Tutorial Pencari Julat Ultrasonik Dengan Arduino & LCD: 5 Langkah

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

Banyak orang telah membuat Instructables tentang cara menggunakan Arduino Uno dengan Sensor Ultrasonik dan, kadang-kadang, juga dengan layar LCD. Namun, saya selalu mendapati bahawa instruksional lain ini sering melangkau langkah yang tidak jelas bagi pemula. Hasilnya, saya telah berusaha untuk membuat tutorial yang merangkumi setiap perincian yang mungkin agar pemula lain dapat belajar darinya.

Saya pertama kali menggunakan Arduino UNO tetapi mendapati ia agak besar untuk tujuan tersebut. Saya kemudian memeriksa Arduino Nano. Papan kecil ini menawarkan hampir semua yang dilakukan oleh UNO, tetapi dengan jejak yang jauh lebih kecil. Dengan beberapa manuver, saya memasangkannya ke papan roti yang sama dengan LCD, Sensor Ultrasonik dan pelbagai wayar, perintang dan potensiometer.

Binaan yang dihasilkan berfungsi sepenuhnya dan merupakan batu loncatan yang baik untuk membuat persediaan yang lebih kekal. Saya memutuskan untuk membuat Instructable pertama saya untuk mendokumentasikan proses ini dan, semoga, membantu orang lain yang ingin melakukan perkara yang sama. Seboleh-bolehnya, saya telah menunjukkan dari mana saya mendapat maklumat saya dan saya juga telah berusaha memasukkan dokumentasi sokongan sebanyak mungkin ke dalam lakaran untuk membolehkan sesiapa yang membacanya memahami apa yang sedang berlaku.

Langkah 1: Bahagian yang Anda Perlu

Hanya ada beberapa bahagian yang anda perlukan dan, untungnya, ia sangat murah.

1 - Papan Roti saiz penuh (830 pin)

1 - Arduino Nano (dengan header pin dipasang di kedua sisi)

1 - Sensor Ultrasonik HC-SRO4

Paparan LCD 1 - 16x2 (dengan satu header terpasang). CATATAN: anda tidak memerlukan versi I2C yang lebih mahal dari modul ini. Kita boleh bekerja secara langsung dengan unit "asas" 16 pin

Potensiometer 1 - 10 K

1 - Perintang Ballast untuk digunakan dengan lampu latar LED untuk 16x2 (biasanya 100 Ohm- 220 Ohm, saya dapati perintang 48 Ohm paling sesuai untuk saya)

1 -1K Ohm Load Limiting Resistor - untuk digunakan dengan HC-SR04

Kawat papan roti dalam pelbagai panjang dan warna.

PILIHAN - Bekalan kuasa papan roti - Modul kuasa yang menghubungkan terus ke papan roti membolehkan anda menjadi lebih mudah alih daripada terus tertambat ke PC, atau menghidupkan sistem melalui Arduino Nano.

1 - PC / Komputer riba untuk memprogram Arduino Nano anda - Catatan Anda mungkin juga memerlukan pemacu CH340 untuk membolehkan PC Windows anda tersambung dengan betul ke Arduino Nano. Muat turun pemacu di SINI

1 - Persekitaran Pembangunan Bersepadu Arduino (IDE) - Muat turun IDE DI SINI

Langkah 2: Pasang Pemacu IDE Kemudian CH340

Sekiranya anda belum memasang pemacu IDE atau CH340, teruskan dengan langkah ini

1) Muat turun IDE dari SINI.

2) Arahan terperinci mengenai cara memasang IDE boleh didapati di laman web Arduino di SINI

3) Muat turun pemacu bersiri CH340 dari SINI.

4) Arahan terperinci mengenai cara memasang pemacu boleh didapati di SINI.

Persekitaran perisian anda kini terkini

Langkah 3: Penempatan Komponen

Malah papan roti bersaiz penuh hanya mempunyai ruang terhad di atasnya, dan projek ini membatasi.

1) Sekiranya anda menggunakan bekalan kuasa papan roti, pasangkannya terlebih dahulu pada pin paling kanan di papan roti anda

2) Pasang Arduino Nano, dengan port USB menghadap ke kanan

3) Pasang paparan LCD di "bahagian atas" papan roti (Lihat gambar)

4) Pasang HC-SR04 dan Potentiometer. Tinggalkan ruang untuk wayar dan perintang yang mereka perlukan.

5) Berdasarkan rajah Fritzing sambungkan semua wayar di papan roti. Perhatikan penempatan 2 perintang di papan juga. - Saya telah menambah fail Fritzing FZZ untuk anda muat turun, jika anda berminat.

6) Sekiranya anda TIDAK menggunakan bekalan kuasa Breadboard, pastikan bahawa anda mempunyai jumper yang berlari dari tanah dan garis + V di "bawah" papan berjalan ke garis yang sepadan di "atas" untuk memastikan bahawa semuanya akan dibumikan dan berkuasa.

Untuk konfigurasi ini, saya cuba menjauhkan pin dari LCD dan pin pada Arduino secara berurutan untuk membuat sesuatu yang semudah mungkin (D7-D4 pada LCD menghubungkan ke D7-D4 di Nano). Ini juga membolehkan saya menggunakan gambarajah yang sangat bersih untuk menunjukkan pendawaian.

