Pagsukat sa distansya gamit ang ultrasonic sensor at arduino

Ang mga ultrasonic sensor ay mahusay na tool upang masukat ang distansya at makita ang mga bagay nang walang anumang aktwal na pakikipag-ugnay sa pisikal na mundo. Ginagamit ito sa maraming mga application, tulad ng pagsukat sa antas ng likido, pag-check sa kalapitan at kahit na mas popular sa mga sasakyan upang tumulong sa mga self-parking o mga anti-collision system. Dati nagtatayo din kami ng maraming mga proyekto ng Ultrasonic Sensor tulad ng pagtuklas ng antas ng tubig, Ultrasonic Radar atbp. Ito ay isang mabisang paraan upang masukat nang wasto ang maliliit na distansya. Sa proyektong ito, ginamit namin ang HC-SR04 Ultrasonic Sensor kasama ang Arduino upang matukoy ang distansya ng isang balakid mula sa sensor. Ang pangunahing prinsipyo ng pagsukat ng distansya ng ultrasonic ay batay sa ECHO. Kapag ang mga alon ng tunog ay naipadala sa kapaligiran pagkatapos ay ang mga alon ay bumalik sa pinagmulan bilang ECHO matapos na maabot ang balakid. Kaya kailangan lamang nating kalkulahin ang oras ng paglalakbay ng parehong tunog ay nangangahulugang papalabas na oras at oras ng pagbabalik sa pinagmulan pagkatapos na magwasak sa balakid. Tulad ng ang bilis ng tunog ay kilala sa amin, pagkatapos ng ilang pagkalkula maaari naming kalkulahin ang distansya. Gagamitin namin ang parehong diskarteng ito para sa proyektong pagsukat sa distansya ng Arduino, kaya't magsimula tayo.

Mga Ginamit na Bahagi

1. Arduino Uno o Pro Mini
2. Modyul ng ultrasonic sensor
3. 16x2 LCD
4. Kaliskis
5. Bread board
6. 9 volt na baterya
7. Mga kumokonekta na mga wire

Modyul ng Ultrason Sensor

Maraming uri ng mga distansya ng Arduino sensor, ngunit sa proyektong ito ginamit namin ang HC-SR04 upang masukat ang distansya sa saklaw na 2cm-400cm na may katumpakan na 3mm. Ang module ng sensor ay binubuo ng isang ultrasonic transmitter, receiver at control circuit. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng ultrasonic sensor ay ang mga sumusunod:

1. Ang signal ng mataas na antas ay ipinadala para sa 10us gamit ang Trigger.
2. Ang module ay nagpapadala ng walong 40 KHz signal nang awtomatiko, at pagkatapos ay nakita kung ang pulso ay natanggap o hindi.
3. Kung ang signal ay natanggap, pagkatapos ito ay sa pamamagitan ng mataas na antas. Ang oras ng mataas na tagal ay ang agwat ng oras sa pagitan ng pagpapadala at pagtanggap ng signal.

Distansya = (Oras x Bilis ng Tunog sa Hangin (340 m / s)) / 2

Timing Diagram

Gumagana ang module sa natural na hindi pangkaraniwang bagay ng ECHO ng tunog. Ang isang pulso ay ipinadala para sa halos 10us upang ma-trigger ang module. Matapos kung saan awtomatikong nagpapadala ang module ng 8 cycle ng 40 KHz ultrasound signal at suriin ang echo nito. Ang signal pagkatapos ng pag-aaklas sa isang balakid ay bumalik at nakuha ng tatanggap. Kaya't ang distansya ng balakid mula sa sensor ay kinakalkula lamang ng pormulang ibinigay bilang

Distansya = (oras x bilis) / 2.

Dito namin hinati ang produkto ng bilis at oras ng 2 dahil ang oras ay ang kabuuang oras na kinakailangan upang maabot ang balakid at bumalik. Sa gayon ang oras upang maabot ang balakid ay kalahati lamang ng kabuuang oras na ginugol.

Ultrasonic Sensor Arduino Circuit Diagram at Paliwanag

Ang circuit diagram para sa arduino at ultrasonic sensor ay ipinapakita sa itaas upang masukat ang distansya. Sa mga koneksyon sa circuit ang mga "gatilyo" at "echo" na mga pin na direktang sensor ng ultrasonic ay direktang konektado sa pin 18 (A4) at 19 (A5) ng arduino. Ang isang 16x2 LCD ay konektado sa arduino sa 4-bit mode. Ang control pin RS, RW at En ay direktang konektado sa arduino pin 2, GND at 3. At ang data pin na D4-D7 ay konektado sa 4, 5, 6 at 7 ng arduino.

Una sa lahat kailangan naming mag-trigger ang module ng ultrasonic sensor upang makapagpadala ng signal sa pamamagitan ng paggamit ng arduino at pagkatapos ay maghintay para makatanggap ng ECHO. Binabasa ni Arduino ang oras sa pagitan ng pag-trigger at Natanggap na ECHO. Alam namin na ang bilis ng tunog ay nasa paligid ng 340m / s. kaya maaari nating kalkulahin ang distansya sa pamamagitan ng paggamit ng naibigay na pormula:

Distansya = (oras ng paglalakbay / 2) * bilis ng tunog

Kung saan ang bilis ng tunog sa paligid ng 340m bawat segundo.

Ang isang 16x2 LCD ay ginagamit para sa pagpapakita ng distansya.

Maghanap ng higit pa tungkol sa pagtatrabaho ng proyekto ng pagsukat ng distansya sa tutorial na ito: Pagsukat sa distansya gamit ang ultrasonic sensor at AVR Microcontroller.

Arduino Ultrasonic Sensor Code para sa Pagsukat sa Distansya

Ang kumpletong code para sa proyektong pagsukat ng distansya ng ultrasonic ay ibinibigay sa ilalim ng pahinang ito. Sa code nabasa namin ang oras sa pamamagitan ng paggamit ng pulseIn (pin). At pagkatapos ay magsagawa ng mga kalkulasyon at ipinakita ang resulta sa 16x2 LCD sa pamamagitan ng paggamit ng mga naaangkop na pag-andar.