Tutorial ng Finder ng Saklaw ng Ultrasonic Sa Arduino & LCD: 5 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Maraming tao ang lumikha ng Mga Tagubilin sa kung paano gamitin ang Arduino Uno gamit ang isang Ultrasonic Sensor at, kung minsan, mayroon ding isang LCD screen. Palaging nalaman ko, gayunpaman, na ang iba pang mga itinuturo na ito ay madalas na lumaktaw sa mga hakbang na hindi halata sa mga nagsisimula. Bilang isang resulta, sinubukan kong lumikha ng isang tutorial na may kasamang bawat posibleng detalye upang ang iba pang mga nagsisimula ay, sana, ay matuto mula rito.

Gumamit muna ako ng isang Arduino UNO ngunit nalaman kong medyo malaki ito para sa hangarin. Sinuri ko pagkatapos ang Arduino Nano. Ang maliit na board na ito ay nag-aalok ng halos lahat ng ginagawa ng UNO, ngunit may isang mas maliit na footprint. Sa ilang pagmamaniobra, nakuha ko ito upang magkasya sa parehong pisara ng LCD, ang Ultrasonic Sensor at ang iba't ibang mga wire, resistor at potensyomiter.

Ang nagreresultang pagbuo ay ganap na gumagana at isang mahusay na hakbang sa paggawa ng isang mas permanenteng pag-set up. Napagpasyahan kong gawin ang aking unang Tagubilin upang idokumento ang prosesong ito at, sana, makatulong sa iba na nais na gawin ang parehong bagay. Kung saan posible, ipinahiwatig ko kung saan ko nakuha ang aking impormasyon at sinubukan ko ring maglagay ng mas maraming sumusuportang dokumentasyon sa sketch hangga't maaari upang payagan ang sinumang magbasa nito na maunawaan kung ano ang nangyayari.

Hakbang 1: Mga Bahaging Kakailanganin Mo

Mayroong lamang ng kaunting mga bahagi na kailangan mo at, sa kabutihang palad, ang mga ito ay napaka mura.

1 - Buong laki ng Breadboard (830 mga pin)

1 - Arduino Nano (na naka-install ang mga header ng pin sa magkabilang panig)

1 - HC-SRO4 Ultrasonic Sensor

1 - 16x2 LCD display (na may naka-install na isang solong header). TANDAAN: hindi mo kailangan ang mas mahal na bersyon ng I2C ng modyul na ito. Maaari kaming direktang gumana sa 16 pin na "pangunahing" yunit

1 - 10 K Potensyomiter

1 - Ballast Resistor para sa paggamit ng LED backlight para sa 16x2 (karaniwang 100 Ohm- 220 Ohm, natagpuan ko ang isang 48 Ohm risistor na pinakamahusay na nagtrabaho para sa akin)

1 -1K Ohm Load Limiting Resistor - para magamit sa HC-SR04

Ang mga wire ng Breadboard sa iba't ibang mga haba at kulay.

OPSYONAL - supply ng kuryente ng Breadboard - Isang module ng kuryente na direktang kumokonekta sa breadboard na nagpapahintulot sa iyo na maging mas portable sa halip na manatiling naka-tether sa isang PC, o pinapagana ang system sa pamamagitan ng Arduino Nano.

1 - PC / Laptop upang mai-program ang iyong Arduino Nano - Tandaan Maaaring kailanganin mo rin ang mga driver ng CH340 upang payagan ang iyong Windows PC na kumonekta nang tama sa Arduino Nano. Mag-download ng mga driver DITO

1 - Arduino Integrated Development Environment (IDE) - I-download ang IDE DITO

Hakbang 2: I-install ang IDE Pagkatapos ng mga CH340 Driver

Kung wala ka pang naka-install na mga driver ng IDE o CH340 mangyaring magpatuloy sa hakbang na ito

1) I-download ang IDE mula DITO.

2) Ang mga detalyadong tagubilin sa kung paano i-install ang IDE ay matatagpuan sa Arduino Web site DITO

3) I-download ang mga driver ng CH340 Serial mula DITO.

4) Ang mga detalyadong tagubilin sa kung paano i-install ang mga driver ay maaaring matagpuan DITO.

