Gränssnitt för ultraljudsmodul HC-SR04 med Arduino: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Hej, vad händer, killar! Akarsh här från CETech.

Det här projektet är lite på den enklare sidan men lika roligt som de andra projekten. I detta projekt ska vi koppla in en HC-SR04 ultraljudsavståndssensormodul. Denna modul fungerar genom att generera ultraljuds ljudvågor som ligger utanför människors hörbara intervall och från fördröjningen mellan överföring och mottagning av den genererade vågen beräknas avståndet.

Här ska vi koppla denna sensor till Arduino och kommer att försöka efterlikna ett parkeringsassistentsystem som enligt avståndet från hindret bakom genererar olika ljud och även tänder olika lysdioder beroende på avståndet.

Så låt oss komma till den roliga delen nu.

Steg 1: Skaffa PCB för dina tillverkade projekt

Du måste kolla in PCBWAY för att beställa PCB online billigt!

Du får 10 kretskort av god kvalitet tillverkade och levererade till din dörr för en billig kostnad. Du får också rabatt på frakten på din första beställning. Ladda upp dina Gerber -filer till PCBWAY för att få dem tillverkade med bra kvalitet och snabb handläggningstid. Kolla in deras online Gerber viewer -funktion. Med belöningspoäng kan du få gratis saker från deras presentbutik.

Steg 2: Om HC-SR04 Ultrasonic Ranging Module

Ultraljudssensorn (eller givaren) fungerar på samma principer som ett radarsystem. En ultraljudssensor kan omvandla elektrisk energi till akustiska vågor och vice versa. Den akustiska vågsignalen är en ultraljudsvåg som färdas med en frekvens över 18 kHz. Den berömda ultraljudssensorn HC SR04 genererar ultraljudsvågor vid 40 kHz frekvens. Denna modul har 4 stift som är Echo, Trigger, Vcc och GND

Normalt används en mikrokontroller för kommunikation med en ultraljudssensor. För att börja mäta avståndet skickar mikrokontrollern en triggersignal till ultraljudssensorn. Driftcykeln för denna triggersignal är 10µS för ultraljudssensorn HC-SR04. När den utlöses genererar ultraljudssensorn åtta akustiska (ultraljuds) vågspridningar och initierar en tidräknare. Så snart den reflekterade (eko) signalen tas emot, stannar timern. Ultraljudssensorns utsignal är en hög puls med samma varaktighet som tidsskillnaden mellan överförda ultraljudsutbrott och den mottagna ekosignalen.

Mikrokontrollern tolkar tidssignalen till avstånd med följande funktion:

Avstånd (cm) = Ekopulsbredd (mikrosekunder)/58

Teoretiskt kan avståndet beräknas med hjälp av TRD (tid/takt/avstånd) mätformel. Eftersom det beräknade avståndet är avståndet från ultraljudsgivaren till objektet-och tillbaka till givaren-är det en tvåvägsresa. Genom att dividera detta avstånd med 2 kan du bestämma det faktiska avståndet från givaren till objektet. Ultraljudsvågor rör sig med ljudets hastighet (343 m/s vid 20 ° C). Avståndet mellan objektet och sensorn är hälften av avståndet som ljudvågan färdas och det kan beräknas med hjälp av nedanstående funktion:

Avstånd (cm) = (tid som tas x ljudets hastighet)/2

Steg 3: Anslutningar

För detta steg krävs material - Arduino UNO, HC -SR04 ultraljudsavståndsmodul, lysdioder, Piezo -summer, bygelkablar

Anslutningarna ska göras i följande steg:

1) Anslut sensorns ekostift till GPIO -stift 11 på Arduino, sensorns utlösarstift till sensorn till GPIO -stift 12 på Arduino UNO- och Vcc- och GND -stiften på sensorn till 5V och GND på Arduino.

2) Ta 3 lysdioder och anslut katoderna (vanligtvis det längre benet) på lysdioderna till Arduinos GPIO -stift 9, 8 respektive 7. Anslut anoden (vanligtvis det kortare benet) på dessa lysdioder till GND.

3) Ta piezo -summern. Anslut dess positiva stift till GPIO -stiftet 10 på Arduino och den negativa stiftet till GND.

Och på det här sättet görs anslutningarna till projektet. Anslut nu Arduino till din dator och gå vidare till nästa steg.

Steg 4: Kodning av Arduino UNO -modulen

I det här steget kommer vi att ladda upp koden i vår Arduino UNO för att mäta avståndet till ett hinder i närheten och enligt det avståndet låta summern och tända lysdioderna. Vi kan också se avståndsmätningarna på seriemonitorn. Steg som ska följas är:

1) Flytta till GitHub -förvaret för projektet härifrån.

2) På Github -förvaret ser du en fil med namnet "sketch_sep03a.ino". Detta är koden för projektet. Öppna filen och kopiera koden som är skriven i den.

3) Öppna Arduino IDE och välj rätt kort och COM -port.

4) Klistra in koden i din Arduino IDE och ladda upp den till Arduino UNO -kortet.

Och på detta sätt är kodningsdelen för detta projekt också klar.

Steg 5: Dags att spela !

Så snart koden laddas upp kan du öppna seriemonitorn för att se avståndsmätningarna från ultraljudssensormodulen, avläsningarna fortsätter att uppdateras efter ett fast intervall. Du kan lägga ett hinder framför ultraljudsmodulen och observera förändringen i avläsningen som visas där. Bortsett från avläsningarna som visas på seriemonitorn, kommer lysdioderna och summern som är anslutna till summern också att indikera ett hinder i olika intervall enligt följande:

1) Om avståndet till närmaste hinder är mer än 50 cm. Alla lysdioder skulle vara i AV -läge och summern ringer inte heller.

2) Om avståndet till närmaste hinder är mindre än eller lika med 50 cm men större än 25 cm. Då tänds den första lysdioden och summern ger ett pipljud med en fördröjning på 250 ms.

3) Om avståndet till närmaste hinder är mindre än eller lika med 25 cm men större än 10 cm. Då tänds den första och andra lysdioden och summern ger ett pipljud med en fördröjning på 50 ms.

4) Och om avståndet till närmaste hinder är mindre än 10 cm. Då tänds alla tre lysdioder och summern ger ett kontinuerligt ljud.

På detta sätt kommer detta projekt att känna av avståndet och ge olika indikationer beroende på avståndsintervallet.

Hoppas du gillade handledningen.