Transcript 자동차 후방 충돌 경보 장치 Back warning system

Back warning system
1998104042 배승권
1998104098 장명선
개요
 초음파 센서의 송/수신부 회로 분석
 경보기 회로 분석
 거리 표시기 회로 분석
 하드웨어 구현을 위한 전체 회로도 분석
 연구 수행 일정
역할 분담
 배승권 – 수신부, 거리표시기
 장명선 – 송신부, 경보기
 공동
– 전체 회로도 및 하드웨어 구현
전체 회로도
수신부
수신부 - 증폭 회로
- 40dB OP amp 증폭기에서 100배 증폭
- 20dB OP amp 증폭기에서 10배 증폭
- 100*10=1000배 증폭이 가능하다
수신부 - 검출회로
수신부 – 신호 처리회로
 A는 transmit pulse
 high 주기일 때는 71ms
 low 주기 일 때는 1ms
 C는 수신부에서 받은
detection pulse 이다.
 두 신호를 RS 플립 플롭
으로 신호의 시간 delay
거리표시부의 기본 원리
- 초음파 수신부의 아날로그 신호
-
A/D Converter
디지털 신호(LED)
Binary to BCD Converter에서 7 segment
Displayer에서 10진수 거리 표시
A/D Converter
- 입력 전압과 각 bit의 기준전압 비교
- 입력전압이 클 때 ‘1’ 표시
- 입력전압과 근사 전압 LED 에 입력됨.
A/D Converter 의 회로도
Binary to BCD Converter
10의 자리
10진수
1의 자리
2진수
BCD
표시부
BCD
표시부
0
0000
0000
0
0000
0
1
0001
0000
0
0001
1
2
0010
0000
0
0010
2
3
0011
0000
0
0011
3
4
0100
0000
0
0100
4
5
0101
0000
0
0101
5
Segment Displayer 연결
- A, B, C, D 는 A/D Converter 출력단자
- 7 segment Displayer 입력단자를 연결하는 곳
IC 칩을 이용한 거리 표시
 카운터 이용
- 입력펄스의 주파수를 조정
 기준펄스의 주파수 계산
- 음속 : 340*100[cm/s]
- 파장 : 1 [cm]
- 기준펄스 주파수 = 음속/파장
(왕복시간동안) = 340*100/1 = 34KHz
따라서, 기준펄스를 17KHz로 조정, 초음파의 왕복시
간에서의 펄스에 대해 기준펄스 계산 하여 Cm단위 거
리 표시
송신부
송신부 - 555 타이머
주 발진 회로
초음파 발진회로
송신부 – 승압 회로
The ultrasonic sensor driver circuit
- 초음파 센서에서 발생하는 40KHz 신호의
높은 전력을 실어 보내기 위한 회로
경보기
 작동순서
1)전원회로
2)타이머이용 비안정 발진회로
3)4분주회로
4)TTL이용 비안정 발진회로
5)스피커 구동회로
경보기 전체 회로
전원 회로
 전원은 약 5V가 필요
 직류 공급 전압을 6V로
사용
 두 개의 다이오드를 직렬
연결 (전압강하 1.2V)
 실제 전원전압(Vcc)는
4.8V
발진 회로 - 타이머
 커패시터 C의 초기 전압
0V (="L")
 6번 핀 'L'일 때 " 2번 핀에
관계없이 3번 핀은 'L' 'H'
일 때 : 타이머로 동작
 전원 Vcc 공급
충전시간 동안 출력
T1=0.1 [sec]
 방전시간 동안 출력
T2=0.03 [sec]
 한 주기는 T = T1 + T2
=0.13[sec]
4 분주 회로
 J 와 K 가 "H" 상태
 클럭이 "H"에서 "L"로 될 때
L2점등 , L1소등
 2번째 클럭 펄스 때 B점
"H" , C점 "L"이고 L2소등,
L1점등
 3번째 클럭 펄스 때 B점
"L", C점 "H" 이고 L1점등,
L2소등
 4번째 클럭 펄스때 B점 "L",
C점 "H' 이고 L1소등,
L2점등
 이상을 반복
발진 회로 - TTL이용
 ⓒ 점이 "H", X="H", Z="L"
의 초기상태.
 C2는 충전,C3는 R5를 통해
방전
 Z는 "H"가 됨
 X ="L"가 된다.
 C3는 충전 C2은 R5를 통
해 방전
 X = "H"가 됨
 이상의 동작을 반복
 MV-2의 경우도 동일
스피커 구동 회로
 두개의 트랜지스터는 달링
턴 접속
 X점이 "H“ 일 때 스피커는
구동하고 "L“ 이면 구동
 10Ω : 스피커에 너무 많은
전류가 흐르는 것을 방지
 1.5KΩ : 2SC1815 (1)의 부
하저항 2SC1815 (2)의 바
이어스 저항
 2.2Ω : 이미터 안정저항으
로 이미터에 일정전압, 전
류 공급
연구 결과
 전체적인 회로를 통한 하드웨어 준비
 신호처리를 MPU 대신 IC 소자를 사용
 초음파 센서의 정확도 개선은 하드웨어 구현 시 실험을
통한 방법으로 모색
 Display 는 가능하였으나 아직 speech에 대한 부분은
연구가 더 필요
연구 일정
 방학 기간 중 부품 구입
 하드웨어 구현
 초음파 센서의 정확도 개선
 경보기 및 speech 대한 신호 처리 연구
 실생활에 적용 시 문제점 파악 및 해결
 최종 논문 준비
참고 문헌
 센서 활용의 전자 회로 - 김응묵 저, 도서출판 기문사
1992년 출판
 센서 응용 공학 - 정기철, 김응석, 김도우 공저, 북두 출
판사, 2002년 출판
 메카트로닉스를 위한 센서응용회로 101선 - 곡요혼사
저, 이종락 옮김, 1992년 출판
 www.interq.or.jp/japan/se-inoue