Grensesnitt for ultralydsmodul HC-SR04 med Arduino: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Hei, hva skjer, gutter! Akarsh her fra CETech.

Dette prosjektet mitt er litt på den enklere siden, men like morsomt som de andre prosjektene. I dette prosjektet skal vi koble til en HC-SR04 ultralydavstandssensormodul. Denne modulen fungerer ved å generere ultralydbølger som er utenfor det hørbare området for mennesker og fra forsinkelsen mellom overføring og mottak av den genererte bølgen, blir avstanden beregnet.

Her skal vi koble denne sensoren til Arduino og vil prøve å etterligne et parkeringsassistent -system som i henhold til avstanden fra hindringen bak genererer forskjellige lyder og også lyser opp forskjellige lysdioder i henhold til avstanden.

Så la oss komme til den morsomme delen nå.

Trinn 1: Få PCB -er for prosjektene dine

Du må sjekke PCBWAY for å bestille PCB online billig!

Du får 10 PCB -er av god kvalitet produsert og sendt til døren din for en billig penge. Du vil også få rabatt på frakt på din første bestilling. Last opp Gerber -filene dine til PCBWAY for å få dem produsert med god kvalitet og rask leveringstid. Sjekk ut deres online Gerber viewer -funksjon. Med belønningspoeng kan du få gratis ting fra gavebutikken deres.

Trinn 2: Om HC-SR04 Ultrasonic Ranging Module

Ultralydsensoren (eller transduseren) fungerer på de samme prinsippene som et radarsystem. En ultralydsensor kan konvertere elektrisk energi til akustiske bølger og omvendt. Det akustiske bølgesignalet er en ultralydbølge som beveger seg med en frekvens over 18 kHz. Den berømte HC SR04 ultralydssensoren genererer ultralydbølger ved 40 kHz frekvens. Denne modulen har 4 pins som er Echo, Trigger, Vcc og GND

Vanligvis brukes en mikrokontroller for kommunikasjon med en ultralydssensor. For å begynne å måle avstanden sender mikrokontrolleren et utløsersignal til ultralydssensoren. Driftssyklusen til dette triggersignalet er 10 μS for ultralydssensoren HC-SR04. Når den utløses, genererer ultralydsensoren åtte akustiske (ultralyd) bølger og starter en tidsteller. Så snart det reflekterte (ekko) signalet mottas, stopper timeren. Utgangen til ultralydsensoren er en høy puls med samme varighet som tidsforskjellen mellom overførte ultralydsutbrudd og det mottatte ekkosignalet.

Mikrokontrolleren tolker tidssignalet til avstand ved å bruke følgende funksjon:

Avstand (cm) = ekkopulsbredde (mikrosekunder)/58

Teoretisk sett kan avstanden beregnes ved hjelp av TRD (tid/hastighet/avstand) måleformel. Siden den beregnede avstanden er distansen som er reist fra ultralydtransduseren til objektet-og tilbake til transduseren-er det en toveis tur. Ved å dele denne avstanden med 2, kan du bestemme den faktiske avstanden fra transduseren til objektet. Ultralydbølger beveger seg med lydens hastighet (343 m/s ved 20 ° C). Avstanden mellom objektet og sensoren er halvparten av avstanden tilbakelagt av lydbølgen, og den kan beregnes ved hjelp av funksjonen nedenfor:

Avstand (cm) = (tid tatt x lydhastighet)/2

Trinn 3: Gjør tilkoblingene

For dette trinnet er nødvendige materialer - Arduino UNO, HC -SR04 ultralydavstandssensormodul, lysdioder, Piezo -summer, jumperkabler

Tilkoblingene skal utføres i følgende trinn:

1) Koble ekko -pinnen til sensoren til GPIO -pinnen 11 på Arduino, utløserpinnen til sensoren til sensoren til GPIO -pinnen 12 på Arduino UNO- og Vcc- og GND -pinnene til sensoren til 5V og GND på Arduino.

2) Ta 3 lysdioder og koble katodene (vanligvis det lengre benet) til lysdiodene til henholdsvis Arduinos GPIO -pinner 9, 8 og 7. Koble anoden (vanligvis det kortere benet) til disse lysdiodene til GND.

3) Ta piezo -summeren. Koble den positive pinnen til GPIO -pinnen 10 på Arduino og den negative pinnen til GND.

Og på denne måten er tilkoblingene til prosjektet gjort. Koble nå Arduino til PC -en og gå videre til de neste trinnene.

Trinn 4: Koding av Arduino UNO -modulen

I dette trinnet skal vi laste opp koden i vår Arduino UNO for å måle avstanden til ethvert hinder i nærheten, og i henhold til den avstanden lyder summeren og tenner lysdiodene. Vi kan også se avstandsmålingene på seriell monitor. Trinnene som skal følges er:

1) Flytt til GitHub -depotet for prosjektet herfra.

2) På Github -depotet vil du se en fil med navnet "sketch_sep03a.ino". Dette er koden for prosjektet. Åpne filen og kopier koden som er skrevet i den.

3) Åpne Arduino IDE og velg riktig kort og COM -port.

4) Lim inn koden i Arduino IDE og last den opp til Arduino UNO -kortet.

Og på denne måten er kodingsdelen for dette prosjektet også gjort.

Trinn 5: Tid til å spille

Så snart koden blir lastet opp, kan du åpne den serielle skjermen for å se avstandsmålingene fra ultralydsensormodulen. Målingene oppdateres etter et fast intervall. Du kan sette et hinder foran ultralydsmodulen og observere endringen i avlesningen som vises der. Bortsett fra avlesningene som vises på den serielle skjermen, vil lysdiodene og summeren som er koblet til summeren også indikere et hinder i forskjellige områder som følger:

1) Hvis avstanden til nærmeste hinder er mer enn 50 cm. Alle lysdiodene vil være i AV -tilstand, og summeren ringer heller ikke.

2) Hvis avstanden til nærmeste hinder er mindre enn eller lik 50 cm, men større enn 25 cm. Deretter lyser den første LED -en, og summeren gir en pipelyd med en forsinkelse på 250 ms.

3) Hvis avstanden til nærmeste hinder er mindre enn eller lik 25 cm, men større enn 10 cm. Deretter lyser den første og andre LED -en, og summeren gir en pipelyd med en forsinkelse på 50 ms.

4) Og hvis avstanden til nærmeste hinder er mindre enn 10 cm. Da lyser alle de tre lysdiodene, og summeren gir en kontinuerlig lyd.

På denne måten vil dette prosjektet føle avstanden og gi forskjellige indikasjoner i henhold til avstandsområdet.

Håper du likte opplæringen.