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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Hej, što ima, dečki! Akarsh ovdje iz CETech -a.

Ovaj moj projekt pomalo je jednostavniji, ali zabavan kao i drugi projekti. U ovom ćemo projektu sučeliti 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 spojiti ovaj senzor s Arduinom i pokušat ćemo oponašati sustav pomoćnika pri parkiranju koji prema udaljenosti od prepreke iza stvara različite zvukove i također pali različite LED diode prema udaljenosti.

Prijeđimo sada na zabavni dio.

Korak 1: Nabavite PCB -ove za proizvedene projekte

Morate provjeriti PCBWAY za jeftino naručivanje PCB -a putem Interneta!

Dobivate 10 kvalitetnih PCB -a proizvedenih i jeftino isporučenih na vaš kućni prag. Također ćete ostvariti popust na dostavu pri prvoj narudžbi. Prenesite 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 kupiti 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 sustav. Ultrazvučni senzor može pretvoriti električnu energiju u akustične valove i obrnuto. Zvučni valni signal je ultrazvučni val koji putuje frekvencijom iznad 18 kHz. Poznati ultrazvučni senzor HC SR04 stvara 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 interpretira vremenski signal u udaljenost 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 sonde do objekta-i natrag do sonde-to je dvosmjerno putovanje. Dijeljenjem ove udaljenosti s 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 polovica je 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 kabeli

Spajanje je potrebno izvršiti 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 taj način se ostvaruju veze projekta. Sada povežite Arduino s računalom i prijeđite na sljedeće korake.

Korak 4: Kodiranje Arduino UNO modula

U ovom koraku prenijet ćemo kôd u naš Arduino UNO kako bismo izmjerili udaljenost bilo koje obližnje prepreke i prema toj udaljenosti oglasili zvučni signal i upalili 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 projekt. Otvorite tu datoteku i kopirajte kod napisan u njoj.

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

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

I na ovaj način, također je napravljen 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 bile bi u isključenom stanju, a zujalica također 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 s odgodom 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 s odgodom od 50 ms.

4) A ako je udaljenost najbliže prepreke manja od 10 cm. Tada će zasvijetliti sve tri LED diode, a zujalica će se oglasiti neprekidno.

Na taj će način ovaj projekt osjetiti udaljenost i dati različite naznake prema rasponu udaljenosti.

Nadam se da vam se svidio tutorial.