Interfacing Ultrasonic Ranging Module HC-SR04 Sa Arduino: 5 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Hoy, ano na, Guys! Akarsh dito mula sa CETech.

Ang proyekto ko na ito ay medyo sa mas simpleng bahagi ngunit nakakatuwa tulad ng iba pang mga proyekto. Sa proyektong ito, makikipag-ugnay kami sa isang module ng sensor ng distansya ng HC-SR04 Ultrasonic. Gumagana ang modyul na ito sa pamamagitan ng pagbuo ng mga ultrasonic sound wave na wala sa naririnig na saklaw ng mga tao at mula sa pagkaantala sa pagitan ng paghahatid at pagtanggap ng nabuong alon na kinakalkula ang distansya.

Dito ay i-interface namin ang sensor na ito kasama ang Arduino at susubukan naming gayahin ang isang sistema ng katulong sa paradahan na ayon sa distansya mula sa balakid sa likod ay bumubuo ng iba't ibang mga tunog at nag-iilaw din ng iba't ibang mga LED ayon sa distansya.

Kaya't punta tayo sa masayang bahagi ngayon.

Hakbang 1: Kumuha ng Mga PCB para sa Iyong Mga Proyekto na Pinagawa

Dapat mong suriin ang PCBWAY para sa pag-order ng mga PCB online para sa murang!

Makakakuha ka ng 10 mahusay na kalidad na mga PCB na gawa at naipadala sa iyong pintuan para sa murang. Makakakuha ka rin ng isang diskwento sa pagpapadala sa iyong unang order. I-upload ang iyong mga Gerber file papunta sa PCBWAY upang makagawa ang mga ito ng mahusay na kalidad at mabilis na oras ng pag-ikot. Suriin ang kanilang online Gerber viewer function. Sa mga puntos ng gantimpala, maaari kang makakuha ng mga libreng bagay mula sa kanilang tindahan ng regalo.

Hakbang 2: Tungkol sa HC-SR04 Ultrasonic Ranging Module

Gumagana ang ultrasonic sensor (o transducer) sa parehong mga prinsipyo bilang isang radar system. Maaaring baguhin ng isang ultrasonic sensor ang elektrikal na enerhiya sa mga alon ng tunog at kabaliktaran. Ang senyas ng alon ng tunog ay isang ultrasonikong alon na naglalakbay sa dalas sa itaas ng 18kHz. Ang bantog na HC SR04 ultrasonic sensor ay bumubuo ng mga ultrasonic alon sa 40kHz dalas. Ang module na ito ay may 4 na pin na kung saan ay ang Echo, Trigger, Vcc, at GND

Karaniwan, ang isang microcontroller ay ginagamit para sa komunikasyon sa isang ultrasonic sensor. Upang simulang sukatin ang distansya, ang microcontroller ay nagpapadala ng isang signal ng gatilyo sa ultrasonik sensor. Ang cycle ng tungkulin ng signal na ito ng pag-trigger ay 10µS para sa HC-SR04 ultrasonic sensor. Kapag na-trigger, ang ultrasonic sensor ay bumubuo ng walong acoustic (ultrasonic) na pagsabog ng alon at nagsisimula ng isang counter ng oras. Kaagad na natanggap ang sumasalamin (echo) signal, humihinto ang timer. Ang output ng ultrasonic sensor ay isang mataas na pulso na may parehong tagal ng pagkakaiba ng oras sa pagitan ng naihatid na mga ultrason burst at ang natanggap na signal ng echo.

Ang microcontroller ay binibigyang kahulugan ang signal ng oras sa distansya gamit ang sumusunod na pagpapaandar:

Distansya (cm) = Echo Pulse Width (microseconds) / 58

Sa teoretikal, ang kalayuan ay maaaring kalkulahin gamit ang TRD (oras / rate / distansya) na pormula sa pagsukat. Dahil ang kinakalkula na distansya ay ang distansya na naglakbay mula sa ultrasonic transducer sa object-at pabalik sa transducer-ito ay isang dalawang-way na biyahe. Sa pamamagitan ng paghati sa distansya na ito ng 2, maaari mong matukoy ang aktwal na distansya mula sa transducer sa bagay. Ang mga alon ng ultrasonic ay naglalakbay sa bilis ng tunog (343 m / s sa 20 ° C). Ang distansya sa pagitan ng bagay at ng sensor ay kalahati ng distansya na nilakbay ng sound wave at maaari itong kalkulahin gamit ang pagpapaandar sa ibaba:

