusibles, y los bits de bloqueo a través de la interfaz JTAG

Características periféricos

- Dos de 8-bit del temporizador / Contadores con Prescalers separado y comparar los modos de

- Un 16-bit temporizador / contador con prescaler independiente, modo de comparación, y la captura

Modo

- Contador de tiempo real con el oscilador separado

- Cuatro canales de PWM

- 8 canales, 10-bit ADC



8 canales de un solo terminal

7 canales diferenciales en el paquete sólo TQFP

2 canales diferenciales con ganancia programable a 1x, 10x, 200x o

- Byte orientada a dos hilos de interfaz serie

- USART serie programable

- Maestro / Esclavo SPI interfaz en serie

- Watchdog Timer programable con independientes en el chip oscilador

- On-chip comparador analógico

4.1.3 La arquitectura del AVR: El núcleo AVR combina un amplio conjunto de instrucciones con 32

registros de propósito general de trabajo. Todos los 32 registros están directamente conectados a la

unidad aritmética lógica (ALU), permitiendo que dos independientes registros que se accede en una

sola instrucción ejecutada en un ciclo de reloj. El resultado la arquitectura es más eficiente código

logrando rendimientos de hasta diez veces más rápido que los convencionales CISC microcontroladores.



Fig. 2 Arquitectutra AVR ATmega 16.



Fig. 3 Pines De un ATmega 16

4.2 SENSOR DE PROXIMIDAD SHARP 2Y0A21

La función del detector capacitivo consiste en señalar un cambio de estado, basado en la variación del

estímulo de un campo eléctrico. Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos,

midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a

detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector. Los detectores

capacitivos están construidos en base a un oscilador RC. Debido a la influencia del objeto a detectar, y

del cambio de capacitancia, la amplificación se incrementa haciendo entrar en oscilación el oscilador. El

punto exacto de ésta función puede regularse mediante un potenciómetro, el cual controla la

realimentación del oscilador. La distancia de actuación en determinados materiales, pueden por ello,

regularse mediante el potenciómetro. La señal de salida del oscilador alimenta otro amplificador, el cual

a su vez, pasa la señal a la etapa de salida. Cuando un objeto conductor se acerca a la cara activa del

detector, el objeto actúa como un condensador. El cambio de la capacitancia es significativo durante

unalarga distancia. Si se aproxima un objeto no conductor, (>1) solamente se produce un cambio

pequeño en la constante dieléctrica, y el incremento en su capacitancia es muy pequeño comparado conlos materiales conductores.



Fig. 4 Esquema Sensor de proximidad Sharp 2y0421

Fig. 5 Dispositivo Sensor de Proximidad.

4.3 DISPLAY LCD 19 SEGMENTOS.

4.3.1 CARACTERÍSTICAS

5 x 8 puntos con el cursor

Capacidad de la controladora (KS 0066 o equivalente)

+ 5V de alimentación (También disponible para 3 V +)

Ciclo de 16.01 deber

B / L para ser utilizado por un pin, pin 2 o el pin 15, pin 16 o AK (LED)

NV opcional para el suministro de energía + 3V



El pinaje viene dado de la siguiente manera.

Fig. 6 Pinaje de un LCD



4.4 REGULADOR DE VOLTAJE 7805.

78xx es la denominación de una familia de reguladores de tensión positiva, de tres terminales, Vi voltaje

de entrada, Vo voltaje de salida y la pata central la masa o común, con especificaciones similares y que

sólo difieren en la tensión de salida suministrada.

Es un regulador de tensión positiva de 5 Volts a 1A, la tensión justa y mucho mas corriente de la que

necitan nuestros PICs para funcionar. Se sabe que el buen funcionamiento del firmware que grabemos

en el PIC está sujeto, no sólo a la buena programación que hayamos hecho a la hora de diseñarlo, sino

que también a una alimentación fija, constante y regulada a la hora de ejecutarlo.

Fig 7. Esquema y Pinaje de un 7805

4.5 CONDENSADORES.

Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo

eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas

por un material dieléctrico.

4.5.1 Electrolíticos. Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre tienen

polaridad, y una capacidad superior a 1 µF.

4.5.2 Cerámico "de lenteja" o "de disco". Son los cerámicos más corrientes. Sus valores de capacidad

están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF.

Fig. 8 Esquema de un Condensador



4.6 DIODOS.

Un diodo es un dispositivo de dos terminales que permite el paso de la corriente en una sola dirección.

4.6.1 DIODO ZENER

La corriente en la región Zener tiene una dirección opuesta a la de un diodo polarizado directamente. El

diodo Zener es un diodo que ha sido diseñado para trabajar en la región Zener.

Fig 9. Esquema Diodo Zener.

De acuerdo con la definición, se puede decir que el diodo Zener ha sido diseñado para trabajar con

voltajes negativos (con respecto a él mismo). Es importante mencionar que la región Zener (en un diodo

Zener) se controla o se manipula variando los niveles de dopado.

5. APLICACIONES.

Las aplicaciones de estos sensores se encuentran dentro del parque automotor actual (Chevrolet Aveo),

tambien en la industria de productos en serie.