Walaupun banyak laman web memerlukan perintang 220 ohm untuk melindungi lampu latar LCD pada paparan 2x20, saya menganggap ini terlalu tinggi. Saya mencuba beberapa nilai yang lebih kecil secara beransur-ansur sehingga saya mendapat nilai yang sesuai untuk saya. Dalam kes ini, ia berfungsi untuk perintang 48 ohm (itulah yang ditunjukkan seperti pada meter ohm saya). Anda harus memulakan dengan 220 Ohm dan hanya berfungsi jika LCD tidak cukup terang.

Potensiometer digunakan untuk menyesuaikan kontras pada Paparan LCD, jadi anda mungkin perlu menggunakan pemutar skru kecil untuk menghidupkan soket dalaman ke posisi yang paling sesuai untuk anda.

Langkah 4: Lakaran Arduino

Saya menggunakan beberapa sumber sebagai inspirasi untuk lakaran saya, tetapi semuanya memerlukan pengubahsuaian yang ketara. Saya juga telah berusaha untuk memberi komen sepenuhnya terhadap kod tersebut sehingga jelas mengapa setiap langkah dijalankan dengan cara yang sebenarnya. Saya percaya komen melebihi arahan pengekodan dengan peratusan yang adil !!!

Bahagian yang paling menarik dari lakaran ini, bagi saya, berkisar pada Sensor Ultrasonik. HC-SR04 sangat murah (kurang dari 1 AS atau Kanada $ di Ali Express). Ia juga agak tepat untuk jenis projek ini.

Terdapat 2 "mata" bulat pada sensor tetapi masing-masing mempunyai tujuan yang berbeza. Salah satunya adalah pemancar suara yang lain adalah penerima. Apabila pin TRIG diatur ke TINGGI nadi dihantar. Pin ECHO akan mengembalikan nilai dalam milisaat iaitu jumlah kelewatan antara ketika nadi dihantar dan ketika ia diterima. Terdapat beberapa formula mudah dalam skrip untuk menolong menukar Milidetik menjadi Sentimeter atau Inci. Ingat bahawa masa yang dikembalikan perlu dipotong separuh kerana nadi menuju ke objek dan kemudian KEMBALI, merangkumi jarak dua kali.

Untuk keterangan lebih lanjut mengenai bagaimana Ultrasonik Sensor berfungsi, saya sangat mengesyorkan tutorial Dejan Nedelkovski di Howtomechatronics. Dia mempunyai video dan gambarajah yang sangat baik yang menerangkan konsep jauh lebih baik daripada yang saya dapat!

CATATAN: Kelajuan suara tidak berterusan. Ia berbeza-beza berdasarkan suhu dan tekanan. Pengembangan yang sangat menarik untuk projek ini akan menambahkan sensor suhu dan tekanan untuk mengimbangi "drift". Saya telah memberikan beberapa sampel untuk suhu alternatif sebagai titik permulaan, jika anda ingin mengambil langkah seterusnya!

Sumber Internet yang telah menghabiskan banyak masa untuk meneliti sensor ini menghasilkan nilai-nilai ini. Saya mengesyorkan saluran Andreas Spiess's You Tube untuk pelbagai video menarik. Saya menarik nilai-nilai ini dari salah satu daripadanya.

// 340 M / sec adalah kelajuan suara pada 15 deg C. (0,034 CM / Sec) // 331,5 M / sec adalah kelajuan suara pada 0 deg C (0,0331,5 CM / Sec)

// 343 M / Sec adalah kelajuan suara pada 20 deg C (0,0343 CM / Sec)

// 346 M / Sec adalah kelajuan suara pada 25 deg C (0,0346 CM / Sec)

Paparan LCD agak sukar, hanya kerana memerlukan begitu banyak pin (6!) Untuk mengendalikannya. Keuntungannya adalah bahawa versi asas LCD ini juga sangat murah. Saya dapat menemuinya dengan mudah di Aliexpress dengan harga kurang dari $ 2 Kanada.

Nasib baik, setelah anda menyambungkannya, mengawalnya sangat lurus ke hadapan. Anda mengosongkannya, kemudian tetapkan di mana anda mahu mengeluarkan teks anda kemudian mengeluarkan satu siri arahan LCD. PRINT untuk menolak teks dan nombor ke layar. Saya mendapat tutorial hebat mengenai ini dari Vasco Ferraz di vascoferraz.com. Saya mengubah susun atur pinnya agar lebih jelas kepada pemula (Seperti saya sendiri!).

Langkah 5: Kesimpulannya

Saya tidak berpura-pura menjadi jurutera elektrik atau Coder profesional. (Saya pada awalnya belajar bagaimana membuat pengaturcaraan pada tahun 1970-an!). Oleh kerana itu, saya dapati seluruh ruang Arduino sangat bebas. Saya, dengan hanya pengetahuan asas, dapat memulakan dengan eksperimen yang bermakna. Menciptakan perkara yang benar-benar berfungsi dan menunjukkan utiliti dunia nyata yang cukup sehingga isteri saya berkata "Hebat!".

Seperti yang kita semua lakukan, saya menggunakan sumber yang ada untuk saya dari internet untuk belajar bagaimana melakukan sesuatu, kemudian saya menghubungkannya bersama, semoga menjadikan sesuatu yang bermanfaat. Saya telah melakukan yang terbaik untuk memberi penghargaan kepada sumber-sumber ini dalam sketsa ini dan dalam lakaran saya.

Sepanjang perjalanan, saya percaya bahawa saya dapat menolong orang lain, yang juga memulakan perjalanan pembelajaran mereka. Saya harap anda menganggap ini berguna untuk diajar dan saya mengalu-alukan sebarang komen atau pertanyaan yang anda ada.