Vladimír Franc Vladimír Franc BRNO2008 FUNKCE DETEKTORU PŘEKÁŽEK MASARYKOVA UNIVERZITA

ObsahObsah Klíčová slova Klíčová slova detektor překážekdetektor překážek, detektor překážek vyslání signáluvyslání signálu, vyslání signálu mikropočítačmikropočítač, mikropočítač senzorsenzor, senzor otázky k první částiotázky k první části, otázky k první části příjem signálupříjem signálu, příjem signálu operační zesilovačoperační zesilovač, operační zesilovač komparátorkomparátor, komparátor zpracování signáluzpracování signálu, zpracování signálu

Klíčová slova mikropočítač (mikroprocesor)mikropočítač (mikroprocesor), mikropočítač (mikroprocesor) signálsignál, signál senzorsenzor, senzor operační zesilovačoperační zesilovač, operační zesilovač komparátorkomparátor. komparátor Pro pochopení tohoto materiálu je důležitá znalost následujících klíčových slov. Pokud se k některému klíčovému slovu chcete dozvědět více, stačí na něj kliknou. Každé z těchto slov se pokusím vysvětlit pro naši potřebu dále v textu. OBSAH

Jak vypadá jednoduchý detektor překážek? Nejprve si uvedeme princip jednoduchého detektoru překážek: Detektor překážek ukázka OBSAH

Jak vypadá jednoduchý detektor překážek? Princip jednoduchého detektoru překážek a jeho funkce je na následujícím obrázku: Detektor překážek vysílač mikropočítač přijímačOZ komparátor zesílení velikostkomparace OBSAH Pozn.: Pro opakování použij klávesu BACKSPACE

Vysílání signálu Srdcem, počátkem a koncem celého obvodu je mikropočítač. Na začátku mikropočítač vygeneruje signál. Protože mikropočítač umí generovat pouze 1 a 0, signál si můžeme představit asi jako dělové koule, nebo míčky které v řadě za sebou vystřelil kanón. Srdcem, počátkem a koncem celého obvodu je mikropočítač. Na začátku mikropočítač vygeneruje signál. Protože mikropočítač umí generovat pouze 1 a 0, signál si můžeme představit asi jako dělové koule, nebo míčky které v řadě za sebou vystřelil kanón. mikropočítač Tento signál pak zpracuje senzor, který ho převede na sinusový signál. Opět si ho můžeme představit jako za sebou vystřelené koule, či míčky. Tento signál pak zpracuje senzor, který ho převede na sinusový signál. Opět si ho můžeme představit jako za sebou vystřelené koule, či míčky.senzor OBSAH

ZamyšleníZamyšlení Zkuste vymyslet jakým způsobem se obdélníkový signál (viz. kanón), který vysílá procesor přeměňuje na signál typu sinus? Zkuste vymyslet jakým způsobem se obdélníkový signál (viz. kanón), který vysílá procesor přeměňuje na signál typu sinus? Zkuste si navrhnou řešení, jak byste postupovali dále, aby jste zjistili překážku. Zkuste si navrhnou řešení, jak byste postupovali dále, aby jste zjistili překážku. Jak by se určila vzdálenost překážky od detektoru? Jak by se určila vzdálenost překážky od detektoru? odpověď Odpovědi hledej v následujícím textu. Odpovědi hledej v následujícím textu. OBSAH

OdpověďOdpověď odpověď nám nejlépe demonstruje následující obrázek. Toto je princip konverze digitálního signálu ( ), na signál analogový (sinus) odpověď nám nejlépe demonstruje následující obrázek. Toto je princip konverze digitálního signálu ( ), na signál analogový (sinus)konverze Pozn.: Pro návrat použij klávesu BACKSPACE OBSAH

Příjem odraženého signálu Poté co se signál odrazí od překážky zachytí ho přijímací senzor. senzor Senzor je velmi citlivý, aby zachytil i malé signály. S tím souvisí i šum, který se projeví v přijatém signálu. Především z nepřesných odrazů. šum Jak odstraníte šum ze signálu? Odpověď se dozvíte v dalším textu. Nyní musíme vyřešit slabý signál. Senzor ho sice přijme, ale i nadále máme signál hodně slabý pro další zpracování. Pro zesílení tedy použijeme operační zesilovač (OZ). operační zesilovač operační zesilovač OBSAH

Zesílení signálu Operační zesilovač nám zesiluje přijatý signál. Velikost zesílení signálu si můžeme nastavit, jak vidíme na následujícím obrázku: Operační zesilovač nám zesiluje přijatý signál. Velikost zesílení signálu si můžeme nastavit, jak vidíme na následujícím obrázku: přijímačOZ zesílení Velikost přijatého signálu závisí na vzdálenosti překážky. Čím bude překážka blíž, tím větší signál přijímač přijme a tím menší zesílení bude potřeba. Velikost přijatého signálu závisí na vzdálenosti překážky. Čím bude překážka blíž, tím větší signál přijímač přijme a tím menší zesílení bude potřeba. odpověď na otázky odpověď na otázkyodpověď na otázkyodpověď na otázky OBSAH

Potlačení šumu Teď už máme zesílený signál a víme v jaké vzdálenosti je překážka. Signál se šumem procesor neumí však zpracovat. Šum na signálu nedosahuje žádných závratných hodnot, a proto pro jeho potlačení použijeme komparátor. komparátor velikostkomparace OBSAH viditelná zůstává pouze užitečná část signálu

KomparátorKomparátor Mezi velikostí pro nás užitečného signálu a velikostí šumu je dostatečný rozdíl na to, abychom šum potlačili. Komparátorem potlačíme všechny signály, které mají předem danou velikost. I zde můžeme měnit stupeň komparace. Pokud bude šum zanedbatelný, stačí nám potlačit jen malou část signálu. Ale pokud bude šum veliký, zabere víc užitečného signálu. Musíme tedy potlačit větší část signálu. (viz předchozí stránka) (viz předchozí stránka) OBSAH

Zpracování přijatého signálu Po zpracování signálu komparátorem signál pokračuje přímo do procesoru. Ten jej zpracuje a vyhodnotí výsledek. Celý cyklus dějů probíhá v řádu milisekund a opakuje se stále dokola. Tudíž z našeho pohledu dochází k detekování překážky nepřetržitě. Napadá vás jiné řešení detekce překážky a její vzdálenosti? (Například využití laseru aj.) laseru OBSAH