Vadnica za ultrazvočni daljinomer z Arduino & LCD: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Mnogi ljudje so ustvarili navodila za uporabo Arduino Uno z ultrazvočnim senzorjem in včasih tudi z LCD zaslonom. Vedno sem ugotovil, da ti drugi navodili pogosto preskočijo korake, ki začetnikom niso očitni. Posledično sem poskušal ustvariti vadnico, ki vključuje vse možne podrobnosti, tako da se bodo drugi začetniki, upam, iz nje kaj naučili.

Najprej sem uporabil Arduino UNO, vendar sem ugotovil, da je za ta namen nekoliko velik. Nato sem pregledal Arduino Nano. Ta majhna tabla ponuja skoraj vse, kar počne UNO, vendar z veliko manjšim odtisom. Z nekaj manevriranja sem se prilegal na isto ploščo kot LCD, ultrazvočni senzor in različne žice, upori in potenciometer.

Nastala konstrukcija je popolnoma funkcionalna in je dobra stopnica za trajnejšo nastavitev. Odločil sem se, da bom svoj prvi Instructable dokumentiral ta proces in upam, da bom pomagal drugim, ki želijo narediti isto. Kjer je bilo mogoče, sem navedel, od kod sem dobil svoje podatke, prav tako sem poskušal v skico vnesti čim več spremne dokumentacije, da bi lahko vsak, ki jo prebere, razumel, kaj se dogaja.

Korak: Deli, ki jih boste potrebovali

Potrebujete le nekaj delov, ki so na srečo zelo poceni.

1 - Ogledna plošča polne velikosti (830 zatičev)

1 - Arduino Nano (z nožicami na obeh straneh)

1 - Ultrazvočni senzor HC -SRO4

1 - 16x2 LCD zaslon (z vgrajeno eno glavo). OPOMBA: dražja različica tega modula I2C ne potrebujete. Delamo lahko neposredno s 16 -polno "osnovno" enoto

Potenciometer 1 - 10 K

1 - Balastni upor za uporabo z LED osvetlitvijo za 16x2 (običajno 100 Ohm - 220 Ohm, ugotovil sem, da mi najbolj ustreza 48 -ohmski upor)

1 -1K ohmski omejevalni obremenitveni upor -za uporabo s HC -SR04

Žice za ploščice različnih dolžin in barv.

NEOBVEZNO - Napajanje za tiskalno ploščo - Napajalni modul, ki se poveže neposredno z matično ploščo in vam omogoča, da ste bolj prenosni, namesto da bi ostali privezani na računalnik ali napajali sistem prek Arduino Nano.

1 - Računalnik/ prenosni računalnik za programiranje vašega Arduino Nano - Opomba Morda boste potrebovali tudi gonilnike CH340, ki bodo omogočili pravilno povezavo vašega računalnika z operacijskim sistemom Windows z Arduino Nano. Prenesite gonilnike TUKAJ

1 - Arduino integrirano razvojno okolje (IDE) - Prenesite IDE TUKAJ

Korak: Namestite IDE in nato gonilnike CH340

Če še nimate nameščenih gonilnikov IDE ali CH340, nadaljujte s tem korakom

1) Prenesite IDE od tukaj.

2) Podrobna navodila o namestitvi IDE najdete na spletnem mestu Arduino TUKAJ

3) Prenesite serijske gonilnike CH340 TUKAJ.

4) Podrobna navodila o namestitvi gonilnikov najdete TUKAJ.

Vaše programsko okolje je zdaj posodobljeno

3. korak: Postavitev komponent

Tudi majhna plošča polne velikosti ima na sebi le omejen prostor in ta projekt ga vodi do meje.

1) Če uporabljate napajalnik za ploščo, ga najprej priključite na skrajni desni zatič na plošči

2) Namestite Arduino Nano, pri čemer so vrata USB obrnjena proti desni

3) Namestite LCD zaslon na "vrh" plošče (glejte slike)

4) Namestite HC-SR04 in potenciometer. Pustite prostor za žice in upore, ki jih potrebujejo.

5) Na podlagi sheme Fritzing povežite vse žice na plošči. Upoštevajte tudi postavitev 2 uporov na ploščo. - Če ste zainteresirani, sem dodal datoteko Fritzing FZZ.

6) Če NE uporabljate napajalnika Breadboard, se prepričajte, da imate skakalce, ki tečejo od tal in +V linijo na "dnu" plošče, ki teče do ustreznih vrstic na "vrhu", da zagotovite, da je vse ozemljeno in napaja.

Za to konfiguracijo sem poskušal obdržati zatiče z LCD-ja in nožice na Arduinu, da bi bilo stvari čim bolj preprosto (D7-D4 na LCD-ju se poveže z D7-D4 na Nano-ju). To mi je omogočilo tudi uporabo zelo čistega diagrama za prikaz ožičenja.

