Interfacing Ultrasonic Ranging Module HC-SR04 Arduino- ի հետ. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Այ, ինչ կա, տղերք: Աքարշ այստեղ CETech- ից:

Իմ այս նախագիծը մի փոքր ավելի պարզ կողմ է, բայց նույնքան զվարճալի, որքան մյուս նախագծերը: Այս նախագծում մենք մտադիր ենք միացնել HC-SR04 ուլտրաձայնային հեռավորության սենսորային մոդուլը: Այս մոդուլն աշխատում է ՝ ստեղծելով ուլտրաձայնային ձայնային ալիքներ, որոնք դուրս են մարդկանց լսելի տիրույթից, իսկ առաջացած ալիքի փոխանցման և ընդունման միջև ընկած ժամանակահատվածից հաշվարկվում է հեռավորությունը:

Այստեղ մենք մտնելու ենք այս սենսորը Arduino- ի հետ և փորձելու ենք նմանակել կայանատեղիի օգնական համակարգին, որը, ըստ խոչընդոտի հետևի հեռավորության, առաջացնում է տարբեր ձայներ, ինչպես նաև լուսավորում է տարբեր LED- ներ `ըստ հեռավորության:

Այսպիսով, եկեք անցնենք զվարճալի հատվածին:

Քայլ 1: Ստացեք արտադրված նախագծերի համար PCB- ներ

Դուք պետք է ստուգեք PCBWAY- ը ՝ PCB- ներ առցանց էժան պատվիրելու համար:

Դուք ստանում եք 10 լավ որակի PCB, որոնք արտադրվում և առաքվում են ձեր շեմին էժան գնով: Դուք նաև կստանաք զեղչ առաքման առաջին պատվերի դեպքում: Վերբեռնեք ձեր Gerber ֆայլերը PCBWAY- ի վրա, որպեսզի դրանք արտադրվեն լավ որակով և արագ շրջադարձի ժամանակով: Ստուգեք նրանց Gerber դիտողի առցանց գործառույթը: Պարգևատրման միավորներով դուք կարող եք անվճար ապրանքներ ստանալ նրանց նվերների խանութից:

Քայլ 2. HC-SR04 ուլտրաձայնային տիրույթի մոդուլի մասին

Ուլտրաձայնային տվիչը (կամ փոխարկիչը) աշխատում է նույն սկզբունքներով, ինչ ռադարային համակարգը: Ուլտրաձայնային տվիչը կարող է էլեկտրական էներգիան վերածել ակուստիկ ալիքների և հակառակը: Ակուստիկ ալիքի ազդանշանը ուլտրաձայնային ալիք է, որն անցնում է 18 կՀց -ից բարձր հաճախականությամբ: Հայտնի HC SR04 ուլտրաձայնային տվիչը գեներացնում է ուլտրաձայնային ալիքներ 40 կՀց հաճախականությամբ: Այս մոդուլն ունի 4 կապ, որոնք են ՝ Echo, Trigger, Vcc և GND

Սովորաբար, միկրոկոնտրոլերը օգտագործվում է ուլտրաձայնային տվիչի հետ հաղորդակցության համար: Հեռավորությունը չափելու համար միկրոկոնտրոլերը ձգան ազդանշան է ուղարկում ուլտրաձայնային սենսորին: Այս ձգան ազդանշանի աշխատանքային ցիկլը 10μS է HC-SR04 ուլտրաձայնային տվիչի համար: Երբ գործարկվում է, ուլտրաձայնային տվիչը առաջացնում է ութ ձայնային (ուլտրաձայնային) ալիքների պոռթկումներ և սկսում ժամանակաչափ: Հենց արտացոլված (էխո) ազդանշանը ստացվում է, ժամաչափը դադարում է: Ուլտրաձայնային տվիչի ելքը բարձր զարկերակ է ՝ նույն տևողությամբ, ինչ փոխանցվող ուլտրաձայնային պայթյունների և ստացված արձագանքի ազդանշանի միջև եղած ժամանակային տարբերությունը:

Միկրոկոնտրոլերը ժամանակի ազդանշանը մեկնաբանում է հեռավորության վրա ՝ օգտագործելով հետևյալ գործառույթը.

Հեռավորությունը (սմ) = Echo Pulse Width (microseconds)/58

Տեսականորեն հեռավորությունը կարելի է հաշվարկել TRD (ժամանակ/արագություն/հեռավորություն) չափման բանաձևի միջոցով: Քանի որ հաշվարկված հեռավորությունը ուլտրաձայնային փոխարկիչից մինչև օբյեկտ անցած հեռավորությունն է և ետ դեպի փոխարկիչը, դա երկկողմանի ճանապարհ է: Այս տարածությունը բաժանելով 2 -ի, կարող եք որոշել փոխարկիչից մինչև օբյեկտ իրական հեռավորությունը: Ուլտրաձայնային ալիքները շարժվում են ձայնի արագությամբ (343 մ/վրկ 20 ° C): Օբյեկտի և տվիչի միջև հեռավորությունը ձայնային ալիքի անցած տարածության կեսն է, և այն կարելի է հաշվարկել ՝ օգտագործելով ստորև բերված գործառույթը.

