Vmesnik ultrazvočnega merilnega modula HC-SR04 z Arduinom: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Hej, kaj je, fantje! Akarsh tukaj iz CETech -a.

Ta moj projekt je nekoliko preprostejši, a zabaven kot drugi projekti. V tem projektu bomo povezali vmesnik ultrazvočnega senzorja razdalje HC-SR04. Ta modul deluje tako, da ustvarja ultrazvočne zvočne valove, ki so zunaj slišnega območja človeka, in iz zakasnitve med prenosom in sprejemom ustvarjenega vala se izračuna razdalja.

Tukaj bomo povezovali ta senzor z Arduinom in poskušali posnemati sistem pomočnika pri parkiranju, ki glede na razdaljo od ovire zadaj ustvarja različne zvoke in prižge tudi različne LED glede na razdaljo.

Pa pojdimo zdaj na zabaven del.

1. korak: Pridobite PCB za izdelavo vaših projektov

Za poceni naročilo PCB -jev na spletu morate preveriti PCBWAY!

Dobiš 10 kakovostnih PCB -jev, izdelanih in poceni poslanih na tvoj prag. Pri prvem naročilu boste prejeli tudi popust pri pošiljanju. Naložite svoje datoteke Gerber na PCBWAY, da bodo izdelane kakovostno in hitro. Oglejte si njihovo spletno funkcijo Gerber viewer. Z nagradnimi točkami lahko v njihovi trgovini s spominki dobite brezplačne stvari.

Korak: O modulu ultrazvočnega merjenja HC-SR04

Ultrazvočni senzor (ali pretvornik) deluje po istih načelih kot radarski sistem. Ultrazvočni senzor lahko pretvori električno energijo v zvočne valove in obratno. Zvočni signal je ultrazvočni val, ki potuje s frekvenco nad 18 kHz. Znani ultrazvočni senzor HC SR04 ustvarja ultrazvočne valove pri frekvenci 40 kHz. Ta modul ima 4 zatiče, ki so Echo, Trigger, Vcc in GND

Običajno se mikrokontroler uporablja za komunikacijo z ultrazvočnim senzorjem. Za začetek merjenja razdalje mikrokrmilnik pošlje sprožilni signal ultrazvočnemu senzorju. Delovni cikel tega sprožilnega signala je 10 µS za ultrazvočni senzor HC-SR04. Ko se sproži, ultrazvočni senzor ustvari osem zvočnih (ultrazvočnih) valov in sproži števec časa. Takoj, ko je sprejet odsevni (odmevni) signal, se časovnik ustavi. Izhod ultrazvočnega senzorja je visok impulz z enakim trajanjem kot časovna razlika med oddanimi ultrazvočnimi izbruhi in sprejetim odmevnim signalom.

Mikrokontroler interpretira časovni signal na daljavo z naslednjo funkcijo:

Razdalja (cm) = Širina odmevnega impulza (mikrosekunde)/58

Teoretično se lahko razdalja izračuna z uporabo merilne formule TRD (čas/hitrost/razdalja). Ker je izračunana razdalja prevožena razdalja od ultrazvočnega pretvornika do predmeta-in nazaj do pretvornika-je to dvosmerna pot. Če to razdaljo delite z 2, lahko določite dejansko razdaljo od pretvornika do predmeta. Ultrazvočni valovi potujejo s hitrostjo zvoka (343 m/s pri 20 ° C). Razdalja med objektom in senzorjem je polovica razdalje, ki jo prevozi zvočni val, in jo je mogoče izračunati s spodnjo funkcijo:

Razdalja (cm) = (čas x hitrost zvoka)/2

3. korak: vzpostavitev povezav

Za ta korak so potrebni materiali - Arduino UNO, ultrazvočni senzorski modul senzorja razdalje HC -SR04, LED, piezo zvočni signal, kabli

Povezave je treba izvesti v naslednjih korakih:

1) Echo pin senzorja priključite na GPIO Pin 11 Arduina, sprožilni pin senzorja na senzor na GPIO Pin 12 Arduino UNO in Vcc in GND zatiča senzorja na 5V in GND Arduina.

2) Vzemite 3 LED diode in katode (na splošno daljši krak) LED povežite z Arduinovimi zatiči GPIO 9, 8 oziroma 7. Priključite anodo (na splošno krajši krak) teh LED na GND.

3) Vzemite piezo brenčalo. Njegov pozitivni zatič priključite na pin 10 GPIO Arduina, negativni zatič pa na GND.

In na ta način se povežejo projekt. Zdaj povežite Arduino z računalnikom in pojdite na naslednje korake.

4. korak: Kodiranje modula Arduino UNO

V tem koraku bomo kodo naložili v naš Arduino UNO, da izmerimo razdaljo do katere koli bližnje ovire in glede na to razdaljo zaslišimo zvočni signal in prižgemo LED. Odčitke razdalje lahko vidimo tudi na serijskem monitorju. Koraki, ki jih je treba upoštevati, so:

1) Od tu se premaknite v skladišče projekta GitHub.

2) V skladišču Github boste videli datoteko z imenom "sketch_sep03a.ino". To je koda za projekt. Odprite to datoteko in kopirajte kodo, zapisano v njej.

3) Odprite Arduino IDE in izberite pravilno ploščo in vrata COM.

4) Prilepite kodo v svoj Arduino IDE in jo naložite na ploščo Arduino UNO.

Na ta način je narejen tudi kodirni del tega projekta.

5. korak: Čas je za igro !

Takoj ko se koda naloži, lahko odprete serijski monitor in si ogledate odčitke razdalje iz modula ultrazvočnega senzorja, ki se po določenem intervalu še naprej posodabljajo. Pred ultrazvočni modul lahko postavite nekaj ovir in opazujete spremembo prikazanih odčitkov. Poleg odčitkov, prikazanih na serijskem monitorju, bodo LED -diode in zvočniki, povezani z zvočnikom, označevali tudi oviro v različnih območjih:

1) Če je razdalja najbližje ovire večja od 50 cm. Vse LED diode bi bile v izklopljenem stanju, zvočni signal pa tudi ne bo zvonil.

2) Če je razdalja najbližje ovire manjša ali enaka 50 cm, vendar večja od 25 cm. Nato zasveti prva LED in brenčalo bo ustvarilo pisk z zamikom 250 ms.

3) Če je razdalja najbližje ovire manjša ali enaka 25 cm, vendar večja od 10 cm. Nato zasvetita prva in druga LED, brenčalo pa bo ustvarilo pisk z zamikom 50 ms.

4) In če je razdalja najbližje ovire manjša od 10 cm. Nato zasvetijo vse tri LED diode in brenčalo bo oddajalo neprekinjen zvok.

Na ta način bo ta projekt zaznal razdaljo in dal različne indikacije glede na doseg razdalje.

Upam, da vam je bila vadnica všeč.