Napapanahon ngayon ang iyong kapaligiran sa software

Hakbang 3: Pagkakalagay ng Mga Bahagi

Kahit na ang isang buong sukat na breadboard ay may takdang puwang lamang dito, at dadalhin ng proyektong ito sa limitasyon.

1) Kung gumagamit ka ng isang supply ng kuryente ng breadboard, ilakip muna ito sa tamang pinakamaraming mga pin sa iyong breadboard

2) I-install ang Arduino Nano, kasama ang USB port na nakaharap sa kanan

3) I-install ang LCD display sa "tuktok" ng breadboard (Tingnan ang mga imahe)

4) I-install ang HC-SR04 at ang Potentiometer. Mag-iwan ng lugar para sa mga wire at resistors na kakailanganin nila.

5) Batay sa diagram ng Fritzing ikonekta ang lahat ng mga wires sa breadboard. Tandaan ang paglalagay ng 2 resistors sa board din. - Nagdagdag ako ng isang Fritzing FZZ file para ma-download mo, kung interesado ka.

6) Kung HINDI ka gumagamit ng isang supply ng kuryente ng Breadboard siguraduhing mayroon kang mga jumper na tumatakbo mula sa lupa at + linya ng V sa "ilalim" ng board na tumatakbo sa mga katugmang linya sa "tuktok" upang matiyak na ang lahat ay makakakuha ng lupa at pinapatakbo

Para sa pagsasaayos na ito sinubukan kong panatilihin ang mga pin mula sa LCD at ang mga pin sa Arduino nang magkakasunod upang gawing simple ang mga bagay hangga't maaari (Ang D7-D4 sa LCD ay kumokonekta sa D7-D4 sa Nano). Pinapayagan din akong gumamit ng isang napakalinis na diagram upang maipakita ang mga kable.

Habang maraming mga site ang tumatawag para sa isang resistor na 220 ohm upang maprotektahan ang backlight ng LCD sa display na 2x20, nalaman kong ito ay masyadong mataas sa aking kaso. Sinubukan ko ang ilang progresibong mas maliit na mga halaga hanggang sa makita ko ang isa na gumagana nang maayos para sa akin. Sa kasong ito gumagana ito sa isang 48 ohm risistor (iyon ang ipinapakita tulad ng sa aking ohm-meter). Dapat kang magsimula sa isang 220 Ohm at gagana lamang kung ang LCD ay hindi sapat na maliwanag.

Ginagamit ang potentiometer upang ayusin ang kaibahan sa LCD Display, kaya maaaring kailanganin mong gumamit ng isang maliit na distornilyador upang iikot ang panloob na socket sa posisyon na pinakamahusay na gumagana para sa iyo.

Hakbang 4: Ang Arduino Sketch

Gumamit ako ng maraming mga mapagkukunan bilang inspirasyon para sa aking sketch, ngunit lahat sila ay nangangailangan ng makabuluhang pagbabago. Sinubukan ko ring ganap na magkomento ng code upang malinaw kung bakit ang bawat hakbang ay naisagawa sa paraang ito. Naniniwala ako na ang mga puna ay higit pa sa aktwal na mga tagubilin sa pag-cod sa pamamagitan ng isang patas na porsyento !!!

Ang pinaka-kagiliw-giliw na bahagi ng sketch na ito, para sa akin, ay umiikot sa Ultrasonic Sensor. Ang HC-SR04 ay napaka-mura (mas mababa sa 1 US o Canadian $ sa Ali Express). Medyo tumpak din ito para sa ganitong uri ng proyekto.

Mayroong 2 bilog na "mata" sa sensor ngunit bawat isa ay may iba't ibang layunin. Ang isa ay ang tunog ng emitter ang isa pa ay ang tatanggap. Kapag ang TRIG pin ay nakatakda sa TAAS isang pulso ay ipinadala. Ang ECHO Pin ay magbabalik ng isang halaga sa Milliseconds na ang kabuuang pagkaantala sa pagitan ng kung kailan ipinadala ang pulso at kung kailan ito natanggap. Mayroong ilang mga simpleng pormula sa script upang matulungan ang pag-convert ng Milliseconds sa alinman sa Centimeter o Inci. Tandaan na ang oras na ibinalik ay kailangang i-cut sa kalahati dahil ang pulso ay papunta sa bagay at pagkatapos ay BUMALIK, na sumasakop sa distansya ng dalawang beses.

