I denne artikel vil vi forbinde HC-SR04 ultralydsmåler-sonar til Arduino.
Nødvendig
- - Arduino;
- - ultralydssensor HC-SR04;
- - tilslutning af ledninger.
Instruktioner
Trin 1
Handlingen af HC-SR04 ultralydsmåler er baseret på princippet om ekkolokalisering. Det udsender lydimpulser i rummet og modtager et signal, der reflekteres fra en forhindring. Afstanden til objektet bestemmes af lydbølgens forplantningstid til forhindringen og tilbage.
Lydbølgen udløses ved at anvende en positiv puls på mindst 10 mikrosekunder til TRIG-benet i afstandsmåleren. Så snart pulsen slutter, udsender afstandsmåler en burst af lydimpulser med en frekvens på 40 kHz ind i rummet foran den. Samtidig lanceres algoritmen til bestemmelse af forsinkelsestiden for det reflekterede signal, og en logisk enhed vises på ECHO-benet i afstandsmåleren. Så snart sensoren registrerer det reflekterede signal, vises et logisk nul på ECHO-stiften. Varigheden af dette signal ("Echo delay" i figuren) bestemmer afstanden til objektet.
Afstandsmåleområde for HC-SR04 afstandsmåler - op til 4 meter med en opløsning på 0,3 cm. Observationsvinkel - 30 grader, effektiv vinkel - 15 grader. Strømforbruget i standbytilstand er 2 mA under drift - 15 mA.
Trin 2
Strømforsyningen til ultralydsafstandsmåleren udføres med en spænding på +5 V. De to andre ben er forbundet til alle digitale porte i Arduino, vi forbinder til 11 og 12.
Trin 3
Lad os nu skrive en skitse, der bestemmer afstanden til forhindringen og udsender den til den serielle port. Først indstiller vi antallet af TRIG- og ECHO-benene - disse er ben 12 og 11. Derefter erklærer vi udløseren som output og ekko som input. Vi initialiserer den serielle port ved 9600 baud. Ved hver gentagelse af sløjfen () læser vi afstanden og sender den til porten.
GetEchoTiming () -funktionen genererer en triggerpuls. Det skaber bare en strøm på 10 mikrosekunder puls, hvilket er en udløser for start af stråling af afstandsfinderen til en lydpakke ud i rummet. Derefter husker hun tiden fra begyndelsen af transmission af lydbølgen til ekkoets ankomst.
Funktionen getDistance () beregner afstanden til objektet. Fra skolefysikforløbet husker vi, at afstanden er lig med hastighed ganget med tid: S = V * t. Lydens hastighed i luften er 340 m / s, tiden i mikrosekunder, vi kender, er "duratuion". For at få tiden i sekunder divideres med 1.000.000. Da lyden bevæger sig dobbelt så langt - til objektet og tilbage - skal du dele afstanden i halvdelen. Så det viser sig, at afstanden til objektet S = 34000 cm / sek * varighed / 1.000.000 sek / 2 = 1,7 cm / sek / 100, som vi skrev i skitsen. Mikrocontrolleren udfører multiplikation hurtigere end division, så jeg erstattede "/ 100" med det tilsvarende "* 0, 01".
Trin 4
Der er også skrevet mange biblioteker til at arbejde med en ultralydsmåler. For eksempel denne: https://robocraft.ru/files/sensors/Ultrasonic/HC-SR04/ultrasonic-HC-SR04.zip. Biblioteket er installeret på en standard måde: download, pakke ud til biblioteksmappen, som er placeret i mappen med Arduino IDE. Derefter kan biblioteket bruges.
Efter at have installeret biblioteket, lad os skrive en ny skitse. Resultatet af dets arbejde er det samme - den serielle portmonitor viser afstanden til objektet i centimeter. Hvis du skriver float dist_cm = ultrasonic. Ranging (INC); i skitsen, vises afstanden i inches.
Trin 5
Så vi tilsluttede HC-SR04 ultralydsmåler til Arduino og modtog data fra den på to forskellige måder: ved hjælp af et specielt bibliotek og uden.
Fordelen ved at bruge biblioteket er, at mængden af kode reduceres betydeligt, og læsbarheden af programmet forbedres, du behøver ikke at dykke ned i enhedens indviklede egenskaber, og du kan straks bruge det. Men dette er også ulempen: du forstår mindre godt, hvordan enheden fungerer, og hvilke processer der finder sted i den. Under alle omstændigheder er det op til dig, hvilken metode du skal bruge.
