Interfațarea modulului cu ultrasunete HC-SR04 cu Arduino: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Hei, ce se întâmplă, băieți! Akarsh aici de la CETech.

Acest proiect al meu este un pic mai simplu, dar la fel de distractiv ca celelalte proiecte. În acest proiect, vom interfața un modul senzor de distanță cu ultrasunete HC-SR04. Acest modul funcționează prin generarea undelor sonore ultrasonice care sunt în afara domeniului sonor al ființelor umane și din întârzierea dintre transmisia și recepția undei generate se calculează distanța.

Aici vom interfața acest senzor cu Arduino și vom încerca să imităm un sistem de asistență la parcare care, în funcție de distanța de la obstacol, generează sunete diferite și, de asemenea, aprinde LED-uri diferite în funcție de distanță.

Deci, să trecem acum la partea distractivă.

Pasul 1: obțineți PCB-uri pentru proiectele dvs. fabricate

Trebuie să verificați PCBWAY pentru a comanda PCB online ieftin!

Veți obține 10 PCB-uri de bună calitate fabricate și expediate la ușa dvs. ieftin. Veți primi, de asemenea, o reducere la expediere la prima comandă. Încărcați fișierele dvs. Gerber pe PCBWAY pentru a le fabrica cu o calitate bună și timp de livrare rapid. Verificați funcția lor de vizualizare Gerber online. Cu puncte de recompensă, puteți obține lucruri gratuite de la magazinul lor de cadouri.

Pasul 2: Despre modulul cu ultrasunete HC-SR04

Senzorul cu ultrasunete (sau traductorul) funcționează pe aceleași principii ca un sistem radar. Un senzor cu ultrasunete poate converti energia electrică în unde acustice și invers. Semnalul de undă acustică este o undă cu ultrasunete care călătorește la o frecvență peste 18kHz. Celebrul senzor cu ultrasunete HC SR04 generează unde ultrasonice la o frecvență de 40 kHz. Acest modul are 4 pini care sunt Echo, Trigger, Vcc și GND

De obicei, un microcontroler este utilizat pentru comunicarea cu un senzor cu ultrasunete. Pentru a începe măsurarea distanței, microcontrolerul trimite un semnal de declanșare la senzorul cu ultrasunete. Ciclul de funcționare al acestui semnal de declanșare este de 10µS pentru senzorul cu ultrasunete HC-SR04. Când este declanșat, senzorul cu ultrasunete generează opt rafale de undă acustice (ultrasonice) și inițiază un contor de timp. De îndată ce este recepționat semnalul reflectat (ecou), cronometrul se oprește. Ieșirea senzorului cu ultrasunete este un impuls ridicat cu aceeași durată ca diferența de timp dintre exploziile ultrasonice transmise și semnalul de ecou primit.

Microcontrolerul interpretează semnalul de timp în distanță folosind următoarea funcție:

Distanță (cm) = Lățimea impulsului de ecou (microsecunde) / 58

Teoretic, distanța poate fi calculată folosind formula de măsurare TRD (timp / viteză / distanță). Deoarece distanța calculată este distanța parcursă de la traductorul cu ultrasunete la obiect - și înapoi la traductor - este o călătorie în două sensuri. Împărțind această distanță la 2, puteți determina distanța reală de la traductor la obiect. Undele ultrasonice se deplasează cu viteza sunetului (343 m / s la 20 ° C). Distanța dintre obiect și senzor este jumătate din distanța parcursă de unda sonoră și poate fi calculată folosind funcția de mai jos:

Distanța (cm) = (timpul necesar x viteza sunetului) / 2

Pasul 3: Efectuarea conexiunilor

Pentru acest pas, Materialele necesare sunt - Arduino UNO, HC-SR04 Modul cu senzor de distanță cu ultrasunete, LED-uri, Piezo Buzzer, cabluri Jumper

Conexiunile se fac în următorii pași:

1) Conectați pinul Echo al senzorului la pinul GPIO 11 al Arduino, pinul de declanșare al senzorului la senzorul la pinul GPIO 12 al Arduino UNO și pinii Vcc și GND ai senzorului la 5V și GND al Arduino.

2) Luați 3 LED-uri și conectați catodii (în general piciorul mai lung) ale LED-urilor la pinii GPIO Arduino 9, 8 și respectiv 7. Conectați anodul (în general piciorul mai scurt) al acestor LED-uri la GND.

3) Luați buzzerul piezo. Conectați pinul său pozitiv la pinul GPIO 10 al Arduino și pinul negativ la GND.

Și în acest fel, conexiunile proiectului sunt realizate. Acum conectați Arduino la computer și treceți la pașii următori.

Pasul 4: Codificarea modulului Arduino UNO

În acest pas, vom încărca codul în Arduino UNO pentru a măsura distanța oricărui obstacol din apropiere și, în funcție de această distanță, sunați buzzerul și aprindeți LED-urile. De asemenea, putem vedea citirile la distanță pe monitorul serial. Pașii care trebuie urmați sunt:

1) Treceți la depozitul GitHub al proiectului de aici.

2) În depozitul Github, veți vedea un fișier numit "sketch_sep03a.ino". Acesta este codul proiectului. Deschideți acel fișier și copiați codul scris în acesta.

3) Deschideți Arduino IDE și selectați placa corectă și portul COM.

4) Lipiți codul în ID-ul dvs. Arduino și încărcați-l pe placa Arduino UNO.

Și în acest fel, se realizează și partea de codificare pentru acest proiect.

Pasul 5: Timpul de joc

De îndată ce codul este încărcat, puteți deschide monitorul serial pentru a vedea citirile la distanță de la modulul senzor cu ultrasunete, citirile continuă să fie actualizate după un interval fix. Puteți pune un obstacol în fața modulului cu ultrasunete și puteți observa modificarea citirii afișate acolo. În afară de citirile afișate pe monitorul serial, LED-urile și buzzer-ul conectat la buzzer vor indica, de asemenea, un obstacol în diferite intervale, după cum urmează:

1) Dacă distanța celui mai apropiat obstacol este mai mare de 50 cm. Toate LED-urile ar fi în starea OFF, iar buzzerul nu va suna.

2) Dacă distanța celui mai apropiat obstacol este mai mică sau egală cu 50 cm, dar mai mare de 25 cm. Apoi, primul LED se va aprinde și buzzerul va crea un sunet sonor cu o întârziere de 250 ms.

3) Dacă distanța celui mai apropiat obstacol este mai mică sau egală cu 25 cm, dar mai mare de 10 cm. Apoi, primul și al doilea LED se vor aprinde și buzzerul va crea un sunet sonor cu o întârziere de 50 ms.

4) Și dacă distanța celui mai apropiat obstacol este mai mică de 10 cm. Apoi, toate cele trei LED-uri se vor aprinde și buzzerul va emite un sunet continuu.

În acest fel, acest proiect va simți distanța și va da indicații diferite în funcție de intervalul de distanță.

Sper că ți-a plăcut tutorialul.