도닦는공돌이

이번에 구입한 초음파센서는 가격이 약간 높은 제품입니다ㅎ

하지만 그만큼 측정거리도 길고~ 필터도 내장되어있어서 믿을만합니다^^

http://vctec.co.kr/front/php/product.php?product_no=538&main_cate_no=136&display_group=1

제품설명

HRXL-MaxSonar-WRC 센서는 매우 컴팩트한 형태의 인기있는 초음파 거리측정기 입니다. 만약 크기나 무게에 제한이 없으시다면 비슷한 HRXL-MaxSonar-WR 제품을 검토하여 보십시오.

HRXL-MaxSonar-WRC 센서는 튼튼한 초음파 센서 모듈로 PVC 하우징되어 있으며, 매우 짧은 거리에서 먼거리까지 탐지가 가능한 제품입니다. 이 센서는 IP67 등급의 방수방진 지수를 가지고 있으며, 표준 3/4 인치 전자용 PVC 파이프와 사용이 가능합니다.

높은 음향 출력은 계속적으로 변경되는 gain, 실시간 백그라운드 자동 보정, 실시간 웨이브폼 signature 분석과 함께 결합되면서 사실상 노이즈를 신경쓰지 않고 데이터를 읽을 수 있습니다. 다양한 소리나 전기적인 노이즈가 있는 경우에도 거리 측정이 가능합니다. HRXL‑MaxSonar‑WRC센서 제품군은 공장에서 센서 빔 패턴에 대한 보정을 하였으며 먼 거리에 대한 검출 능력을 제공합니다.

MB7360 은 본 센서의 표준형 버전입니다.
MB7387 은 본 센서의 TTL serial 출력 버전입니다.

제품 개요

• 분해능: 1 mm
• 읽기속도: 7.5Hz reading rate(MB7360, MB7380)
• 빌트인 온도 보정 기능
• 거리측정용 42kHz 초음파 센서
• RoHS Compliant
• 세개의 센서 출력(Analog Voltage, Serial, Pulse Width)에서 데이터 읽음
• 사실상 데드존이 없음. 30cm보다 가까운 물체는 30cm로 표시함
• 최대 측정거리: 5000mm
• 동작전압: 2.7-5.5V
• 저전력: 2.9mA
• 작고 가벼운 크기
• 타켓에 쉽게 연결할 수 있도록 디자인 됨
• 동작온도: -40˚C to +65˚C
• 전압, 습도, 노이즈에 대한 실시간 자동 보정
• 좀더 낳은 노이즈 tolerance와 clutter reject을 위한 펌웨어 필터링
• 방수방진지수: IP67, Chemical Resistant F-Option (옵션임)
• 표준 전기 3/4 인치 PVC 파이프와 쉽게 연결
• 길고 얇은 빔 패턴
• RS232 Serial 출력

이번에 프로젝트때문에 초음파센서가 필요해서 하나 주문해서 구현해봤습니다.^^

기존의 많이 사용하시는 SRF-04 (핀4개) 와는 다르게 핀이 3개밖에 없어서 처음에 이게 뭔가 했는데요..

원리는 간단했습니다. 

[제품의 동작방법]

먼저 MCU 의 출력핀으로 NT-TS601 의 SIG 핀에 Input trigger pulse(t1)를 보내줍니다.

NT-TS601 의 SIG 핀에 Input trigger pulse 를 받은 NT-TS601 의 초음파센서 TX pin 에서

40kHz 로 Burst pulse 를 발생합니다.

Output echo pulse 가 나타날 때까지 Echo postpone(t2)을 기다립니다.

Burst pulse 가 물체에 반사되어 올 때까지 Output echo pulse 를 체크합니다.

MCU 가 입력받은 Output echo pulse 의 폭을 측정하여 거리로 나타낼 수 있습니다.

다시 측정하기 위해서는 최소 200 μs 이상 기다린 후에 Input trigger pulse 를 보냅니다.

즉, 간단하게 말해서 MCU에게 High신호를 센서핀에게 줘라 -> 센서는 초음파를 쏘고 -> 기다렸다가 동일한 핀으로 초음파에서 출력했던 펄스가 물체를 감지후 돌아온 에코펄스를 읽어라. 그러나 여기서 중요한것은 에코펄스를 읽을때 인터럽트가 걸리는 시간을 이용해서 물체의 거리를 측정한다는 것입니다.

