Ultragarso diapazono ieškiklio pamoka su „Arduino“ir LCD: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Daugelis žmonių sukūrė instrukcijas, kaip naudoti „Arduino Uno“su ultragarso jutikliu, o kartais ir su LCD ekranu. Vis dėlto visada pastebėjau, kad šios kitos instrukcijos dažnai praleidžia žingsnius, kurie nėra akivaizdūs pradedantiesiems. Todėl aš bandžiau sukurti mokymo programą, apimančią visas įmanomas detales, kad kiti pradedantieji, tikiuosi, galėtų iš to pasimokyti.

Aš pirmą kartą naudojau „Arduino UNO“, bet radau, kad jis buvo šiek tiek didelis. Tada aš ištyriau „Arduino Nano“. Ši maža lenta siūlo beveik viską, ką daro UNO, tačiau turi daug mažesnį pėdsaką. Atlikdamas tam tikrus manevrus, pritaikau prie tos pačios duonos lentos, kurioje yra LCD ekranas, ultragarso jutiklis ir įvairūs laidai, rezistoriai ir potenciometras.

Gautas statinys yra visiškai funkcionalus ir yra geras žingsnis į pastovesnę sąranką. Aš nusprendžiau padaryti savo pirmąjį „Instructable“, kad dokumentuotų šį procesą ir, tikiuosi, padėtų kitiems, norintiems daryti tą patį. Kai tik įmanoma, nurodžiau, iš kur gavau savo informaciją, taip pat stengiausi į eskizą įtraukti kuo daugiau patvirtinamųjų dokumentų, kad visi jį perskaitę žmonės galėtų suprasti, kas vyksta.

1 žingsnis: dalys, kurių jums reikės

Jums reikia tik kelių dalių ir, laimei, jos yra labai nebrangios.

1 - viso dydžio duonos lenta (830 kaiščių)

1 - „Arduino Nano“(su kaiščių antgaliais, sumontuotais iš abiejų pusių)

1 - HC -SRO4 ultragarso jutiklis

1 - 16x2 skystųjų kristalų ekranas (su įdiegta viena antraštė). PASTABA: jums nereikia brangesnės šio modulio I2C versijos. Mes galime tiesiogiai dirbti su 16 kontaktų „pagrindiniu“įrenginiu

1–10 K potenciometras

1 - Balastinis rezistorius, skirtas naudoti su LED apšvietimu 16x2 (paprastai 100 omų - 220 omų, aš radau, kad 48 omų rezistorius man geriausiai tinka)

1 -1 K omų apkrovos ribojimo rezistorius -skirtas naudoti su HC -SR04

Įvairių ilgių ir spalvų duonos laidai.

PASIRENKAMA - „Breadboard“maitinimo šaltinis - Maitinimo modulis, tiesiogiai jungiantis prie duonos lentos, leidžiantis būti labiau nešiojamas, o ne pririštas prie kompiuterio ar maitinti sistemą per „Arduino Nano“.

1 - Kompiuteris/ nešiojamasis kompiuteris, skirtas „Arduino Nano“programuoti - Pastaba Jums taip pat gali prireikti CH340 tvarkyklių, kad jūsų „Windows“kompiuteris galėtų tinkamai prisijungti prie „Arduino Nano“. Atsisiųskite tvarkykles ČIA

1 - „Arduino Integrated Development Environment“(IDE) - Atsisiųskite IDE ČIA

2 veiksmas: įdiekite IDE, tada CH340 tvarkykles

Jei dar neįdiegėte IDE arba CH340 tvarkyklių, atlikite šį veiksmą

1) Atsisiųskite IDE iš ČIA.

2) Išsamias instrukcijas, kaip įdiegti IDE, rasite „Arduino“svetainėje ČIA

3) Atsisiųskite „CH340 Serial“tvarkykles iš ČIA.

4) Išsamias instrukcijas, kaip įdiegti tvarkykles, rasite ČIA.

Dabar jūsų programinės įrangos aplinka yra atnaujinta

3 žingsnis: komponentų išdėstymas

Net viso dydžio duonkepėje yra tik ribota erdvė, ir šis projektas leidžia tai padaryti iki galo.

1) Jei naudojate „breadboard“maitinimo šaltinį, pirmiausia jį pritvirtinkite prie dešiniausios savo duonos lentos kaiščių

2) Įdiekite „Arduino Nano“taip, kad USB prievadas būtų nukreiptas į dešinę

3) Įdiekite LCD ekraną duonos lentos viršuje (žr. Paveikslėlius)

4) Sumontuokite HC-SR04 ir potenciometrą. Palikite vietos laidams ir rezistoriams, kurių jiems reikės.

5) Remiantis Fritzingo diagrama, prijunkite visus duonos lentos laidus. Taip pat atkreipkite dėmesį į 2 rezistorių išdėstymą lentoje. - Pridėjau „Fritzing FZZ“failą, kurį galite atsisiųsti, jei jus domina.

6) Jei nenaudojate „Breadboard“maitinimo šaltinio, įsitikinkite, kad nuo žemės yra džemperiai, o lentos „apačioje“- +V linija, einanti į atitinkamas linijas „viršuje“, kad viskas būtų įžeminta ir varomas.

Dėl šios konfigūracijos aš bandžiau laikyti kaiščius nuo LCD ir „Arduino“kaiščius iš eilės, kad viskas būtų kuo paprasčiau (D7-D4 LCD jungiasi su D7-D4 „Nano“). Tai taip pat leido man naudoti labai švarią schemą laidams parodyti.