Medtem ko številna spletna mesta zahtevajo upor 220 ohmov za zaščito osvetlitve ozadja LCD na zaslonu 2x20, se mi je to zdelo previsoko v mojem primeru. Poskusil sem z nekaj postopno manjšimi vrednostmi, dokler nisem našel tistega, ki mi je dobro deloval. V tem primeru deluje na 48 ohmski upor (tako se prikaže na mojem ohmmetru). Začeti morate z 220 ohmi in delovati samo, če LCD ni dovolj svetel.

Potenciometer se uporablja za prilagajanje kontrasta na LCD zaslonu, zato boste morda morali z majhnim izvijačem obrniti notranjo vtičnico v položaj, ki vam najbolj ustreza.

4. korak: Skica Arduino

Za svojo skico sem uporabil več virov, vendar so vsi zahtevali bistveno spremembo. Poskušal sem tudi v celoti komentirati kodo, da bo jasno, zakaj se vsak korak izvede tako, kot je. Verjamem, da komentarji presegajo dejansko navodila za kodiranje za pošten odstotek !!!

Najbolj zanimiv del te skice se zame vrti okoli ultrazvočnega senzorja. HC-SR04 je zelo poceni (manj kot 1 ameriški ali kanadski dolar na Ali Expressu). Prav tako je za tovrstne projekte precej natančen.

Na senzorju sta 2 okrogla "očesa", vendar imata vsak drugačen namen. Eden je oddajnik zvoka, drugi pa sprejemnik. Ko je zatič TRIG nastavljen na HIGH, se pošlje impulz. PIN ECHO vrne vrednost v milisekundah, ki je skupna zakasnitev med pošiljanjem impulza in prejemom. V skriptu je nekaj preprostih formul, ki pomagajo pretvoriti milisekunde v centimetre ali palce. Ne pozabite, da je treba vrnjeni čas prepoloviti, ker utrip preide na predmet in se nato VRNE, pri čemer razdaljo prevozi dvakrat.

Za več podrobnosti o delovanju ultrazvočnega senzorja toplo priporočam vadnico Dejana Nedelkovskega v Howtomechatronics. Ima odličen video in diagrame, ki koncept razlagajo veliko bolje kot jaz!

OPOMBA: Hitrost zvoka ni konstantna. Odvisno je od temperature in tlaka. Zelo zanimiva razširitev tega projekta bi dodala senzor temperature in tlaka za kompenzacijo "odnašanja". Za izhodišče sem dal več vzorcev za nadomestne temperature, če želite narediti naslednji korak!

Internetni vir, ki je porabil veliko časa za raziskovanje teh senzorjev, je prišel do teh vrednosti. Za različne zanimive videoposnetke priporočam kanal You Tube Andreasa Spiessa. Te vrednote sem potegnil iz enega od njih.

// 340 M/s je hitrost zvoka pri 15 stopinjah C. (0,034 CM/s) // 331,5 M/s je hitrost zvoka pri 0 stopinjah C (0,0331,5 CM/s)

// 343 M/Sec je hitrost zvoka pri 20 stopinjah C (0,0343 CM/sek)

// 346 M/Sec je hitrost zvoka pri 25 stopinjah C (0,0346 CM/sek)

LCD zaslon je malo izziv, samo zato, ker za upravljanje potrebuje toliko nožic (6!). Prednost tega je, da je tudi ta osnovna različica LCD -ja zelo poceni. Z lahkoto ga najdem na Aliexpressu za manj kot 2 USD v Kanadi.

Na srečo, ko ga priklopite, je nadzor zelo neposreden. Počistite, nato nastavite, kam želite izpisati besedilo, nato izdate vrsto ukazov LCD. PRINT, da besedilo in številke potisnete na zaslon. Odlično vadnico o tem sem našel od Vasca Ferraza na vascoferraz.com. Spremenil sem njegovo postavitev zatičev, da bi bil začetniku bolj jasen (kot sem jaz!).

5. korak: Zaključek

Ne pretvarjam se, da sem elektrotehnik ali poklicni koder (prvotno sem se naučil programirati že v sedemdesetih letih!). Zaradi tega se mi zdi ves prostor Arduino neizmerno osvobajajoč. Jaz, samo z osnovnim znanjem, lahko začnem s smiselnimi poskusi. Ustvarjanje stvari, ki dejansko delujejo in kažejo dovolj uporabnosti v resničnem svetu, da celo moja žena reče "Kul!".

Kot vsi mi uporabljam vire, ki so mi na voljo na internetu, da se naučim delati stvari, nato pa jih povežem skupaj, upam, da naredim nekaj koristnega. Potrudil sem se, da te vire navedem v okviru te skice in v svoji skici.

Ob tem verjamem, da lahko pomagam drugim, ki prav tako začenjajo svojo učno pot. Upam, da se vam bo to zdelo koristno, in pozdravljam vse vaše pripombe ali vprašanja.