Liitäntä ultraäänihavaintoyksikkö HC-SR04 ja Arduino: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Hei, mitä kuuluu, kaverit! Akarsh täällä CETechistä.

Tämä projektini on hieman yksinkertaisemmalla puolella, mutta yhtä hauska kuin muut projektit. Tässä projektissa aiomme liittää HC-SR04-ultraääni-etäisyysanturimoduulin. Tämä moduuli toimii tuottamalla ultraääni -aaltoja, jotka ovat ihmisten kuuluvuusalueen ulkopuolella, ja laskettu etäisyys lähetetyn ja vastaanotetun aallon välillä lasketaan.

Tässä aiomme liittää tämän anturin Arduinon kanssa ja yritämme jäljitellä pysäköintiavustinjärjestelmää, joka etäisyyden mukaan takana olevasta esteestä tuottaa erilaisia ääniä ja syttyy myös erilaisia LED -valoja etäisyyden mukaan.

Joten siirrymme nyt hauskaan osaan.

Vaihe 1: Hanki piirilevyjä projekteillesi

Sinun täytyy tarkistaa PCBWAY, jos haluat tilata piirilevyjä verkosta halvalla!

Saat 10 laadukasta piirilevyä, jotka valmistetaan ja toimitetaan kotiovellesi halvalla. Saat myös alennuksen ensimmäisestä tilauksestasi. Lataa Gerber -tiedostosi PCBWAY: lle, jotta ne valmistetaan laadukkaasti ja nopeasti. Tutustu heidän online -Gerber -katselutoimintoonsa. Palkintopisteillä voit saada ilmaista tavaraa lahjakaupasta.

Vaihe 2: Tietoja HC-SR04-ultraäänihajontayksiköstä

Ultraäänianturi (tai -anturi) toimii samoilla periaatteilla kuin tutkajärjestelmä. Ultraäänianturi voi muuntaa sähköenergian akustisiksi aaltoiksi ja päinvastoin. Akustinen aaltosignaali on ultraääniaalto, joka kulkee yli 18 kHz: n taajuudella. Kuuluisa HC SR04 -ääni -anturi tuottaa ultraääniaaltoja 40 kHz: n taajuudella. Tässä moduulissa on 4 nastaa, jotka ovat Echo, Trigger, Vcc ja GND

Tyypillisesti mikro -ohjainta käytetään kommunikointiin ultraäänianturin kanssa. Aloittaakseen etäisyyden mittaamisen mikrokontrolleri lähettää liipaisusignaalin ultraäänianturille. Tämän laukaisusignaalin toimintajakso on 10µS HC-SR04-ultraäänianturille. Kun ultraäänianturi laukaisee, se tuottaa kahdeksan akustista (ultraääni) aaltovirtausta ja käynnistää aikalaskurin. Heti kun heijastunut (kaiku) signaali vastaanotetaan, ajastin pysähtyy. Ultraäänianturin lähtö on korkea pulssi, jonka kesto on sama kuin lähetettyjen ultraäänipurskeiden ja vastaanotetun kaikusignaalin aikaero.

Mikro -ohjain tulkitsee aikasignaalin etäisyydeksi käyttämällä seuraavaa toimintoa:

Etäisyys (cm) = Echo Pulse Width (mikrosekuntia)/58

Teoreettisesti etäisyys voidaan laskea TRD (aika/nopeus/etäisyys) -kaavalla. Koska laskettu etäisyys on ultraääni-anturista kohteeseen ja takaisin kaikuanturiin kuljettu matka, se on kaksisuuntainen matka. Jakamalla tämä etäisyys 2: lla voit määrittää todellisen etäisyyden anturista kohteeseen. Ultraääniaallot kulkevat äänen nopeudella (343 m/s 20 ° C: ssa). Objektin ja anturin välinen etäisyys on puolet ääniaallon kulkemasta etäisyydestä ja se voidaan laskea alla olevan toiminnon avulla:

Etäisyys (cm) = (aika x äänen nopeus)/2

Vaihe 3: Liitäntöjen tekeminen

Tässä vaiheessa tarvittavat materiaalit ovat - Arduino UNO, HC -SR04 Ultraääni -etäisyysanturimoduuli, LEDit, pietsosummeri, hyppyjohdot

Liitännät on tehtävä seuraavissa vaiheissa:

1) Liitä anturin kaiunappi Arduinon GPIO -nastaan 11, anturin liipaisintappi anturiin Arduino UNO: n GPIO -nastaan 12 ja anturin Vcc- ja GND -nastat Arduinon 5 V: n ja GND: n kanssa.

2) Ota 3 LEDiä ja yhdistä LEDien katodit (yleensä pidempi jalka) Arduinon GPIO -nastoihin 9, 8 ja 7. Liitä näiden LEDien anodi (yleensä lyhyempi jalka) GND: hen.

3) Ota pietsosummeri. Liitä sen positiivinen nasta Arduinon GPIO -nastaan 10 ja negatiivinen nasta GND: hen.

Ja tällä tavalla projektin yhteydet tehdään. Liitä nyt Arduino tietokoneeseen ja siirry seuraaviin vaiheisiin.

Vaihe 4: Arduino UNO -moduulin koodaus

Tässä vaiheessa lähetämme koodin Arduino UNO -laitteeseemme mitataksesi lähellä olevien esteiden etäisyyden ja sen mukaan äänimerkillä summeri ja syttyvät LED -valot. Näemme myös etäisyyslukemat sarjamonitorista. Seuraavat vaiheet ovat:

1) Siirry täältä projektin GitHub -arkistoon.

2) Github -arkistossa näet tiedoston nimeltä "sketch_sep03a.ino". Tämä on projektin koodi. Avaa tiedosto ja kopioi siihen kirjoitettu koodi.

3) Avaa Arduino IDE ja valitse oikea kortti ja COM -portti.

4) Liitä koodi Arduino IDE -laitteeseesi ja lataa se Arduino UNO -levylle.

Ja tällä tavalla myös projektin koodausosa suoritetaan.

Vaihe 5: Aika pelata

Heti kun koodi on ladattu, voit avata sarjamonitorin nähdäksesi ultraääni -anturimoduulin etäisyyslukemat, lukemat päivittyvät jatkuvasti tietyn ajan kuluttua. Voit asettaa jonkin esteen ultraäänimoduulin eteen ja tarkkailla siellä näytetyn lukeman muutosta. Sarjamonitorissa näkyvien lukemien lisäksi summeriin liitetyt merkkivalot ja summeri osoittavat myös esteen eri alueilla seuraavasti:

1) Jos lähimmän esteen etäisyys on yli 50 cm. Kaikki LEDit olisivat OFF -tilassa, eikä summeri myöskään soi.

2) Jos lähimmän esteen etäisyys on pienempi tai yhtä suuri kuin 50 cm mutta suurempi kuin 25 cm. Sitten ensimmäinen LED -valo syttyy ja summeri antaa äänimerkin 250 ms viiveellä.

3) Jos lähimmän esteen etäisyys on pienempi tai yhtä suuri kuin 25 cm mutta suurempi kuin 10 cm. Sitten ensimmäinen ja toinen LED -valo syttyvät ja summeri antaa äänimerkin 50 ms viiveellä.

4) Ja jos lähimmän esteen etäisyys on alle 10 cm. Sitten kaikki kolme merkkivaloa syttyvät ja summeri antaa jatkuvan äänen.

Tällä tavalla tämä projekti tunnistaa etäisyyden ja antaa erilaisia indikaatioita etäisyysalueen mukaan.

Toivottavasti pidit opetusohjelmasta.