6. FUNCIONAMIENTO.

Este circuito ejecuta una simulacion exacta de lo que ocurre en lo real según los elementos aplicados

dentro del circuito nos permitira obtener resultados desde 0 80cm, el cual el vehiculo simulador se

acercara hacia una pared el cual al estar alejado no existira nigun problema pero el momento de estar

cerca de un objeto se encendera una pequena alarma que alerte al conductor para que se realice una

frenada y pueda ya sea estacionarse o detenerse antes de impactar a un vehiculo. Para esto tambien se

mantendra la proteccion del circuito por medio de un regulador de voltaje que nos envie 5v para el

circuito.



7. DESARROLLO.

7.1 Materiales y herramientas utilizados.

COMPONENTES ELECTRONICOS HERRAMIENTAS UTILIZADAS

y Sensor de proximidad Sharp 2y0A21F078

y At mega 16

y Display 4*2

y Regulador de Voltaje 7805

y Buzer

y Transistor 2N3904

y Potenciometro 10K

y Resistencias 20, 1.5K,

y Condensadores para el Regulador de

Voltaje.

y Bateria 9v

y Cautin Lapiz

y Pinzas de Corte.

y Soldadura.

y Cables Delgados para la electronica

y Placa Perforada.

Tabla 1.

7.2 ESQUEMA Y PREOCEDIMIENTO.

Fig. 10 Regulador de Voltaje 5v.



Fig. 11 Esquema del Conexionado del Sensor.

El procedimiento a realizar fue el siguiente.

y Realizar el seguimiento del esquema planteado para la realizacion del mismo.

y Conexión entre el Atmega 16 y el sensor de proximidad, esta conexión se la realiza al pin 40 del

Atmega 16.

y Realizar el regulador de voltaje para que alimente a nuestro circuito.

y Desde el Atmega 16 conectamos correctamente hacia el display cada uno de sus pines

correspondientes, tambien se lo conecta hacia un buzer de tal manera cuando un vehiculo se

encuentre cerca de otro se activara una alarma.

y Realizar la respectiva programacion para el Atmega 16.

y Abrir el programa del Code Vision y realizar paso a paso para la configuracion inicial.

y Abrir la ventana de nuevo proyecto.

Fig. 12



y Seleccionamos el chip de Atmega 16 con 8Hz

Fig. 13

y En lcd aplicamos la opcion del port C.

Fig. 14

y Luego senalamos la opcion Adc que nos permite cambiar la opcion de analogico a digital.



Fig. 15

y Por ultimo colocamos la funcion generar, salvar y salir.

Fig. 16

y Una vez realizado los pasos anteriores sehace la programacion necesaria para el funcionamiento

del circuito.

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V2.03.9 Standard

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2008 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Chip type : ATmega16

Program type : Application



AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 256

*****************************************************/

#include <mega16.h>

#include <stdlib.h>

char tecla [1];

char dato;

// Alphanumeric LCD Module functions

#asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC

#endasm

#include <lcd.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0xff

// Read the 8 most significant bits

// of the AD conversion result

unsigned char read_adc(unsigned char adc_input)

{

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);



ADCSRA|=0x10;

return ADCH;

}

// Declare your global variables here

void main(void)

{

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTA=0x00;

DDRA=0xff;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTB=0x00;

DDRB=0x00;

// Port C initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out

// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out



// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTD=0x00;

DDRD=0xFF;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 2 Stopped

// Mode: Normal top=FFh

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// INT2: Off

MCUCR=0x00;



MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x00;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 1000,000 kHz

// ADC Voltage Reference: AVCC pin

// ADC Auto Trigger Source: Free Running

// Only the 8 most significant bits of

// the AD conversion result are used

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0xA3;

SFIOR&=0x1F;

// LCD module initialization

lcd_init(16);

lcd_clear();

lcd_gotoxy (1, 0);

lcd_putsf("Sensor UDA");

lcd_gotoxy (0, 0);

lcd_putsf("Distancia actual");



while (1)

{

dato =read_adc(1);

itoa(dato,tecla);

lcd_gotoxy (5, 1);

lcd_puts(tecla);lcd_putsf(" cm ");

if (dato > 5 & dato < 20){PORTD.0=1;}

};

}

y Realizado todo esto vamos a copilar para ver si existen errores.

Fig.17

y Se realiza el grabado del Avr para su funcionamiento a travez del progama Prog ISP.



Fig. 18

8. FUNCIONALIDAD DEL SENSOR.

En la actualidad el confort es uno de los mayores retos que se tienen en la fabricación de los

automóviles por lo tanto este sensor llega a ser parte de eso para dar las completas facilidades al

conductor de permanecer siempre en la postura correcta, teniendo un asistente informando siempre a

la distancia que se encuentra de algún objeto o vehículo.

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

y El proyecto se pudo realizar sin ninguna dificultad y gracias a ello se pudo adquirir una mayor

experiencia en lo que es realización de circuitos en placa perforada.

y La programación de este circuito se realizo sin ningún inconveniente gracias a la ayuda del

profesor debido a que nos supo informar acerca de algunas programaciones, fue eso que nos

sirvió de una guía completa.

y Verificar siempre los voltajes que se van a aplicar dentro del circuito ya que eso puede dar fallas

en ciertos componentes electrónicos.

y Verificar el estado de los componentes electrónicos, y por lo tanto que estos sean originales y

no unos genéricos ya que nos pueden traer algunos problemas el momento de montarlo en el

circuito.



10. ANEXOS

Fig. 19. Circuito Realizado en la placa

Fig. 20 Verificacion del Funcionamiento.

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