Мерење удаљености помоћу ултразвучног сензора и ардуина

Ултразвучни сензори су сјајни алати за мерење удаљености и откривање предмета без стварног контакта са физичким светом. Користи се у неколико примена, попут мерења нивоа течности, провере близине и још популарније у аутомобилима за помоћ у системима за самостално паркирање или против судара. Раније смо такође изградили многе пројекте ултразвучног сензора, попут откривања нивоа воде, ултразвучног радара итд. Ово је ефикасан начин прецизног мерења малих раздаљина. У овом пројекту смо користили ултразвучни сензор ХЦ-СР04 са Ардуином за одређивање удаљености препреке од сензора. Основни принцип ултразвучног мерења даљине заснован је на ЕЦХО. Када се звучни таласи преносе у окружењу, таласи се враћају у исходиште као ЕЦХО након удара у препреку. Дакле, треба само да израчунамо време путовања оба звука значи време одласка и време повратка у исходиште након удара на препреку. Како нам је позната брзина звука, након неког израчунавања можемо израчунати удаљеност. Користићемо ову исту технику за овај Ардуино пројекат мерења даљине, па кренимо.

Компоненте које се користе

1. Ардуино Уно или Про Мини
2. Модул ултразвучног сензора
3. ЛЦД 16к2
4. Скала
5. Даска за хлеб
6. Батерија од 9 волти
7. Повезивање жица

Ултразвучни модул сензора

Постоји много врста Ардуино сензора даљине, али у овом пројекту смо користили ХЦ-СР04 за мерење удаљености у распону од 2 цм до 400 цм са тачношћу од 3 мм. Модул сензора састоји се од ултразвучног предајника, пријемника и управљачког кола. Принцип рада ултразвучног сензора је следећи:

1. Сигнал високог нивоа шаље се за 10ус користећи Триггер.
2. Модул аутоматски шаље осам сигнала од 40 КХз, а затим открива да ли је импулс примљен или не.
3. Ако је сигнал примљен, онда је кроз висок ниво. Време високог трајања је временски размак између слања и пријема сигнала.

Удаљеност = (Време к Брзина звука у ваздуху (340 м / с)) / 2

Временски дијаграм

Модул ради на природном феномену звука ЕЦХО. Да би се модул активирао, шаље се импулс за око 10ус. Након чега модул аутоматски шаље 8 циклуса ултразвучног сигнала од 40 КХз и проверава његов ехо. Сигнал након удара препреком враћа се назад и примач прима. Тако се удаљеност препреке од сензора једноставно израчунава по формули датој као

Удаљеност = (време к брзина) / 2.

Овде смо умножили производ брзине и времена са 2, јер је време укупно време потребно за достизање препреке и повратак назад. Према томе, време за постизање препреке је само половина укупног времена које је потребно.

Шема и објашњење Ардуино сензора ултразвучног сензора

Шема кола за ардуино и ултразвучни сензор је приказана горе за мерење удаљености. У кружним везама пинови и окидачи модула ултразвучног сензора директно су повезани на пинове 18 (А4) и 19 (А5) ардуина. ЛЦД од 16к2 повезан је са ардуином у 4-битном режиму. Контролни пин РС, РВ и Ен су директно повезани са ардуино пином 2, ГНД и 3. А пин за податке Д4-Д7 је повезан са 4, 5, 6 и 7 ардуина.

Пре свега морамо покренути ултразвучни сензорски модул за пренос сигнала помоћу ардуина, а затим сачекати пријем ЕЦХО. Ардуино очитава време између активирања и примљене ЕЦХО. Знамо да је брзина звука око 340м / с. тако да можемо израчунати удаљеност помоћу дате формуле:

Удаљеност = (време путовања / 2) * брзина звука

Где је брзина звука око 340 м у секунди.

За приказ удаљености користи се ЛЦД од 16к2.

Пронађите више о раду пројекта мерења даљине у овом водичу: Мерење удаљености помоћу ултразвучног сензора и АВР микроконтролера.

Ардуино ултразвучни код сензора за мерење даљине

Комплетна шифра овог ултразвучног пројекта мерења удаљености дата је на дну ове странице. У коду читамо време помоћу пулсеИн (пин). А затим извршите прорачуне и приказан резултат на ЛЦД екрану 16к2 користећи одговарајуће функције.