Nors daugelyje svetainių reikia 220 omų rezistoriaus, kuris apsaugotų 2x20 ekrano LCD apšvietimą, mano atveju tai buvo per daug. Išbandžiau keletą palaipsniui mažesnių vertybių, kol radau vieną, kuri man tinka. Šiuo atveju jis veikia su 48 omų rezistoriumi (būtent tai rodoma mano omo matuoklyje). Turėtumėte pradėti nuo 220 omų ir veikti tik tada, jei LCD ekranas nėra pakankamai ryškus.

Potenciometras naudojamas reguliuoti skystųjų kristalų ekrano kontrastą, todėl gali tekti naudoti mažą atsuktuvą, kad vidinį lizdą pasuktumėte į jums tinkamiausią padėtį.

4 žingsnis: „Arduino“eskizas

Savo eskizui įkvėpiau keletą šaltinių, tačiau juos visus reikėjo gerokai pakeisti. Aš taip pat bandžiau visiškai pakomentuoti kodą, kad būtų aišku, kodėl kiekvienas veiksmas atliekamas taip, kaip yra. Manau, kad komentarai teisingu procentu viršija iš tikrųjų kodavimo instrukcijas !!!

Man įdomiausia šio eskizo dalis yra apie ultragarsinį jutiklį. HC-SR04 yra labai nebrangus (mažiau nei 1 JAV arba Kanados USD „Ali Express“). Tai taip pat gana tiksli tokio tipo projektams.

Ant jutiklio yra 2 apvalios „akys“, tačiau kiekviena jų turi skirtingą paskirtį. Vienas yra garso skleidėjas, kitas - imtuvas. Kai TRIG kaištis nustatytas į HIGH, siunčiamas impulsas. ECHO kaištis grąžins vertę milisekundėmis, tai yra visas vėlavimas tarp impulso išsiuntimo ir gavimo. Scenarijuje yra keletas paprastų formulių, padedančių konvertuoti milisekundes į centimetrus arba colius. Atminkite, kad grįžtamąjį laiką reikia sutrumpinti per pusę, nes pulsas eina į objektą, o paskui grįžta, du kartus įveikdamas atstumą.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie tai, kaip veikia ultragarsinis jutiklis, labai rekomenduoju Dejan Nedelkovski vadovėlį „Howtomechatronics“. Jis turi puikų vaizdo įrašą ir diagramas, paaiškinančias koncepciją daug geriau nei aš galėčiau!

PASTABA: garso greitis nėra pastovus. Jis kinta priklausomai nuo temperatūros ir slėgio. Labai įdomus šio projekto išplėtimas papildytų temperatūros ir slėgio jutiklį, kad kompensuotų „dreifą“. Aš daviau keletą pavyzdžių alternatyviai temperatūrai kaip pradinį tašką, jei norite žengti kitą žingsnį!

Interneto šaltinis, praleidęs daug laiko tyrinėdamas šiuos jutiklius, pateikė šias vertes. Aš rekomenduoju Andreaso Spiesso kanalą „You Tube“, kad galėtumėte žiūrėti įvairius įdomius vaizdo įrašus. Šias vertybes ištraukiau iš vieno iš jų.

340 M/sek. Yra garso greitis esant 15 laipsnių C temperatūrai (0,034 CM/sek.) // 331,5 M/sek. Yra garso greitis esant 0 laipsnių C temperatūrai (0,0331,5 CM/sek.)

// 343 M/sek. Yra garso greitis esant 20 ° C (0,0343 CM/sek.)

// 346 M/sek. Yra garso greitis esant 25 ° C (0,0346 CM/sek.)

LCD ekranas yra šiek tiek iššūkis tik todėl, kad jį valdyti reikia tiek daug kaiščių (6!). Neigiama yra tai, kad ši pagrindinė LCD versija taip pat yra labai nebrangi. Aš galiu lengvai jį rasti „Aliexpress“už mažiau nei 2 USD Kanadoje.

Laimei, kai jį prijungsite, jį valdyti bus labai paprasta. Jūs jį išvalysite, tada nustatykite, kur norite išvesti tekstą, tada išleiskite LCD ekraną. Spausdinti komandas, kad tekstas ir skaičiai būtų rodomi ekrane. Vasco Ferraz svetainėje radau puikią pamoką vascoferraz.com. Aš pakeičiau jo kaiščio išdėstymą, kad pradedantiesiems būtų aiškiau (pvz., Sau!).

5 žingsnis: Išvada

Aš neapsimetu nei elektros inžinieriumi, nei profesionaliu programuotoju. (Iš pradžių aš mokiausi programuoti dar 1970 -aisiais!). Dėl šios priežasties manau, kad visa „Arduino“erdvė yra nepaprastai išlaisvinanti. Aš, turėdamas tik pagrindines žinias, galiu pradėti nuo prasmingų eksperimentų. Kuriu dalykus, kurie iš tikrųjų veikia ir rodo pakankamai realaus pasaulio naudingumo, kad net mano žmona sako „Šaunu!“.

Kaip ir mes visi, naudojuosi iš interneto turimais ištekliais, kad išmokčiau daryti dalykus, tada susieju juos, kad, tikiuosi, padarysiu kažką naudingo. Aš padariau viską, ką galiu, kad įskaityčiau šiuos šaltinius į šį „ible“ir savo eskizą.

Pakeliui tikiu, kad galiu padėti kitiems, kurie taip pat pradeda savo mokymosi kelionę. Tikiuosi, kad tai jums bus naudinga instrukcija, ir laukiu jūsų komentarų ar klausimų.