Povezivanje ultrazvučnog modula za rangiranje HC-SR04 s Arduinom: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Hej, šta ima momci! Akarsh ovdje iz CETech -a.

Ovaj moj projekt pomalo je jednostavniji, ali zabavan kao i drugi projekti. U ovom projektu ćemo spojiti HC-SR04 ultrazvučni modul senzora udaljenosti. Ovaj modul radi generiranjem ultrazvučnih zvučnih valova koji su izvan čujnog raspona ljudskih bića, a na temelju kašnjenja između prijenosa i prijema generiranog vala izračunava se udaljenost.

Ovdje ćemo povezati ovaj senzor s Arduinom i pokušat ćemo oponašati sistem pomoćnika pri parkiranju koji prema udaljenosti od prepreke iza stvara različite zvukove i također pali različite LED diode prema udaljenosti.

Pređimo sada na zabavni dio.

Korak 1: Nabavite štampane ploče za svoje projekte

Morate provjeriti PCBWAY da biste jeftino naručili PCB -ove na mreži!

Dobivate 10 kvalitetnih PCB -a proizvedenih i jeftino isporučenih do vašeg kućnog praga. Također ćete ostvariti popust na dostavu pri prvoj narudžbi. Pošaljite svoje Gerber datoteke na PCBWAY kako biste ih proizveli uz dobru kvalitetu i brzo vrijeme izvršavanja. Pogledajte njihovu mrežnu funkciju Gerber viewer. Uz nagradne bodove, možete nabaviti besplatne stvari u njihovoj prodavaonici poklona.

Korak 2: O HC-SR04 modulu ultrazvučnog mjerenja

Ultrazvučni senzor (ili pretvarač) radi na istim principima kao i radarski sistem. Ultrazvučni senzor može pretvoriti električnu energiju u akustične valove i obrnuto. Zvučni talasni signal je ultrazvučni talas koji putuje frekvencijom iznad 18 kHz. Čuveni HC SR04 ultrazvučni senzor generira ultrazvučne valove na frekvenciji od 40 kHz. Ovaj modul ima 4 pina koji su Echo, Trigger, Vcc i GND

Obično se mikrokontroler koristi za komunikaciju s ultrazvučnim senzorom. Za početak mjerenja udaljenosti, mikrokontroler šalje signal okidača ultrazvučnom senzoru. Radni ciklus ovog okidačkog signala je 10µS za HC-SR04 ultrazvučni senzor. Kada se aktivira, ultrazvučni senzor generira osam akustičnih (ultrazvučnih) valova i pokreće brojač vremena. Čim se primi reflektirani (eho) signal, mjerač vremena prestaje. Izlaz ultrazvučnog senzora je visoki impuls s istim trajanjem kao i vremenska razlika između prenesenih ultrazvučnih rafala i primljenog eho signala.

Mikrokontroler tumači vremenski signal u daljinu pomoću sljedeće funkcije:

Udaljenost (cm) = Širina pulsa odjeka (mikrosekunde)/58

Teoretski se udaljenost može izračunati pomoću mjerne formule TRD (vrijeme/brzina/udaljenost). Budući da je izračunata udaljenost udaljenost od ultrazvučnog pretvarača do objekta-i natrag do pretvarača-to je dvosmjerno putovanje. Dijeljenjem ove udaljenosti sa 2 možete odrediti stvarnu udaljenost od sonde do objekta. Ultrazvučni valovi putuju brzinom zvuka (343 m/s pri 20 ° C). Udaljenost između objekta i senzora je polovica udaljenosti koju je prešao zvučni val i može se izračunati pomoću donje funkcije:

Udaljenost (cm) = (potrebno vrijeme x brzina zvuka)/2

Korak 3: Uspostavljanje veze

Za ovaj korak potrebni su materijali - Arduino UNO, HC -SR04 Ultrazvučni senzorski modul senzora udaljenosti, LED diode, Piezo zujalica, prespojni kablovi

Spajanje se vrši u sljedećim koracima:

1) Spojite eho pin senzora na GPIO pin 11 Arduina, pin okidača senzora na senzor na GPIO pin 12 Arduino UNO i Vcc i GND pinova senzora na 5V i GND Arduina.

2) Uzmite 3 LED diode i spojite katode (općenito duži krak) LED dioda na Arduino GPIO pinove 9, 8 i 7 respektivno. Spojite anodu (općenito kraću nogu) ovih LED dioda na GND.

3) Uzmite piezo zujalicu. Spojite njegov pozitivni pin na GPIO pin 10 Arduina, a negativni na GND.

I na ovaj način se ostvaruju veze projekta. Sada povežite Arduino s računalom i prijeđite na sljedeće korake.

Korak 4: Kodiranje Arduino UNO modula

U ovom koraku ćemo učitati kôd u naš Arduino UNO za mjerenje udaljenosti bilo koje obližnje prepreke i prema toj udaljenosti oglasiti zvučni signal i upaliti LED diode. Očitavanja udaljenosti možemo vidjeti i na serijskom monitoru. Koraci koje treba slijediti su:

1) Odavde prijeđite na GitHub spremište projekta.

2) Na spremištu Github vidjet ćete datoteku pod nazivom "sketch_sep03a.ino". Ovo je kôd za projekat. Otvorite tu datoteku i kopirajte kôd napisan u njoj.

3) Otvorite Arduino IDE i odaberite ispravnu ploču i COM port.

4) Zalijepite kôd u svoj Arduino IDE i postavite ga na Arduino UNO ploču.

Na ovaj način je urađen i dio kodiranja za ovaj projekt.

Korak 5: Vrijeme je za igru

Čim se kôd učita, možete otvoriti serijski monitor kako biste vidjeli očitanja udaljenosti iz modula ultrazvučnog senzora, očitanja se nastavljaju ažurirati nakon fiksnog intervala. Možete postaviti neku prepreku ispred ultrazvučnog modula i promatrati promjenu očitanja koja je tamo prikazana. Osim očitanja prikazanih na serijskom monitoru, LED diode i zujalica spojeni na zujalicu također će ukazati na prepreku u različitim rasponima, kako slijedi:

1) Ako je udaljenost najbliže prepreke veća od 50 cm. Sve LED diode bi bile u isključenom stanju, a zujalica takođe neće zvoniti.

2) Ako je udaljenost najbliže prepreke manja ili jednaka 50 cm, ali veća od 25 cm. Tada će zasvijetliti prva LED dioda, a zujalica će stvoriti zvučni signal sa zakašnjenjem od 250 ms.

3) Ako je udaljenost najbliže prepreke manja ili jednaka 25 cm, ali veća od 10 cm. Tada će zasvijetliti prva i druga LED dioda, a zujalica će stvoriti zvučni signal sa zakašnjenjem od 50 ms.

4) A ako je udaljenost najbliže prepreke manja od 10 cm. Tada će zasvijetliti sve tri LED diode i zujalica će proizvoditi neprekidan zvuk.

Na ovaj način, ovaj projekt će osjetiti udaljenost i dati različite indikacije prema rasponu udaljenosti.

Nadam se da vam se svidio vodič.