Interfacing Ultrasonic Ranging Module HC-SR04 Dengan Arduino: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Hei, ada apa, kawan! Akarsh di sini dari CETech.

Projek saya ini sedikit lebih senang tetapi menyenangkan seperti projek lain. Dalam projek ini, kita akan menghubungkan modul sensor jarak ultrasonik HC-SR04. Modul ini berfungsi dengan menghasilkan gelombang bunyi ultrasonik yang berada di luar jangkauan manusia yang dapat didengar dan dari kelewatan antara penghantaran dan penerimaan gelombang yang dihasilkan jarak dikira.

Di sini kita akan menghubungkan sensor ini dengan Arduino dan akan cuba meniru sistem pembantu tempat letak kenderaan yang mengikut jarak dari halangan di belakang menghasilkan bunyi yang berbeza dan juga menyalakan LED yang berbeza mengikut jarak.

Jadi mari kita ke bahagian yang menyeronokkan sekarang.

Langkah 1: Dapatkan PCB untuk Projek Anda Dibuat

Anda mesti menyemak PCBWAY untuk memesan PCB dalam talian dengan harga murah!

Anda mendapat 10 PCB berkualiti baik yang dihasilkan dan dihantar ke depan pintu anda dengan harga yang murah. Anda juga akan mendapat potongan harga penghantaran pada pesanan pertama anda. Muat naik fail Gerber anda ke PCBWAY untuk menghasilkannya dengan kualiti yang baik dan masa pemulihan yang cepat. Lihat fungsi penonton Gerber dalam talian mereka. Dengan mata ganjaran, anda boleh mendapatkan barang percuma dari kedai hadiah mereka.

Langkah 2: Mengenai Modul Julat Ultrasonik HC-SR04

Sensor ultrasonik (atau transduser) berfungsi berdasarkan prinsip yang sama dengan sistem radar. Sensor ultrasonik dapat menukar tenaga elektrik menjadi gelombang akustik dan sebaliknya. Isyarat gelombang akustik adalah gelombang ultrasonik yang bergerak pada frekuensi di atas 18kHz. Sensor ultrasonik HC SR04 yang terkenal menghasilkan gelombang ultrasonik pada frekuensi 40kHz. Modul ini mempunyai 4 pin iaitu Echo, Trigger, Vcc, dan GND

Biasanya, mikrokontroler digunakan untuk komunikasi dengan sensor ultrasonik. Untuk mula mengukur jarak, mikrokontroler mengirimkan isyarat pencetus ke sensor ultrasonik. Kitaran tugas isyarat pencetus ini adalah 10µS untuk sensor ultrasonik HC-SR04. Ketika dicetuskan, sensor ultrasonik menghasilkan lapan gelombang gelombang akustik (ultrasonik) dan memulakan pembilang masa. Sebaik sahaja isyarat pantulan (echo) diterima, pemasa berhenti. Output sensor ultrasonik adalah nadi tinggi dengan jangka masa yang sama dengan perbezaan waktu antara ledakan ultrasonik yang dihantar dan isyarat echo yang diterima.

Mikrokontroler menafsirkan isyarat masa ke jarak menggunakan fungsi berikut:

Jarak (cm) = Lebar Nadi Gema (mikrodetik) / 58

Secara teorinya, jarak dapat dikira menggunakan formula pengukuran TRD (masa / kadar / jarak). Oleh kerana jarak yang dikira adalah jarak yang dilalui dari transduser ultrasonik ke objek-dan kembali ke transduser-itu adalah perjalanan dua arah. Dengan membahagikan jarak ini dengan 2, anda dapat menentukan jarak sebenar dari transduser ke objek. Gelombang ultrasonik bergerak pada kelajuan suara (343 m / s pada 20 ° C). Jarak antara objek dan sensor adalah separuh dari jarak yang dilalui gelombang suara dan ia dapat dikira menggunakan fungsi di bawah:

Jarak (cm) = (masa diambil x kelajuan suara) / 2

Langkah 3: Melakukan Sambungan

Untuk langkah ini, Bahan yang Diperlukan adalah - Arduino UNO, modul sensor Jarak Ultrasonik HC-SR04, LED, Piezo Buzzer, kabel Jumper

Sambungan harus dilakukan dalam langkah-langkah berikut:

1) Sambungkan Echo Pin Sensor ke GPIO Pin 11 dari Arduino, Trigger Pin of Sensor ke Sensor ke GPIO Pin 12 dari Arduino UNO dan Vcc dan GND Pin of Sensor ke 5V dan GND Arduino.

2) Ambil 3 LED dan sambungkan katod (umumnya kaki lebih panjang) LED ke pin GPIO Arduino masing-masing 9, 8 dan 7. Sambungkan anod (umumnya kaki yang lebih pendek) LED ini ke GND.

3) Ambil buzzer piezo. Sambungkan pin positifnya ke pin GPIO 10 dari Arduino dan pin negatif ke GND.

Dan dengan cara ini, penyambungan projek dilakukan. Sekarang sambungkan Arduino ke PC anda dan teruskan ke langkah seterusnya.

Langkah 4: Pengekodan Modul UNO Arduino

Dalam langkah ini, kami akan memuat naik kod di Arduino UNO kami untuk mengukur jarak dari mana-mana halangan yang berdekatan dan mengikut jarak itu bunyi bel dan menyalakan LED. Kita juga dapat melihat bacaan jarak jauh di Serial Monitor. Langkah yang harus diikuti adalah:

1) Pindah ke repositori GitHub projek dari sini.

2) Di repositori Github, Anda akan melihat fail bernama "sketch_sep03a.ino". Ini adalah kod untuk projek tersebut. Buka fail itu dan salin kod yang tertulis di dalamnya.

3) Buka Arduino IDE dan pilih papan papan dan COM yang betul.

4) Tampalkan kod di Arduino IDE anda dan muat naik ke papan Arduino UNO.

Dan dengan cara ini, bahagian pengekodan untuk projek ini juga dilakukan.

Langkah 5: Masa untuk Bermain

Sebaik sahaja kod diunggah, anda boleh membuka monitor Serial untuk melihat bacaan jarak dari modul Sensor Ultrasonik, pembacaan terus dikemas kini setelah selang waktu yang tetap. Anda boleh meletakkan beberapa halangan di hadapan modul Ultrasonik dan memerhatikan perubahan bacaan yang ditunjukkan di sana. Selain dari bacaan yang ditunjukkan pada monitor Serial, LED dan buzzer yang disambungkan ke buzzer juga akan menunjukkan halangan dalam jarak yang berbeza seperti berikut:

1) Sekiranya jarak halangan terdekat lebih dari 50 cm. Semua LED akan berada dalam keadaan MATI dan bel juga tidak akan berdering.

2) Sekiranya jarak halangan terdekat kurang dari atau sama dengan 50 cm tetapi lebih besar daripada 25 cm. Kemudian LED pertama akan menyala dan buzzer akan mengeluarkan bunyi bip dengan kelewatan 250 ms.

3) Sekiranya jarak halangan terdekat kurang dari atau sama dengan 25 cm tetapi lebih besar daripada 10 cm. Kemudian LED pertama dan Kedua akan menyala dan buzzer akan mengeluarkan bunyi bip dengan kelewatan 50 ms.

4) Dan jika jarak halangan terdekat kurang dari 10 cm. Kemudian ketiga LED akan menyala dan buzzer akan mengeluarkan bunyi berterusan.

Dengan cara ini, projek ini akan merasakan jarak dan memberikan petunjuk yang berbeza mengikut jarak jarak.

Harap anda menyukai tutorial.