用Dialog GreenPAK CMIC快速完成智能自动垃圾桶设计

生活家居中的基本上每一种机器设备都会亲身经历自动化技术和智能化系统的自主创新。切合这一发展趋势，文中将详细介绍怎样建立一个智能垃圾桶设计方案，当许多人贴近垃圾箱时候全自动开启，并在人离去时全自动关掉。这一设计方案不用客户碰触垃圾箱。该系统软件还配置了独特的按键来校正距离：客户能够挑选垃圾箱磁感应的距离为20cm、40厘米或60厘米。该设计方案根据应用一颗Dialog SLG46140V CMIC、一个伺服电机和一个超声波传感器完成。

大家为这一项目分析了SLG46140，因为它包括了合理实行全部系统功能的适合原素。该IC以单脉冲的方式接受来源于超声波传感器的信号，在其中触发器原理和接受信号中间的时间延迟表示声音信号挪动和从对门物块回弹力需要的時间。随后，该IC将延迟时间与距离开展关系；随后，相对性于所挑选的距离阀值精确测量该距离。假如考虑阀值，则转化成适合的PWM信号并发送至伺服电机，使其转动90？进而开启垃圾桶盖。当客户离去垃圾箱时，该IC从超声波传感器接受新值，转化成新的PWM信号，使电机反方向转动90°，进而关掉密封盖。

图1： 电源电路框架图

SLG46140 GreenPAK是一款中小型IC，包括许多 不一样的可配备部件。能够在十多分钟内对该IC进行配备完成这一运用，它将能实行全部系统功能，而不用应用微处理器或相近的CPU件。除此之外，GreenPAK的低能耗特性能够节约充电电池应用，这使自动垃圾桶传感器对顾客更具有诱惑力。

大家用了一个中小型伺服电机（SG90）来建立新项目原型图，这对中小型垃圾箱很便捷。在挑选伺服电机的情况下，应查验其扭距并保证可以恰当开启废弃物捅盖。该新项目已根据具体原形开展检测和完成。

GreenPAK设计方案

该设计方案包含2个基础一部分：第一部分用以接受来源于超声波传感器的信号，并将其与距离开展关系。 第二一部分承担转化成PWM信号以转动伺服电机。

超声波传感器操纵设计方案

我们在这一新项目中应用的传感器是HC－SR04超声波传感器控制模块。该传感器有四个脚位。GND和VCC脚位为传感器出示开关电源，TRIG和ECHO脚位操纵滤波器后的超声波信号。如果我们在TRIG脚位上释放高信号最少10 us（分秒），传感器将推送頻率为40 kHz的8周期时间超声波发送单脉冲串。如果有物块朝向传感器，超声波将反跳并被传感器接受。随后，传感器将在ECHO脚位上輸出一个高信号，其周期时间相当于单脉冲推送和接受中间的延迟时间。

依据传感器的数据分析表，距离能够根据下列计算公式：

時间＝雷达回波脉冲宽度（分秒）

距离（以cm为企业）＝時间 ／ 58

或是你能运用波速（340米／秒）并应用等式：

距离＝速率x時间

一定要注意，大家从传感器接受的时间响声信号接受和反跳需要的時间。因而距离值翻倍，大家必须将時间除于2才可以获得恰当的距离。

GreenPAK中的Pin3已配备为輸出，联接到HC－SRO4的TRIG脚位。CNT2和CNT3每50ms转化成一个10us单脉冲，发送至Pin3。

CNT2已配备为“延迟时间”，电子计数器数据信息相当于270。延迟时间在来源于P DLY的降低沿开启。CNT3承担每十米s转化成一个单脉冲，其电子计数器数据信息为249。

CNT3輸出联接到DFF0，已与P DLY一起作为分频器，每50ms开启一次CNT2。

Pin4配备为键入，联接到超声波传感器的ECHO脚位。Pin4的键入信号传送至2－bit LUT0和CNT0；两者都用以测算脉冲宽度，来与选定阀值开展较为。

CNT0被配备为上升沿延迟时间，电子计数器数据信息相当于26。该时间延迟相当于1．14ms，相匹配于20厘米的距离。 因而，CNT0将为每一个20厘米距离增减輸出一个单脉冲，依据来源于传感器的ECHO单脉冲延迟时间测算。

管路延迟时间块用以测算来源于CNT0的一个、2个或三个单脉冲。“1 Pipe Out”与20厘米距离标识关联，“Out1”与40cm距离标识关联，“Out0”与60cm距离标识关联。

来源于管路延迟时间块的信号传送至4－bit LUT0和3－bit LUT0，以与DFF1、DFF2和DFF5輸出开展较为。 假如管路延迟时间的合理輸出与客户挑选的值配对，则高信号造成并储存在DFF3中。

Pin5联接到一个按键，该按键根据为由DFF1、DFF2和DFF5构成的3－bit移位寄存器出示钟表，来循环系统机器设备的距离敏感度。DFF輸出联接到Pin9、Pin10和Pin11，这好多个脚位都配备为輸出。这种DFF承担储存客户挑选的选择项，輸出能够发送至LED以提示当今设定。

Pin6将转换反相DFF4，它承担激话或停止使用系统软件。DFF4的輸出传送至2－L2和2－L3。

Pin5和Pin6均选用外界过滤器去抖，由于大家的设计方案应用了SLG46140中的全部CNT ／ DLY控制模块。

3－L1配备为反相器，变换来源于Pin4的信号。反相器的輸出联接到DFF3的CK键入。当传感器刚开始新的运作周期时间时，此联接使DFF3可以维持坐落于“D”键入的值。

伺服电机操纵设计方案

在这些设计方案中，将转化成适合的PWM信号以转动伺服电机臂，进而依据距离测算开启和关掉垃圾桶盖。

伺服电机的转动视角由PWM信号决策。在本新项目中，大家将应用Tower Pro SG90，它可以转动到基本上180°（每侧90°）。 转动视角根据出示给电机操纵键入的PWM信号来延伸。假如每一个PWM脉冲宽度为1．5ms，则电机坐落于正中间（视角0°）；假如脉冲宽度相当于1ms，则电机坐落于90°；假如脉冲宽度相当于1ms，则电机坐落于－90°。在这个新项目中，当传感器未在特定范畴内检测到物块时，电机应精准定位在0°；当物块贴近垃圾箱时，电机将转动至约90°角。

当网络检测到垃圾箱附近有物块时，DFF3輸出从低转换到高；取名为“检验到物块”的信号传送至CNT1的“DLY IN”键入。CNT1配备为多边延迟时间，用以避免噪声或传感器正前方一切迅速挪动造成 开启垃圾箱。 那样的话，除非是物块在垃圾箱前滞留半秒之上，不然垃圾桶盖不容易开启。

CNT1的电子计数器数据信息为193，相当于1000ms。CNT1的輸出联接到PWM0的“MTRX sel＃1”和“MTRX sel＃0”键入。PWM0承担转化成伺服电机的最后PWM信号；因为大家从“IN ＋”目录中挑选了“根据引流矩阵挑选的存储器”，因而转化成的单脉冲的总宽将相匹配于此前储存在该块的內部存储器中的值。我们在存储器1中储存了值24，在存储器2中储存了值52。

图2： GreenPAK设计方案

图3： 高层电路原理图

图16： 自动垃圾桶原形

小结

在本新项目中大家建立了一个智能垃圾桶，当许多人挨近它时全自动开启，并在人离去时全自动关掉。

系统软件的全部操纵作用，包含从超声波传感器接受信号，和为伺服电机转化成适合的信号，全是根据单独中小型Dialog GreenPAK CMIC完成，它能合理地实行各类作用。