Distansya (cm) = (oras na ginugol x bilis ng tunog) / 2

Hakbang 3: Paggawa ng Mga Koneksyon

Para sa hakbang na ito, Kinakailangan ang Mga Materyales ay - Arduino UNO, module ng sensor ng distansya ng HC-SR04 Ultrasonic, LEDs, Piezo Buzzer, Jumper cables

Ang mga Koneksyon ay dapat gawin sa mga sumusunod na hakbang:

1) Ikonekta ang Echo Pin ng Sensor sa GPIO Pin 11 ng Arduino, Trigger Pin ng Sensor sa Sensor sa GPIO Pin 12 ng Arduino UNO at Vcc at GND Pins ng Sensor sa 5V at GND ng Arduino.

2) Kumuha ng 3 LEDs at ikonekta ang mga cathode (sa pangkalahatan ang mas mahabang paa) ng mga LED sa Arduino's GPIO pin 9, 8 at 7 ayon sa pagkakabanggit. Ikonekta ang anode (sa pangkalahatan ang mas maikling paa) ng mga LED na ito sa GND.

3) Kunin ang piezo buzzer. Ikonekta ang positibong pin nito sa GPIO pin 10 ng Arduino at ang negatibong pin sa GND.

At sa ganitong paraan, tapos na ang mga koneksyon ng proyekto. Ngayon ikonekta ang Arduino sa iyong PC at magpatuloy sa mga susunod na hakbang.

Hakbang 4: Pag-coding ng Arduino UNO Module

Sa hakbang na ito, i-a-upload namin ang code sa aming Arduino UNO upang masukat ang distansya ng anumang kalapit na balakid at ayon sa distansya na iyon tunog ng buzzer at sindihan ang mga LED. Maaari rin nating makita ang mga pagbasa sa distansya sa Serial Monitor. Ang mga sinusunod na hakbang ay:

1) Lumipat sa GitHub repository ng proyekto mula dito.

2) Sa repository ng Github, Makakakita ka ng isang file na pinangalanang "sketch_sep03a.ino". Ito ang code para sa proyekto. Buksan ang file na iyon at kopyahin ang code na nakasulat dito.

3) Buksan ang Arduino IDE at piliin ang tamang board at COM port.

4) I-paste ang code sa iyong Arduino IDE at i-upload ito sa Arduino UNO board.

At sa ganitong paraan, tapos na rin ang bahagi ng pag-coding para sa proyektong ito.

Hakbang 5: Oras upang Maglaro !

Sa sandaling na-upload ang code maaari mong buksan ang Serial monitor upang makita ang mga pagbabasa ng distansya mula sa module ng Ultrasonic Sensor na patuloy na ina-update ang mga pagbasa pagkatapos ng isang nakapirming agwat. Maaari kang maglagay ng ilang balakid sa harap ng module ng Ultrasonic at obserbahan ang pagbabago sa pagbabasa na ipinakita doon. Bukod sa mga pagbabasa na ipinakita sa Serial monitor, ang mga LED at buzzer na nakakonekta sa buzzer ay magpapahiwatig din ng isang balakid sa iba't ibang mga saklaw tulad ng sumusunod:

1) Kung ang distansya ng pinakamalapit na balakid ay higit sa 50 cm. Ang lahat ng mga LED ay nasa estado ng OFF at ang buzzer ay hindi rin magri-ring.

2) Kung ang distansya ng pinakamalapit na balakid ay mas mababa sa o katumbas ng 50 cm ngunit mas malaki sa 25 cm. Pagkatapos ang unang LED ay sindihan at ang buzzer ay lilikha ng isang tunog ng beep na may pagkaantala ng 250 ms.

3) Kung ang distansya ng pinakamalapit na balakid ay mas mababa sa o katumbas ng 25 cm ngunit mas malaki sa 10 cm. Pagkatapos ang una at Pangalawang LED ay sindihan at ang buzzer ay lilikha ng isang tunog ng beep na may pagkaantala ng 50 ms.

4) At kung ang distansya ng pinakamalapit na balakid ay mas mababa sa 10 cm. Pagkatapos ang lahat ng tatlong LEDs ay sindihan at ang buzzer ay gagawa ng isang tuluy-tuloy na tunog.

Sa ganitong paraan, madarama ng proyektong ito ang distansya at magbibigay ng iba't ibang mga indikasyon ayon sa saklaw ng distansya.

Sana nagustuhan mo ang tutorial.