Interface voor ultrasone bereikmodule HC-SR04 met Arduino - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Hé, wat is er, jongens! Akarsh hier van CETech.

Dit project van mij is een beetje aan de eenvoudigere kant, maar net zo leuk als de andere projecten. In dit project gaan we een HC-SR04 Ultrasone afstandssensormodule koppelen. Deze module werkt door ultrasone geluidsgolven te genereren die buiten het hoorbare bereik van mensen liggen en uit de vertraging tussen de transmissie en ontvangst van de gegenereerde golf wordt de afstand berekend.

Hier gaan we deze sensor koppelen met Arduino en zullen proberen een parkeerassistentiesysteem na te bootsen dat afhankelijk van de afstand tot het obstakel erachter verschillende geluiden genereert en ook verschillende LED's oplicht afhankelijk van de afstand.

Dus laten we nu naar het leuke gedeelte gaan.

Stap 1: laat PCB's voor uw projecten vervaardigen

U moet PCBWAY bekijken om goedkoop online PCB's te bestellen!

U krijgt 10 goedkope PCB's van goede kwaliteit die worden vervaardigd en naar uw voordeur worden verzonden. Ook krijg je korting op de verzendkosten op je eerste bestelling. Upload uw Gerber-bestanden naar PCBWAY om ze met een goede kwaliteit en een snelle doorlooptijd te laten vervaardigen. Bekijk hun online Gerber-viewerfunctie. Met beloningspunten kun je gratis spullen uit hun cadeauwinkel halen.

Stap 2: Over HC-SR04 Ultrasone Variërend Module

De ultrasone sensor (of transducer) werkt volgens dezelfde principes als een radarsysteem. Een ultrasone sensor kan elektrische energie omzetten in akoestische golven en omgekeerd. Het akoestische golfsignaal is een ultrasone golf die zich voortplant met een frequentie boven 18 kHz. De beroemde HC SR04 ultrasone sensor genereert ultrasone golven met een frequentie van 40 kHz. Deze module heeft 4 pinnen die Echo, Trigger, Vcc en GND zijn

Meestal wordt een microcontroller gebruikt voor communicatie met een ultrasone sensor. Om te beginnen met het meten van de afstand, stuurt de microcontroller een triggersignaal naar de ultrasone sensor. De duty cycle van dit triggersignaal is 10 µS voor de HC-SR04 ultrasone sensor. Wanneer geactiveerd, genereert de ultrasone sensor acht akoestische (ultrasone) golfsalvo's en start een tijdteller. Zodra het gereflecteerde (echo)signaal wordt ontvangen, stopt de timer. De output van de ultrasone sensor is een hoge puls met dezelfde duur als het tijdsverschil tussen uitgezonden ultrasone bursts en het ontvangen echosignaal.

De microcontroller interpreteert het tijdsignaal in afstand met behulp van de volgende functie:

Afstand (cm) = Echo Puls Breedte (microseconden)/58

Theoretisch kan de afstand worden berekend met behulp van de TRD-meetformule (tijd/snelheid/afstand). Aangezien de berekende afstand de afstand is die is afgelegd van de ultrasone transducer naar het object en terug naar de transducer, is het een tweerichtingsreis. Door deze afstand door 2 te delen, kunt u de werkelijke afstand van de transducer tot het object bepalen. Ultrasone golven reizen met de snelheid van het geluid (343 m/s bij 20°C). De afstand tussen het object en de sensor is de helft van de afstand die de geluidsgolf aflegt en kan worden berekend met de onderstaande functie:

Afstand (cm) = (benodigde tijd x geluidssnelheid)/2

Stap 3: De verbindingen maken

Voor deze stap zijn de benodigde materialen - Arduino UNO, HC-SR04 Ultrasone afstandssensormodule, LED's, piëzo-zoemer, startkabels

De verbindingen moeten in de volgende stappen worden uitgevoerd:

1) Verbind de Echo Pin van de Sensor met GPIO Pin 11 van de Arduino, Trigger Pin van de Sensor naar de Sensor naar GPIO Pin 12 van de Arduino UNO en Vcc en GND Pins van de Sensor naar de 5V en GND van de Arduino.

2) Neem 3 LED's en sluit de kathodes (meestal het langere been) van de LED's aan op Arduino's GPIO-pinnen 9, 8 en 7. Sluit de anode (meestal het kortere been) van deze LED's aan op de GND.

3) Pak de piëzo-zoemer. Verbind de positieve pin met de GPIO-pin 10 van de Arduino en de negatieve pin met GND.

En zo komen de verbindingen van het project tot stand. Sluit nu de Arduino aan op uw pc en ga verder met de volgende stappen.

Stap 4: Coderen van de Arduino UNO-module

In deze stap gaan we de code uploaden in onze Arduino UNO om de afstand van een obstakel in de buurt te meten en volgens die afstand de zoemer te laten klinken en de LED's op te lichten. We kunnen ook de afstandsmetingen zien op de seriële monitor. Te volgen stappen zijn:

1) Ga vanaf hier naar de GitHub-repository van het project.

2) In de Github-repository ziet u een bestand met de naam "sketch_sep03a.ino". Dit is de code voor het project. Open dat bestand en kopieer de code die erin is geschreven.

3) Open de Arduino IDE en selecteer het juiste bord en de juiste COM-poort.

4) Plak de code in uw Arduino IDE en upload deze naar het Arduino UNO-bord.

En op deze manier is ook het codeergedeelte voor dit project gedaan.

Stap 5: Tijd om te spelen

Zodra de code is geüpload, kunt u de seriële monitor openen om de afstandsmetingen van de ultrasone sensormodule te zien, de metingen blijven na een vast interval worden bijgewerkt. U kunt een obstakel voor de ultrasone module plaatsen en de verandering in de daar getoonde aflezing observeren. Naast de meetwaarden die op de seriële monitor worden weergegeven, geven de LED's en de zoemer die op de zoemer zijn aangesloten, ook als volgt een obstakel aan in verschillende bereiken:

1) Als de afstand van het dichtstbijzijnde obstakel meer dan 50 cm is. Alle LED's zouden in de UIT-stand staan en de zoemer zal ook niet rinkelen.

2) Als de afstand van het dichtstbijzijnde obstakel kleiner of gelijk is aan 50 cm maar groter dan 25 cm. Dan gaat de eerste LED branden en zal de zoemer een pieptoon produceren met een vertraging van 250 ms.

3) Als de afstand van het dichtstbijzijnde obstakel kleiner of gelijk is aan 25 cm maar groter dan 10 cm. Vervolgens gaan de eerste en de tweede LED branden en zal de zoemer een pieptoon produceren met een vertraging van 50 ms.

4) En als de afstand van het dichtstbijzijnde obstakel minder is dan 10 cm. Alle drie de LED's gaan dan branden en de zoemer maakt een continu geluid.

Op deze manier zal dit project de afstand detecteren en verschillende indicaties geven op basis van het afstandsbereik.

Ik hoop dat je de tutorial leuk vond.