HC-SR04 ультрадыбыстық диапазонды модулі Arduino көмегімен: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Эй, не болды, жігіттер! Акарш мұнда CETech -тен.

Менің бұл жобам біршама қарапайым, бірақ басқа жобалар сияқты қызықты. Бұл жобада біз HC-SR04 ультрадыбыстық қашықтық датчигінің модулін қосамыз. Бұл модуль адамдардың естілетін диапазонынан тыс ультрадыбыстық дыбыс толқындарын генерациялау арқылы жұмыс істейді және генерацияланған толқынның берілуі мен қабылдануы арасындағы кідіріс қашықтықты есептейді.

Міне, біз бұл сенсорды Arduino -мен байланыстыратын боламыз және артқы кедергінің қашықтығына қарай әр түрлі дыбыстар шығаратын, сонымен қатар қашықтыққа сәйкес әр түрлі жарықдиодты шамдарды қосатын тұрақ көмекшісінің жүйесін имитациялауға тырысамыз.

Ендеше, енді көңілді бөлікке көшейік.

1 -қадам: Сіздің жобаларыңыз үшін ПХД алыңыз

ПХД -ны желіде арзанға тапсырыс беру үшін PCBWAY -ді тексеру керек!

Сіз өзіңіздің есігіңізге дейін арзанға жеткізілетін 10 сапалы ПХД аласыз. Сіз сондай -ақ бірінші тапсырыс бойынша жеткізілімге жеңілдік аласыз. Gerber файлдарын PCBWAY -ге жүктеп, оларды сапалы және тез өңдеу уақытында жасау үшін. Олардың онлайн Gerber қарау құралы функциясын қараңыз. Сыйлық ұпайларымен сіз олардың сыйлық дүкенінен ақысыз заттарды ала аласыз.

2-қадам: HC-SR04 ультрадыбыстық диапазон модулі туралы

Ультрадыбыстық сенсор (немесе түрлендіргіш) радиолокациялық жүйе сияқты жұмыс істейді. Ультрадыбыстық сенсор электр энергиясын акустикалық толқынға айналдыра алады және керісінше. Акустикалық толқын сигналы - 18 кГц жоғары жиілікте жүретін ультрадыбыстық толқын. Әйгілі HC SR04 ультрадыбыстық сенсоры 40 кГц жиілікте ультрадыбыстық толқындар шығарады. Бұл модульде Echo, Trigger, Vcc және GND болып табылатын 4 түйреуіш бар

Әдетте микроконтроллер ультрадыбыстық сенсормен байланыс үшін қолданылады. Қашықтықты өлшеуді бастау үшін микроконтроллер ультрадыбыстық сенсорға триггер сигналын жібереді. Бұл триггер сигналының жұмыс циклы HC-SR04 ультрадыбыстық сенсоры үшін 10µS құрайды. Іске қосылған кезде ультрадыбыстық сенсор сегіз акустикалық (ультрадыбыстық) толқынның жарылуын тудырады және уақыт есептегішін қосады. Шағылған (жаңғырық) сигналды алған бойда таймер тоқтайды. Ультрадыбыстық сенсордың шығысы - берілген ультрадыбыстық жарылыстар мен қабылданған жаңғырық сигналы арасындағы уақыт айырмашылығымен бірдей ұзақтығы бар жоғары импульс.

Микроконтроллер келесі сигналдың көмегімен уақыт сигналын қашықтыққа түсіндіреді:

Қашықтық (см) = Эхо импульстік ені (микросекундтар)/58

Теориялық тұрғыда қашықтықты TRD (уақыт/жылдамдық/қашықтық) өлшеу формуласы арқылы есептеуге болады. Есептелген қашықтық-бұл ультрадыбыстық түрлендіргіштен объектке дейін және қайта түрлендіргішке дейінгі арақашықтық-бұл екі жақты сапар. Бұл қашықтықты 2 -ге бөлу арқылы түрлендіргіштен объектіге дейінгі нақты қашықтықты анықтауға болады. Ультрадыбыстық толқындар дыбыс жылдамдығымен таралады (20 ° С -та 343 м/с). Нысан мен сенсор арасындағы қашықтық дыбыс толқыны арқылы өтетін қашықтықтың жартысына тең және оны келесі функция арқылы есептеуге болады:

Қашықтық (см) = (алынған уақыт x дыбыс жылдамдығы)/2

3 -қадам: Қосылымдарды жасау

Бұл қадам үшін қажет материалдар - Arduino UNO, HC -SR04 ультрадыбыстық қашықтық сенсорының модулі, жарық диодты шамдар, пьезо дыбысы, өтпелі кабельдер

Қосылымдар келесі қадамдармен орындалуы керек:

1) Датчиктің жаңғырық түйреуішін Arduino GPIO PIN 11 -ге, сенсордың триггерлік түйрегішін сенсорға Arduino UNO -ның GPIO 12 -түйініне және сенсордың Vcc және GND түйреуіштерін Arduino -ның 5V және GND -ге жалғаңыз.

2) 3 жарықдиодты алыңыз және светодиодтардың катодтарын (әдетте ұзын аяғы) сәйкесінше Arduino GPIO түйреуіштеріне 9, 8 және 7 жалғаңыз. Осы светодиодтардың анодын (әдетте қысқа аяғы) GND -ге қосыңыз.

3) Пьезо сигналын алыңыз. Оның оң түйреуішін Arduino GPIO 10 түйреуішіне және теріс түйреуішті GND -ге қосыңыз.

Және осылайша жобаның байланыстары жасалады. Енді Arduino -ны компьютерге қосыңыз және келесі қадамдарға өтіңіз.

4 -қадам: Arduino UNO модулін кодтау

Бұл қадамда біз кез келген кедергінің қашықтығын өлшеу үшін Arduino UNO кодын жүктейміз және сол қашықтыққа сәйкес дыбыстық сигнал естіледі және жарық диодты жарықтандырады. Біз қашықтағы көрсеткіштерді сериялық монитордан да көре аламыз. Келесі қадамдарды орындау қажет:

1) Осы жерден жобаның GitHub репозиторийіне өтіңіз.

2) Github репозиторийінде сіз «sketch_sep03a.ino» атты файлды көресіз. Бұл жобаның коды. Файлды ашып, оған жазылған кодты көшіріңіз.

3) Arduino IDE ашыңыз және дұрыс тақта мен COM портын таңдаңыз.

4) Arduino IDE -ге кодты қойыңыз және оны Arduino UNO тақтасына жүктеңіз.

Осылайша, бұл жобаның кодтау бөлігі де орындалады.

5 -қадам: Ойнауға уақыт

Код жүктелгеннен кейін сіз ультрадыбыстық сенсор модулінен қашықтықты оқуды көру үшін сериялық мониторды аша аласыз, көрсеткіштер белгілі бір уақыттан кейін жаңартылып отырады. Сіз ультрадыбыстық модульдің алдына қандай да бір кедергі қойып, онда көрсетілген көрсеткіштің өзгеруін бақылай аласыз. Сериялық мониторда көрсетілген көрсеткіштерден басқа, дыбыстық сигналға қосылған жарық диодтары мен дыбыстық сигнал әр түрлі диапазондағы кедергілерді көрсетеді:

1) Егер жақын кедергінің қашықтығы 50 см -ден асса. Барлық светодиодтар ӨШІРУЛІ күйде болады және дыбыстық сигнал шықпайды.

2) Егер жақын кедергінің ара қашықтығы 50 см -ден аз немесе оған тең, бірақ 25 см -ден үлкен болса. Содан кейін бірінші жарық диоды жанады және 250 мс кідіріспен дыбыстық сигнал береді.

3) Егер жақын кедергінің ара қашықтығы 25 см -ден аз немесе оған тең, бірақ 10 см -ден үлкен болса. Содан кейін бірінші және екінші жарық диоды жанады және 50 мс кідіріспен дыбыстық сигнал шығарады.

4) Ал егер жақын кедергінің қашықтығы 10 см -ден аз болса. Содан кейін барлық үш светодиоды жанады және дыбыстық сигнал үздіксіз шығады.

Осылайша, бұл жоба қашықтықты сезінеді және қашықтық диапазонына сәйкес әр түрлі көрсеткіштер береді.

Оқулық сізге ұнады деп үміттенемін.