Šajā rakstā mēs savienosim HC-SR04 ultraskaņas attāluma meklētāju-sonāru ar Arduino.
Nepieciešams
- - Arduino;
- - ultraskaņas sensors HC-SR04;
- - savienojošie vadi.
Instrukcijas
1. solis
Ultraskaņas tālmēra HC-SR04 darbība balstās uz eholokācijas principu. Tas izstaro skaņas impulsus kosmosā un saņem signālu, kas atspoguļojas no šķēršļa. Attālumu līdz objektam nosaka skaņas viļņa izplatīšanās laiks līdz šķērslim un aizmugurei.
Skaņas vilnis tiek iedarbināts, uzklājot vismaz 10 mikrosekundes pozitīvu impulsu uz tālmēra TRIG kāju. Tiklīdz impulss beidzas, attāluma meklētājs telpā pirms tā izstaro skaņas impulsu virkni ar 40 kHz frekvenci. Tajā pašā laikā tiek palaists atstarotā signāla aizkaves laika noteikšanas algoritms, un attāluma meklētāja ECHO kājā parādās loģiska vienība. Tiklīdz sensors nosaka atstaroto signālu, uz ECHO tapas parādās loģiska nulle. Šī signāla ilgums (attēlā "Echo delay") nosaka attālumu līdz objektam.
Attāluma mērīšanas diapazons HC-SR04 attāluma mērītājā - līdz 4 metriem ar izšķirtspēju 0,3 cm. Novērošanas leņķis - 30 grādi, efektīvais leņķis - 15 grādi. Pašreizējais patēriņš gaidīšanas režīmā ir 2 mA, darbības laikā - 15 mA.
2. solis
Ultraskaņas tālmēra strāvas padeve tiek veikta ar spriegumu +5 V. Pārējās divas tapas ir savienotas ar jebkuru Arduino digitālo portu, mēs savienosimies ar 11 un 12.
3. solis
Tagad uzrakstīsim skici, kas nosaka attālumu līdz šķērslim un izvada to seriālajā ostā. Pirmkārt, mēs iestatījām TRIG un ECHO tapu numurus - tie ir 12. un 11. tapas. Tad mēs paziņojam, ka sprūda ir izeja, un atbalss - kā ievade. Mēs inicializējam seriālo portu ar ātrumu 9600 bodu. Katrā cilpas () atkārtojumā mēs nolasām attālumu un izvadām to uz portu.
Funkcija getEchoTiming () ģenerē sprūda impulsu. Tas tikai rada 10 mikrosekundu impulsa strāvu, kas ir skaņas paketes diapazona meklētāja kosmosā iedarbības izraisītājs. Tad viņa atceras laiku no skaņas viļņa pārraides sākuma līdz atbalss atnākšanai.
GetDistance () funkcija aprēķina attālumu līdz objektam. No skolas fizikas kursa mēs atceramies, ka attālums ir vienāds ar ātrumu, kas reizināts ar laiku: S = V * t. Skaņas ātrums gaisā ir 340 m / s, mums zināmais laiks mikrosekundēs ir "duratuion". Lai iegūtu laiku sekundēs, daliet ar 1 000 000. Tā kā skaņa pārvietojas divreiz lielākā attālumā - līdz objektam un atpakaļ -, jums ir jāsadala attālums uz pusi. Tātad izrādās, ka attālums līdz objektam S = 34000 cm / sek * ilgums / 1.000.000 sek / 2 = 1.7 cm / sek / 100, ko mēs uzrakstījām skicē. Mikrokontrolleris veic pavairošanu ātrāk nekā dalīšana, tāpēc es aizstāju "/ 100" ar ekvivalentu "* 0, 01".
4. solis
Arī daudzas bibliotēkas ir rakstītas darbam ar ultraskaņas attāluma meklētāju. Piemēram, šis: https://robocraft.ru/files/sensors/Ultrasonic/HC-SR04/ultrasonic-HC-SR04.zip. Bibliotēka ir instalēta standarta veidā: lejupielādējiet, izpakojiet to bibliotēku direktorijā, kas atrodas mapē ar Arduino IDE. Pēc tam bibliotēku var izmantot.
Pēc bibliotēkas instalēšanas uzrakstīsim jaunu skici. Tās darba rezultāts ir tāds pats - sērijveida porta monitors attēlo attālumu līdz objektam centimetros. Ja skicē rakstāt pludiņš dist_cm = ultraskaņa. Diapazons (INC); skicē attālums tiks parādīts collās.
5. solis
Tātad, mēs savienojām HC-SR04 ultraskaņas attāluma meklētāju ar Arduino un saņēmām datus no tā divos dažādos veidos: izmantojot īpašu bibliotēku un bez tā.
Bibliotēkas izmantošanas priekšrocība ir tā, ka koda apjoms ir ievērojami samazināts un uzlabota programmas lasāmība, jums nav jāiedziļinās ierīces smalkumos un jūs varat to nekavējoties izmantot. Bet tas ir arī trūkums: jūs sliktāk saprotat, kā ierīce darbojas un kādi procesi tajā notiek. Jebkurā gadījumā izmantojamā metode ir jūsu ziņā.
