Mjerenje udaljenosti ultrazvučnim senzorom i arduinom

Ultrazvučni senzori izvrsni su alati za mjerenje udaljenosti i otkrivanje predmeta bez stvarnog kontakta s fizičkim svijetom. Koristi se u nekoliko primjena, poput mjerenja razine tekućine, provjere blizine i još popularnije u automobilima za pomoć u sustavima za samostalno parkiranje ili protiv sudara. Prije toga smo također izradili mnoge projekte ultrazvučnog senzora poput otkrivanja razine vode, ultrazvučnog radara itd. Ovo je učinkovit način preciznog mjerenja malih udaljenosti. U ovom smo projektu koristili ultrazvučni senzor HC-SR04 s Arduinom za određivanje udaljenosti prepreke od senzora. Osnovni princip ultrazvučnog mjerenja udaljenosti temelji se na ECHO. Kada se zvučni valovi prenose u okolišu, valovi se vraćaju u ishodište kao ECHO nakon udara na prepreku. Dakle, samo moramo izračunati vrijeme putovanja oba zvuka znači vrijeme odlaska i vrijeme povratka u ishodište nakon udara na prepreku. Kako nam je poznata brzina zvuka, nakon nekog izračuna možemo izračunati udaljenost. Istu ćemo tehniku ​​koristiti za ovaj Arduino projekt mjerenja udaljenosti, pa krenimo.

Komponente koje se koriste

1. Arduino Uno ili Pro Mini
2. Modul ultrazvučnog senzora
3. LCD 16x2
4. Skala
5. Daska za kruh
6. Baterija od 9 volti
7. Spajanje žica

Modul ultrazvučnog senzora

Postoji mnogo vrsta Arduino senzora udaljenosti, ali u ovom smo projektu koristili HC-SR04 za mjerenje udaljenosti u rasponu od 2 cm do 400 cm s točnošću od 3 mm. Modul senzora sastoji se od ultrazvučnog odašiljača, prijamnika i upravljačkog kruga. Princip rada ultrazvučnog senzora je sljedeći:

1. Signal visoke razine šalje se za 10us koristeći Trigger.
2. Modul automatski šalje osam signala od 40 KHz, a zatim otkriva je li primljen puls ili ne.
3. Ako je signal primljen, onda je kroz visoku razinu. Vrijeme dugog trajanja vremenski je razmak između slanja i primanja signala.

Udaljenost = (Vrijeme x Brzina zvuka u zraku (340 m / s)) / 2

Vremenski dijagram

Modul radi na prirodnom fenomenu zvuka ECHO. Za pokretanje modula šalje se impuls oko 10us. Nakon čega modul automatski šalje 8 ciklusa ultrazvučnog signala od 40 KHz i provjerava njegov odjek. Signal se nakon udara preprekom vraća natrag i primatelj prima. Tako se udaljenost prepreke od senzora jednostavno izračunava prema formuli danoj kao

Udaljenost = (vrijeme x brzina) / 2.

Ovdje smo umnožak brzine i vremena podijelili s 2 jer je vrijeme ukupno vrijeme potrebno za dosezanje prepreke i povratak natrag. Stoga je vrijeme za dosezanje prepreke samo polovica ukupnog vremena koje je potrebno.

Šema i objašnjenje Arduino senzora ultrazvučnog senzora

Šema sheme za arduino i ultrazvučni senzor prikazana je gore za mjerenje udaljenosti. U kružnim vezama igle za okidač i odjek ultrazvučnog senzora izravno su povezane na pin 18 (A4) i 19 (A5) arduina. LCD 16x2 povezan je s arduinom u 4-bitnom načinu. Upravljački pin RS, RW i En izravno su povezani s arduino pinom 2, GND i 3. A podatkovni pin D4-D7 povezan je s 4, 5, 6 i 7 arduina.

Prije svega moramo pokrenuti modul ultrazvučnog senzora za prijenos signala pomoću arduina, a zatim pričekati primanje ECHO-a. Arduino očitava vrijeme između aktiviranja i primljenog ECHO-a. Znamo da je brzina zvuka oko 340m / s. tako da možemo izračunati udaljenost pomoću dane formule:

Udaljenost = (vrijeme putovanja / 2) * brzina zvuka

Gdje je brzina zvuka oko 340 m u sekundi.

Za prikaz udaljenosti koristi se LCD 16x2.

Pronađite više o radu projekta mjerenja udaljenosti u ovom vodiču: Mjerenje udaljenosti pomoću ultrazvučnog senzora i AVR mikrokontrolera.

Arduino ultrazvučni kod senzora za mjerenje udaljenosti

Kompletni kod za ovaj ultrazvučni projekt mjerenja udaljenosti dat je na dnu ove stranice. U kodu čitamo vrijeme pomoću pulseIn (pin). A zatim izvršite proračune i prikazan rezultat na LCD zaslonu 16x2 pomoću odgovarajućih funkcija.