Հեռավորությունը (սմ) = (ժամանակի ընդունումը x ձայնի արագություն)/2

Քայլ 3: Կապերի կատարում

Այս քայլի համար անհրաժեշտ նյութերն են `Arduino UNO, HC -SR04 Ուլտրաձայնային հեռավորության սենսորային մոդուլ, LED- ներ, Piezo Buzzer, Jumper մալուխներ

Կապերը պետք է կատարվեն հետևյալ քայլերով.

1) Սենսորի Echo Pin- ը միացրեք Arduino- ի GPIO Pin- ին, Trigger Pin of the Sensor- ին `Sensor- ին GPIO Pin 12- ի Arduino UNO- ի և Vcc- ի և GND- ի սենսորի Arduino- ի 5V- ին և GND- ին:

2) Վերցրեք 3 LED և միացրեք LED- ների կաթոդները (ընդհանուր առմամբ `ավելի երկար ոտքը) համապատասխանաբար Arduino- ի GPIO 9, 8 և 7 կապումներին: Այս LED- ների անոդը (ընդհանրապես կարճ ոտքը) միացրեք GND- ին:

3) Վերցրեք պիեզո ազդանշանը: Միացրեք նրա դրական քորոցը Arduino- ի GPIO 10 կապին, իսկ բացականը ՝ GND- ին:

Եվ այս կերպ կատարվում են նախագծի կապերը: Այժմ միացրեք Arduino- ն ձեր համակարգչին և անցեք հաջորդ քայլերին:

Քայլ 4. Arduino UNO մոդուլի կոդավորումը

Այս քայլով մենք մտադիր ենք վերբեռնել կոդը մեր Arduino UNO- ում `մոտակա ցանկացած խոչընդոտի հեռավորությունը չափելու համար, և ըստ այդ հեռավորության ձայնի ձայնը կարող է հնչել և լուսավորել LED- ները: Մենք կարող ենք նաև տեսնել հեռավորության ընթերցումները Սերիական մոնիտորի վրա: Հետևվող քայլերն են.

1) Տեղափոխվեք նախագծի GitHub պահոց այստեղից:

2) Github պահոցում կտեսնեք «sketch_sep03a.ino» անունով ֆայլ: Սա նախագծի ծածկագիրն է: Բացեք այդ ֆայլը և պատճենեք դրանում գրված կոդը:

3) Բացեք Arduino IDE- ն և ընտրեք ճիշտ տախտակը և COM պորտը:

4) Տեղադրեք կոդը ձեր Arduino IDE- ում և վերբեռնեք Arduino UNO- ի տախտակին:

Եվ այս կերպ կատարվում է նաև այս նախագծի կոդավորման մասը:

Քայլ 5: Timeամանակն է խաղալ

Կոդը վերբեռնելուն պես կարող եք բացել Սերիայի մոնիտորը ՝ ուլտրաձայնային տվիչի մոդուլից հեռավորության ընթերցումները տեսնելու համար, ընթերցումները անընդհատ թարմացվում են ֆիքսված ընդմիջումից հետո: Դուք կարող եք ինչ -որ խոչընդոտ դնել Ուլտրաձայնային մոդուլի առջև և դիտել այնտեղ ցուցադրված ընթերցման փոփոխությունը: Բացի սերիական մոնիտորի վրա ցուցադրվող ընթերցումներից, ազդանշանին միացված LED- ները և ազդանշանը նույնպես տարբեր միջակայքերում խոչընդոտ են նշելու հետևյալ կերպ.

1) Եթե մոտակա խոչընդոտի հեռավորությունը 50 սմ -ից ավելի է. Բոլոր LED- ները կլինեն OFF վիճակում, և ազդանշանը նույնպես չի զանգի:

2) Եթե մոտակա խոչընդոտի հեռավորությունը 50 սմ -ից փոքր կամ հավասար է, բայց 25 սմ -ից ավելի է: Այնուհետև առաջին LED- ը կլուսավորվի, և ազդանշանը կստեղծի բիփ ձայն ՝ 250 ms ուշացումով:

3) Եթե մոտակա խոչընդոտի հեռավորությունը 25 սմ -ից փոքր կամ հավասար է, բայց 10 սմ -ից ավելի է: Այնուհետև առաջին և երկրորդ լուսադիոդային լույսերը կլուսավորվեն, և ազդանշանը կստեղծի ազդանշանային ձայն ՝ 50 ms ուշացումով:

4) Իսկ եթե մոտակա խոչընդոտի հեռավորությունը 10 սմ -ից փոքր է: Հետո բոլոր երեք LED- ները կլուսավորվեն, և ազդանշանը անընդհատ ձայն կտա:

Այս կերպ այս նախագիծը կզգա հեռավորությունը և կտա տարբեր ցուցումներ `համաձայն հեռավորության տիրույթի:

Հուսով եմ, որ ձեզ դուր եկավ ձեռնարկը: