מודול טווח אולטרסאונד ממשק HC-SR04 עם Arduino: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

היי, מה קורה חבר'ה! אקרש כאן מ- CETech.

הפרויקט הזה שלי קצת בצד הפשוט אבל מהנה כמו הפרויקטים האחרים. בפרויקט זה, אנו הולכים לממשק מודול חיישן מרחק אולטראסוני HC-SR04. מודול זה פועל על ידי יצירת גלי קול אולטראסוניים הנמצאים מחוץ לטווח האנושי של בני אדם ומהעיכוב בין השידור לקליטת הגל שנוצר המרחק מחושב.

כאן אנו הולכים לממשק את החיישן הזה עם Arduino וננסה לחקות מערכת עזר חניה שעל פי המרחק מהמכשול שמאחוריו מפיקה צלילים שונים וגם מדליקה נוריות LED שונות בהתאם למרחק.

אז בואו נגיע לחלק המהנה עכשיו.

שלב 1: קבל PCB עבור הפרויקטים המיוצרים שלך

עליך לבדוק את PCBWAY להזמנת PCB באינטרנט בזול!

אתה מקבל 10 PCBs באיכות טובה המיוצרים ונשלחים עד לפתח הבית שלך בזול. בנוסף, תקבל הנחה על המשלוח בהזמנה הראשונה שלך. העלה את קבצי Gerber שלך ל- PCBWAY כדי לייצר אותם באיכות טובה וזמן אספקה מהיר. בדוק את פונקציית הצפייה המקוונת של Gerber. עם נקודות תגמול, אתה יכול לקבל דברים בחינם מחנות המתנות שלהם.

שלב 2: אודות מודול טווח אולטרסאונד HC-SR04

החיישן (או המתמר) הקולי פועל על אותם עקרונות כמו מערכת מכ ם. חיישן קולי יכול להמיר אנרגיה חשמלית לגלים אקוסטיים ולהיפך. אות הגל האקוסטי הוא גל אולטרסוני הנוסע בתדר גבוה מ -18 קילוהרץ. החיישן המפורסם HC SR04 מייצר גלי אולטרסאונד בתדר 40kHz. מודול זה כולל 4 פינים שהם הד, טריגר, Vcc ו- GND

בדרך כלל, מיקרו -בקר משמש לתקשורת עם חיישן קולי. כדי להתחיל למדוד את המרחק, המיקרו -בקר שולח אות טריגר לחיישן הקולי. מחזור ההפעלה של אות ההדק הזה הוא 10µS לחיישן האולטראסוני HC-SR04. כשהוא מופעל, החיישן האולטרסוני יוצר שמונה פרצי גל אקוסטיים (קולי) ויוזם מונה זמן. ברגע שמתקבל האות המוחזר (הד) הטיימר מפסיק. תפוקת החיישן האולטראסוני היא דופק גבוה בעל משך זהה להפרש הזמן בין התפרצויות אולטרסאונד המועברות לבין אות ההד המתקבל.

המיקרו -בקר מפרש את אות הזמן למרחק באמצעות הפונקציה הבאה:

מרחק (ס מ) = רוחב הד הדופק (מיקרו שניות)/58

תיאורטית, ניתן לחשב את המרחק באמצעות נוסחת המדידה TRD (זמן/קצב/מרחק). מכיוון שהמרחק המחושב הוא המרחק שנעשה מהמתמר הקולי לאובייקט-וחזרה למתמר-זהו נסיעה דו כיוונית. על ידי חלוקת המרחק הזה ב -2, תוכל לקבוע את המרחק בפועל מהמתמר לאובייקט. גלי אולטרסאונד נעים במהירות הקול (343 מ '/ש' ב -20 מעלות צלזיוס). המרחק בין האובייקט לחיישן הוא חצי מהמרחק שעבר גל הקול וניתן לחשב אותו באמצעות הפונקציה שלהלן:

מרחק (ס מ) = (זמן שנלקח x מהירות הקול)/2

שלב 3: ביצוע החיבורים

עבור שלב זה, החומרים הנדרשים הם - Arduino UNO, מודול חיישן מרחק אולטרסאונד HC -SR04, נוריות LED, זמזם פיאז'ו, כבלי מגשר

החיבורים צריכים להתבצע בשלבים הבאים:

1) חבר את סיכת ההד של החיישן לפין GPIO 11 של הארדואינו, פין ההדק של החיישן לחיישן לפין GPIO 12 של סיכות ה- Arduino UNO ו- Vcc ו- GND של החיישן ל- 5V ו- GND של הארדואינו.

2) קח 3 נוריות וחבר את הקתודות (בדרך כלל הרגל הארוכה יותר) של הלדים לסיכות GPIO 9, 8 ו -7 של Arduino בהתאמה. חבר את האנודה (בדרך כלל הרגל הקצרה יותר) של נוריות אלה ל- GND.

3) קח את זמזם הפיצו. חבר את הסיכה החיובית שלו לסיכה GPIO 10 של הארדואינו ואת הסיכה השלילית ל- GND.

ובדרך זו, החיבורים של הפרויקט נעשים. כעת חבר את ה- Arduino למחשב האישי שלך והמשך לשלב הבא.

שלב 4: קידוד מודול UNO Arduino

בשלב זה, אנו הולכים להעלות את הקוד ב- UNO Arduino שלנו כדי למדוד את המרחק של כל מכשול סמוך ועל פי המרחק הזה להשמיע את הבאזר ולהדליק את נוריות הלדים. אנו יכולים גם לראות את קריאות המרחק במסך הטורי. השלבים שיש לבצע הם:

1) עבור מכאן למאגר GitHub של הפרויקט.

2) במאגר Github תראה קובץ בשם "sketch_sep03a.ino". זהו הקוד לפרויקט. פתח את הקובץ והעתק את הקוד הכתוב בו.

3) פתח את Arduino IDE ובחר את הלוח הנכון ויציאת COM.

4) הדבק את הקוד ב- Arduino IDE שלך והעלה אותו ללוח UNO של Arduino.

ובצורה זו, גם חלק הקידוד לפרויקט זה נעשה.

שלב 5: זמן משחק

ברגע שהקוד עולה, אתה יכול לפתוח את הצג הטורי כדי לראות את קריאות המרחק ממודול החיישן האולטרא סאונד, הקריאות ממשיכות להתעדכן לאחר מרווח קבוע. אתה יכול לשים מכשול כלשהו מול המודול האולטראסוני ולצפות בשינוי הקריאה המוצגת שם. מלבד הקריאות המוצגות על הצג הסדרתי, נוריות ה- LED והזמזם המחובר לזמזם יצביעו גם על מכשול בטווחים שונים כדלקמן:

1) אם המרחק של המכשול הקרוב הוא יותר מ -50 ס מ. כל הנורות יהיו במצב כבוי והזמזם גם לא יצלצל.

2) אם המרחק של המכשול הקרוב הוא פחות או שווה ל 50 ס"מ אך גדול מ 25 ס"מ. אז הנורית הראשונה תדלק והזמזם ייצור צפצוף עם עיכוב של 250 אלפיות השנייה.

3) אם המרחק של המכשול הקרוב הוא קטן או שווה ל -25 ס"מ אך גדול מ -10 ס"מ. אז הנורית הראשונה והשנייה יידלקו והזמזם ייצור צפצוף עם עיכוב של 50 אלפיות השנייה.

4) ואם מרחק המכשול הקרוב ביותר הוא פחות מ -10 ס מ. אז כל שלושת הלדים ידלקו והזמזם ישמיע צליל רציף.

באופן זה, פרויקט זה יחוש את המרחק וייתן אינדיקציות שונות בהתאם לטווח המרחק.

מקווה שאהבת את ההדרכה.