Розглянемо на цьому занятті ультразвуковий датчик для Ардуіно HC-SR04. Розповімо, як підключити ультразвуковий далекомір HC-SR04. Розберемо скетч для датчика, який може прекрасно служити для робота при визначенні відстані до об'єктів або виявлення перешкоди. Також розглянемо саму популярну бібліотеку для ультразвукових далекомірів на Arduino - Ultrasonic.h.
Ультразвуковий далекомір HC-SR04
Ультразвуковий датчик визначає відстань до об'єкта так само, як це роблять кажани або дельфіни. Датчик HC-SR04 генерує вузькоспрямований сигнал на частоті 40 кГц і ловить відбитий сигнал (ехо). За часом поширення звуку до об'єкта і назад можна досить точно визначити відстань до нього.
За цим же принципом працює безліч приладів для дослідження простору - ехолот, сонар, радіолокатор і навіть поліцейський радар для визначення швидкості автомобіля. Всі ці прилади випромінюють вузьконаправлений ультразвуковий сигнал і отримують назад відбитий сигнал. На відміну від інфрачервоних далекомірів, на свідчення ультразвукового датчика не впливає колір об'єкта або засвічення від сонця.
Але при налаштуванні ультразвукового датчика на Ардуіно можуть виникнути труднощі з визначенням відстані до звукопоглинальних об'єктів, оскільки вони здатні повністю погасити випромінюється сигнал. Для ідеальної точності вимірювання відстані, поверхня досліджуваного об'єкта повинна бути рівною і гладкою. Принцип роботи ультразвукового датчика показаний на малюнку вище.
Підключення ультразвукового датчика до Ардуіно
Схема підключення вказана на малюнку нижче. Відзначимо, що ультразвуковий далекомір HC-SR04 має діапазон виміру від 2 см до 400 см, працює при температурах від 0 ° до 60 ° С. Точність вимірювання складає ± 1 см, робоча напруга датчика до 5,5 В. Для початку ми використовуємо простий скетч, без використання бібліотеки Ultrasonic.
Для заняття нам знадобляться наступні деталі:
- Плата Arduino Uno;
- Макетна плата;
- USB-кабель;
- УЗ далекомір HC-SR04;
- 1 світлодіод;
- 1 резистор 220 Ом;
- Провід «папка-папка» і «папка-мамка».
Після підключення до Arduino далекоміра HC-SR04 завантажте наступний скетч:
Пояснення до коду:
- Для підключення виходів Trig і Echo на датчику можна використовувати будь-які цифрові входи на Ардуіно;
- Команда delayMicroseconds () зупиняє виконання програми на задану кількість мікросекунд (в 1 секунді 1 000 000 мікросекунд).
На що звернути увагу:
- Щоб отримати значення датчика в міліметрах слід використовувати наступну формулу для розрахунку: cm = duration / 5,8; .
Завдання для самостійного виконання:
- Виведіть на монітор порту відстань до об'єкта в метрах.
Бібліотека Ultrasonic для ультразвукового датчика
Представлений скетч працює без бібліотеки, тому в коді забагато рядків. Ми скористаємося бібліотекою для ультразвукових далекомірів, що дозволить нам значно спростити скетч. Для початку встановіть бібліотеку Ultrasonic для Ардуіно і завантажте наступний скетч zanyatie13_sr04.ino в мікроконтролер Ардуіно.
Пояснення до коду:
- Команда Ultrasonic ultrasonic (8,9); призначає ім'я для нашого датчика «ultrasonic» і призначаємо виходи на Ардуіно для Trig і Echo.
На що звернути увагу:
- При необхідності отримати другий датчик можна йому задати будь-яке ім'я, наприклад, Ultrasonic ultrasonic1 (8,9); і Ultrasonic ultrasonic2 (11,12); .
Завдання для самостійного виконання:
- Підключіть світлодіод до Ардуіно і пропишіть в скетчі умова для включення світлодіода при наближенні об'єкту до далекоміру на відстань менше 10 см.