음파 속도 V = 331.5 + 0.60714 T [m/s]

그러나 센서의 동작 범위의 0 ℃에서 70 ℃까지로 오차는 약 11 ~ 12 % 정도입니다. 따라서 주위 온도에 의해서 음속이 변함으로 정밀도가 높은 거리를 측정할 경우에는 온도 보상을 필요로 합니다. 아무래도..온도센서를 사용해서 함께 구현해야지 않을까 생각이 되네요.그리고 초음파의 특성상 측정되는 오브젝트의 형태(곡면일경우 또 반사되겠죠?)와 재질(천인지 금속인지에따라)에 또 측정값이 변할테니..신뢰성있는 값을 얻어내려면 평균값필터나 무빙에버레지도 필요할듯 합니다.

아래는 업체(엔티렉스)에서 제공하는 공개소스입니다.

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

Title : TS601 module TEST Code

MCU : Atmega32

외부 xtal : 16MHz

File Name : ultra00.c

Data : 2008/06/27 (Ver1.1)

Notice : 아래 코드는 TS601 module TEST 프로그램이며

이 프로그램을 이용하여 발생하는 모든 문제에 대해서는

(주)엔티렉스에서는 어떠한 법적 책임도 지지 않습니다.

 참고

 1. TS601 module의 SIG pin과 Atmega32 PD3 pin 사이에

1kΩ을 넣도록 권장합니다.

 2.RS-232C 통신을 통한 하이퍼터미널로 확인할 수 있습니다.

( 9600 bps / 8-n-1 )

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

#include "io.h"

#include "interrupt.h"

#include "delay.h"

#include "avrlibdefs.h"

#include "avrlibtypes.h"

#define PD3pin_clear cbi(PORTD, 3)

#define PD3pin_set sbi(PORTD, 3)

#define PD3pin_IN cbi(DDRD, 3)

#define PD3pin_OUT sbi(DDRD, 3)

#define TEMPERATURE 25

// global variable

volatile u16 tick = 0;

volatile u16 pulse_check = 0;

volatile u16 pulse_end = 0;

void PORT_init(void)

{

PORTA = 0x00;

DDRA = 0xFF;

PORTB = 0x00;

DDRB = 0xFF;

PORTC = 0x00;

DDRC = 0xFF;

PORTD = 0x08;

DDRD = 0xFA;

}

void EXTINT_init(void)

{

MCUCR = 0x6F;

GICR = (1<<INT1);

GIFR = 0x00;

}

void TIMER0_COMPA_init(void)

{

TCCR0 = (1<<WGM01)|(1<<CS01);

TCNT0 = 0;

OCR0 = 19; // 1cycle --> 20us = 1/(16M/(2*8*(19+1))

TIMSK = (1<<OCIE0);

TIFR = 0x00;

}

void USART_Init( void )

{

/* Set baud rate 16MHz, 9600 bps */

UBRRH = 0x00;

UBRRL = 103;

/* Enable transmitter */

UCSRB = (1<<TXEN);

/* Set frame format: 8data, 1stop bit */

UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0);

}

void USART_Transmit( unsigned char ultrasonic )

{

/* Wait for empty transmit buffer */

while ( !(UCSRA & (1<<UDRE)) );

/* Put data into buffer, sends the data */

UDR = ultrasonic;

}

ISR(TIMER0_COMP_vect) //핵심소스는 이부분이 되겠네요..ㅎ

{

tick++;

}

ISR(INT1_vect)

{

u16 pulse_tick;

pulse_tick = tick;

if( MCUCR & 0x0C ) {

MCUCR &= 0xF3;

tick = 0;

}

else {

MCUCR |= 0x0C;

pulse_end = pulse_tick;

}

}

int main(void)

{

unsigned char thousand, hundred, ten, one;

float distance;

PORT_init();

EXTINT_init();

TIMER0_COMPA_init();

USART_Init();

_delay_ms(50);

while(1)

{

cli();

PD3pin_clear;

PD3pin_OUT; // PD3 pin is output

_delay_us(500);

PD3pin_set; // output set during 5us

_delay_us(5);

PD3pin_clear;

_delay_us(100);

PD3pin_IN; // PD3 pin is input

_delay_us(100);

sei();

/* distance = velocity * time */

distance = (331.5+(0.6*TEMPERATURE))*(pulse_end*0.00001/2)*1000;

/* distance digit display */

thousand = distance/1000;

USART_Transmit(thousand + 48);

distance = distance - (thousand * 1000);

hundred = distance /100;

USART_Transmit(hundred + 48);

distance = distance - (hundred * 100);

ten = distance/10;

USART_Transmit(ten + 48);

distance = distance - (ten * 10);

one = distance;

USART_Transmit( one + 48);

USART_Transmit(109);

USART_Transmit(109);

USART_Transmit('\n');

USART_Transmit('\r');

_delay_ms(100);

}

return 0;

}

NT-TS601.pdf