Para sa karagdagang detalye sa kung paano gumagana ang Ultrasonic Sensor lubos kong inirerekumenda ang tutorial ni Dejan Nedelkovski sa Howtomechatronics. Mayroon siyang mahusay na video at mga diagram na nagpapaliwanag ng konsepto nang mas mahusay kaysa sa magagawa ko!

TANDAAN: Ang bilis ng tunog ay hindi pare-pareho. Nag-iiba ito batay sa temperatura at presyon. Ang isang napaka-kagiliw-giliw na paglawak sa proyektong ito ay idaragdag sa isang temperatura at sensor ng presyon upang mabayaran ang "drift". Nagbigay ako ng maraming sample para sa mga kahaliling temperatura bilang isang panimulang punto, kung nais mong gawin ang susunod na hakbang!

Ang isang mapagkukunan sa Internet na gumugol ng maraming oras sa pagsasaliksik sa mga sensor na ito ay dumating sa mga halagang ito. Inirerekumenda ko ang channel na You Tube ni Andreas Spiess para sa iba't ibang mga kagiliw-giliw na video. Inilabas ko ang mga halagang ito mula sa isa sa mga ito.

// 340 M / sec ay ang bilis ng tunog sa 15 deg C. (0.034 CM / Sec) // 331.5 M / sec ay ang bilis ng tunog sa 0 deg C (0.0331.5 CM / Sec)

// 343 M / Sec ay ang bilis ng tunog sa 20 deg C (0.0343 CM / Sec)

// 346 M / Sec ang bilis ng tunog sa 25 deg C (0.0346 CM / Sec)

Ang LCD display ay medyo isang hamon, dahil lamang sa nangangailangan ito ng maraming mga pin (6!) Upang makontrol ito. Ang nakabaligtad ay ang pangunahing bersyon ng LCD na ito ay napaka-mura din. Madali kong mahahanap ito sa Aliexpress nang mas mababa sa $ 2 Canada.

Sa kasamaang palad, sa sandaling mayroon ka itong naka-hook up, ang pagkontrol nito ay napaka-tuwid pasulong. Nilinaw mo ito, pagkatapos ay itakda kung saan mo nais na i-output ang iyong teksto pagkatapos ay maglabas ng isang serye ng mga LCD. I-print ang mga utos upang itulak ang teksto at mga numero sa screen. Natagpuan ko ang isang mahusay na tutorial dito mula sa Vasco Ferraz sa vascoferraz.com. Binago ko ang kanyang layout ng pin upang gawing mas malinaw ito sa isang nagsisimula (Tulad ng aking sarili!).

Hakbang 5: Konklusyon

Hindi ako nagpapanggap na alinman sa isang electrical engineer o propesyonal na Coder. (Orihinal na natutunan ko kung paano gawin ang programa pabalik noong 1970's!). Dahil dito, nahanap ko ang buong puwang ng Arduino na napakalawak. Ako, na may pangunahing kaalaman lamang, ay maaaring magsimula sa mga makabuluhang eksperimento. Lumilikha ng mga bagay na talagang gumagana at nagpapakita ng sapat na tunay na utility sa mundo na kahit ang aking asawa ay nagsabing "Cool!".

Tulad ng ginagawa nating lahat, ginagamit ko ang mga mapagkukunang magagamit sa akin mula sa internet upang malaman kung paano gawin ang mga bagay, pagkatapos ay i-link ko silang magkasama, sana, gumawa ng isang kapaki-pakinabang. Ginawa ko ang aking makakaya upang kredito ang mga mapagkukunang ito sa loob ng ible na ito at sa aking sketch.

Sa daan, naniniwala ako na makakatulong ako sa iba, na nagsisimula rin sa kanilang paglalakbay sa pag-aaral. Inaasahan kong makita mo ito na isang kapaki-pakinabang na Maaaring turuan at tinatanggap ko ang anumang mga komento o katanungan na maaaring mayroon ka.