Interfacing Ultrasonic Ranging Module HC-SR04 Med Arduino: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Hey, hvad sker der, fyre! Akarsh her fra CETech.

Dette projekt er lidt på den enklere side, men lige så sjovt som de andre projekter. I dette projekt skal vi interface et HC-SR04 ultralyds afstandssensormodul. Dette modul fungerer ved at generere ultralydslydbølger, der ligger uden for det menneskelige område og fra forsinkelsen mellem transmission og modtagelse af den genererede bølge, beregnes afstanden.

Her skal vi grænseflade denne sensor med Arduino og vil forsøge at efterligne et parkeringsassistentsystem, der ifølge afstanden fra forhindringen bag genererer forskellige lyde og også tænder forskellige lysdioder i henhold til afstanden.

Så lad os komme til den sjove del nu.

Trin 1: Få printkort til dine projekter fremstillet

Du skal tjekke PCBWAY for at bestille PCB online billigt!

Du får 10 PCB'er af god kvalitet fremstillet og sendt til din dør for billigt. Du får også rabat på forsendelse på din første ordre. Upload dine Gerber -filer på PCBWAY for at få dem fremstillet med god kvalitet og hurtig ekspeditionstid. Tjek deres online Gerber viewer -funktion. Med belønningspunkter kan du få gratis ting fra deres gavebutik.

Trin 2: Om HC-SR04 Ultrasonic Ranging Module

Ultralydssensoren (eller transduceren) fungerer efter de samme principper som et radarsystem. En ultralydssensor kan konvertere elektrisk energi til akustiske bølger og omvendt. Det akustiske bølgesignal er en ultralydsbølge, der kører med en frekvens over 18 kHz. Den berømte ultralydssensor HC SR04 genererer ultralydsbølger ved 40 kHz frekvens. Dette modul har 4 ben, som er Echo, Trigger, Vcc og GND

Typisk bruges en mikrokontroller til kommunikation med en ultralydssensor. For at begynde at måle afstanden sender mikrokontrolleren et triggersignal til ultralydssensoren. Driftscyklussen for dette triggersignal er 10µS for HC-SR04 ultralydssensoren. Når den udløses, genererer ultralydssensoren otte akustiske (ultralyd) bølgeudbrud og starter en tidstæller. Så snart det reflekterede (ekko) signal modtages, stopper timeren. Ultralydssensorens output er en høj puls med samme varighed som tidsforskellen mellem transmitterede ultralydsudbrud og det modtagne ekkosignal.

Mikrocontrolleren fortolker tidssignalet i afstand ved hjælp af følgende funktion:

Afstand (cm) = ekkopulsbredde (mikrosekunder)/58

Teoretisk set kan afstanden beregnes ved hjælp af TRD (tid/hastighed/afstand) måleformel. Da den beregnede afstand er den tilbagelagte afstand fra ultralydstransduceren til objektet-og tilbage til transduceren-er det en tovejs tur. Ved at dividere denne afstand med 2 kan du bestemme den faktiske afstand fra transduceren til objektet. Ultralydsbølger bevæger sig med lydens hastighed (343 m/s ved 20 ° C). Afstanden mellem objektet og sensoren er halvdelen af den afstand, lydbølgen tilbagelægger, og den kan beregnes ved hjælp af nedenstående funktion:

Distance (cm) = (tid taget x lydhastighed)/2

Trin 3: Gør forbindelserne

Til dette trin kræves materialer - Arduino UNO, HC -SR04 Ultrasonic Distance sensor module, LEDs, Piezo Buzzer, Jumper cable

Forbindelserne skal udføres i følgende trin:

1) Tilslut sensorens ekko -pin til GPIO -pin 11 på Arduino, triggerens pin til sensoren til sensoren til GPIO -pin 12 på Arduino UNO- og Vcc- og GND -stifterne på sensoren til 5V og GND på Arduino.

2) Tag 3 lysdioder og tilslut katoderne (generelt det længere ben) på lysdioderne til Arduinos GPIO -ben henholdsvis 9, 8 og 7. Tilslut anoden (generelt det kortere ben) af disse lysdioder til GND.

3) Tag piezo -summeren. Tilslut den positive pin til GPIO pin 10 på Arduino og den negative pin til GND.

Og på denne måde udføres forbindelserne mellem projektet. Tilslut nu Arduino til din pc og gå videre til de næste trin.

Trin 4: Kodning af Arduino UNO -modulet

I dette trin vil vi uploade koden i vores Arduino UNO for at måle afstanden til enhver forhindring i nærheden og i henhold til denne afstand lyde summeren og tænde lysdioderne. Vi kan også se afstandsmålingerne på Serial Monitor. Trin, der skal følges, er:

1) Flyt til GitHub -depotet for projektet herfra.

2) På Github -depotet vil du se en fil med navnet "sketch_sep03a.ino". Dette er koden til projektet. Åbn filen og kopier koden, der er skrevet i den.

3) Åbn Arduino IDE, og vælg det korrekte kort og COM -port.

4) Indsæt koden i din Arduino IDE og upload den til Arduino UNO -kortet.

Og på denne måde er kodningsdelen til dette projekt også udført.

Trin 5: Tid til at spille

Så snart koden bliver uploadet, kan du åbne den serielle skærm for at se afstandsmålingerne fra ultralydssensormodulet, og målingerne opdateres efter et fast interval. Du kan sætte en eller anden forhindring foran ultralydsmodulet og observere ændringen i den viste måling. Bortset fra de aflæsninger, der vises på den serielle skærm, vil lysdioderne og summeren forbundet til summeren også angive en forhindring i forskellige områder som følger:

1) Hvis afstanden til den nærmeste forhindring er mere end 50 cm. Alle lysdioder ville være i OFF -tilstand, og summeren ringer heller ikke.

2) Hvis afstanden til den nærmeste forhindring er mindre end eller lig med 50 cm, men større end 25 cm. Derefter lyser den første LED, og summeren skaber en biplyd med en forsinkelse på 250 ms.

3) Hvis afstanden til den nærmeste forhindring er mindre end eller lig med 25 cm, men større end 10 cm. Derefter lyser den første og anden LED, og summeren skaber en biplyd med en forsinkelse på 50 ms.

4) Og hvis afstanden til den nærmeste forhindring er mindre end 10 cm. Derefter lyser alle tre lysdioder, og summeren afgiver en kontinuerlig lyd.

På denne måde vil dette projekt fornemme afstanden og give forskellige indikationer i henhold til afstandsområdet.

Håber du kunne lide selvstudiet.