Sąsajos ultragarso diapazono modulis HC-SR04 su „Arduino“: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Ei, kas vyksta, vaikinai! Akarsh čia iš CETech.

Šis mano projektas yra šiek tiek paprastesnis, bet toks pat įdomus kaip ir kiti projektai. Šiame projekte mes sujungsime ultragarsinio atstumo jutiklio modulį HC-SR04. Šis modulis sukuria ultragarso garso bangas, kurios nepatenka į žmonių girdimą diapazoną, o nuo vėlavimo tarp sukeltos bangos perdavimo ir priėmimo apskaičiuojamas atstumas.

Čia mes sujungsime šį jutiklį su „Arduino“ir bandysime imituoti parkavimo asistento sistemą, kuri pagal atstumą nuo kliūties už nugaros skleidžia skirtingus garsus ir taip pat uždega skirtingus šviesos diodus pagal atstumą.

Taigi dabar pereikime prie linksmosios dalies.

1 žingsnis: įsigykite PCB savo projektams

Norėdami pigiai užsisakyti PCB internetu, turite patikrinti PCBWAY!

Jūs gausite 10 geros kokybės PCB, pagamintų ir pristatytų prie jūsų namų slenksčio pigiai. Taip pat gausite nuolaidą pristatydami pirmąjį užsakymą. Įkelkite „Gerber“failus į PCBWAY, kad jie būtų pagaminti kokybiškai ir greitai. Patikrinkite jų internetinę „Gerber“peržiūros funkciją. Turėdami atlygio taškų, galite nemokamai gauti dovanų iš jų dovanų parduotuvės.

2 žingsnis: Apie HC-SR04 ultragarso diapazono modulį

Ultragarso jutiklis (arba keitiklis) veikia tais pačiais principais kaip ir radarų sistema. Ultragarsinis jutiklis gali paversti elektros energiją akustinėmis bangomis ir atvirkščiai. Akustinis bangų signalas yra ultragarso banga, sklindanti aukštesniu nei 18 kHz dažniu. Garsusis ultragarsinis jutiklis HC SR04 generuoja 40 kHz dažnio ultragarso bangas. Šis modulis turi 4 kaiščius, kurie yra „Echo“, „Trigger“, „Vcc“ir „GND“

Paprastai ryšiui su ultragarso jutikliu naudojamas mikrovaldiklis. Norėdami pradėti matuoti atstumą, mikrovaldiklis siunčia trigerio signalą ultragarso jutikliui. Šio trigerio signalo veikimo ciklas yra 10µS, naudojant ultragarsinį jutiklį HC-SR04. Suveikęs ultragarsinis jutiklis sukuria aštuonis akustinius (ultragarsinius) bangų pliūpsnius ir inicijuoja laiko skaitiklį. Kai tik gaunamas atspindėtas (aido) signalas, laikmatis sustoja. Ultragarso jutiklio išėjimas yra didelis impulsas, kurio trukmė yra tokia pati kaip laiko skirtumas tarp perduodamų ultragarso pliūpsnių ir gauto aido signalo.

Mikrovaldiklis laiko signalą interpretuoja atstumu, naudodamas šią funkciją:

Atstumas (cm) = aido impulso plotis (mikrosekundės)/58

Teoriškai atstumą galima apskaičiuoti naudojant TRD (laiko/greičio/atstumo) matavimo formulę. Kadangi apskaičiuotas atstumas yra atstumas, nuvažiuotas nuo ultragarsinio keitiklio iki objekto ir atgal iki keitiklio, tai yra abipusė kelionė. Padalinę šį atstumą iš 2, galite nustatyti tikrąjį atstumą nuo keitiklio iki objekto. Ultragarso bangos sklinda garso greičiu (343 m/s esant 20 ° C). Atstumas tarp objekto ir jutiklio yra pusė garso bangos nuvažiuoto atstumo ir jį galima apskaičiuoti naudojant toliau nurodytą funkciją:

Atstumas (cm) = (laikas x garso greitis)/2

3 žingsnis: atlikite ryšius

Šiam žingsniui reikalingos medžiagos yra - „Arduino UNO“, ultragarsinio atstumo jutiklio modulis HC -SR04, šviesos diodai, pjezo garsinis signalas, trumpieji kabeliai

Ryšiai turi būti atliekami šiais veiksmais:

1) Prijunkite jutiklio aido kaištį prie „Arduino“GPIO kaiščio 11, jutiklio paleidimo kaištį prie jutiklio prie „Arduino UNO“GPIO kaiščio 12 ir jutiklio „Vcc“ir „GND“kaiščius prie „Arduino“5V ir GND.

2) Paimkite 3 šviesos diodus ir prijunkite šviesos diodų katodus (paprastai ilgesnę koją) prie „Arduino“GPIO kaiščių 9, 8 ir 7 atitinkamai. Prijunkite šių šviesos diodų anodą (paprastai trumpesnę koją) prie GND.

3) Paimkite pjezo garsinį signalą. Prijunkite jo teigiamą kaištį prie „Arduino“GPIO kaiščio 10, o neigiamą - prie GND.

Ir tokiu būdu atliekami projekto ryšiai. Dabar prijunkite „Arduino“prie kompiuterio ir pereikite prie kitų veiksmų.

4 žingsnis: koduokite „Arduino UNO“modulį

Atlikdami šį veiksmą, mes įkeliame kodą į „Arduino UNO“, kad išmatuotume bet kokios netoliese esančios kliūties atstumą ir pagal šį atstumą skambėtų garsinis signalas ir užsidegtų šviesos diodai. Mes taip pat galime pamatyti atstumo rodmenis serijiniame monitoriuje. Žingsniai, kurių reikia laikytis, yra šie:

1) Iš čia pereikite prie projekto „GitHub“saugyklos.

2) „Github“saugykloje pamatysite failą pavadinimu „sketch_sep03a.ino“. Tai yra projekto kodas. Atidarykite tą failą ir nukopijuokite jame parašytą kodą.

3) Atidarykite „Arduino IDE“ir pasirinkite tinkamą plokštę ir COM prievadą.

4) Įklijuokite kodą į „Arduino IDE“ir įkelkite jį į „Arduino UNO“plokštę.

Ir tokiu būdu taip pat atliekama šio projekto kodavimo dalis.

5 žingsnis: laikas žaisti

Kai tik kodas bus įkeltas, galite atidaryti serijinį monitorių, kad pamatytumėte atstumus, gautus iš ultragarso jutiklio modulio, rodmenys nuolat atnaujinami po tam tikro intervalo. Prieš ultragarso modulį galite pastatyti tam tikrą kliūtį ir stebėti, kaip keičiasi ten rodomi rodmenys. Be serijinio monitoriaus rodmenų, šviesos diodai ir garsinis signalas, prijungti prie garsinio signalo, taip pat nurodys kliūtis įvairiais intervalais:

1) Jei atstumas iki artimiausios kliūties yra didesnis nei 50 cm. Visi šviesos diodai būtų išjungti, o garsinis signalas taip pat neskambės.

2) Jei atstumas iki artimiausios kliūties yra mažesnis arba lygus 50 cm, bet didesnis nei 25 cm. Tada užsidegs pirmasis šviesos diodas, o garsinis signalas sukels pyptelėjimą 250 sekundžių vėlavimu.

3) Jei atstumas iki artimiausios kliūties yra mažesnis arba lygus 25 cm, bet didesnis nei 10 cm. Tada užsidegs pirmasis ir antrasis šviesos diodas, o garsinis signalas sukels pyptelėjimą 50 sekundžių vėlavimu.

4) O jei artimiausios kliūties atstumas mažesnis nei 10 cm. Tada užsidegs visi trys šviesos diodai ir garsinis signalas skleis nenutrūkstamą garsą.

Tokiu būdu šis projektas pajus atstumą ir duos skirtingas nuorodas pagal atstumo diapazoną.

Tikiuosi, kad pamoka jums patiko.