Sukatin ang distansya gamit ang raspberry pi at hcsr04 ultrasonic sensor

Sa proyektong ito pupunta kami sa interface module ng sensor ng HC-SR04 Ultrasonic sa Raspberry Pi upang sukatin ang distansya. Ginamit namin dati ang sensor ng Ultrasonic kasama ang Raspberry Pi upang maitayo ang Obstacle Avoiding Robot. Bago magpatuloy, ipaalam ang tungkol sa Ultrasonic sensor.

HC-SR04 Ultrasonic Sensor:

Ginagamit ang Ultrasonic Sensor upang sukatin ang distansya na may mataas na kawastuhan at matatag na pagbabasa. Maaari itong sukatin ang distansya mula 2cm hanggang 400cm o mula sa 1 pulgada hanggang 13 talampakan. Nagpapalabas ito ng isang ultrasound wave sa dalas ng 40KHz sa hangin at kung ang bagay ay darating sa kanyang paraan pagkatapos ay babalik ito pabalik sa sensor. Sa pamamagitan ng paggamit ng oras na iyon na kinakailangan upang maabot ang bagay at bumalik, maaari mong kalkulahin ang distansya.

Gumagamit ang ultrasonic sensor ng diskarteng tinatawag na "ECHO". Ang "ECHO" ay isang nakalarawan na alon ng tunog. Magkakaroon ka ng isang ECHO kapag ang tunog ay sumasalamin pabalik pagkatapos maabot ang isang patay na dulo.

Ang module ng HCSR04 ay bumubuo ng isang tunog panginginig sa saklaw ng ultrasonic kapag ginawa naming mataas ang pin na 'Trigger' para sa halos 10us na magpapadala ng isang 8 cycle sonic na sumabog sa bilis ng tunog at pagkatapos na maabot ang bagay, tatanggapin ito ng Echo pin. Nakasalalay sa oras na kinuha ng tunog panginginig upang makabalik, nagbibigay ito ng naaangkop na output ng pulso. Kung ang bagay ay malayo pagkatapos ay tumatagal ng mas maraming oras upang marinig ang ECHO at ang lapad ng output pulse ay malaki. At kung ang balakid ay malapit, kung gayon ang ECHO ay maririnig nang mas mabilis at ang lapad ng output pulse ay magiging mas maliit.

Maaari nating kalkulahin ang distansya ng bagay batay sa oras na kinuha ng ultrasonikong alon upang bumalik sa sensor. Dahil ang oras at bilis ng tunog ay nalalaman maaari nating kalkulahin ang distansya sa pamamagitan ng mga sumusunod na formula.

• Distansya = (Oras x Bilis ng Tunog sa Hangin (343 m / s)) / 2.

Ang halaga ay nahahati sa dalawa dahil ang alon ay naglalakbay pasulong at paatras na sumasakop sa parehong distansya. Sa gayon ang oras upang maabot ang balakid ay kalahati lamang ng kabuuang oras na kinuha

Kaya Distansya sa sentimeter = 17150 * T

Nakagawa kami dati ng maraming kapaki-pakinabang na proyekto gamit ang Ultrasonic sensor at Arduino, suriin ang mga ito sa ibaba:

• Pagsukat sa Distansya na Batay sa Arduino gamit ang Ultrasonic Sensor
• Door Alarm gamit ang Arduino at Ultrasonic Sensor
• IOT Batay sa Pagsubaybay sa Dumpster gamit ang Arduino

Kinakailangan ang Mga Bahagi:

Narito ginagamit namin ang Raspberry Pi 2 Model B kasama ang Raspbian Jessie OS. Ang lahat ng pangunahing mga kinakailangan sa Hardware at Software ay dati nang tinalakay, maaari mo itong tingnan sa Panimula ng Raspberry Pi at Raspberry PI LED Blinking para sa pagsisimula, bukod sa kailangan namin:

• Raspberry Pi na may paunang naka-install na OS
• HC-SR04 Ultrasonic Sensor
• Suplay ng kuryente (5v)
• 1KΩ risistor (3 piraso)
• 1000uF capacitor
• 16 * 2 character LCD

Paliwanag sa Circuit:

Ang mga koneksyon sa pagitan ng Raspberry Pi at LCD ay ibinibigay sa talahanayan sa ibaba:

Koneksyon sa LCD	Koneksyon sa Raspberry Pi
GND	GND
VCC	+ 5V
VEE	GND
Ang RS	GPIO17
R / W	GND
EN	GPIO27
D0	GPIO24
D1	GPIO23
D2	GPIO18
D3	GPIO26
D4	GPIO5
D5	GPIO6
D6	GPIO13
D7	GPIO19

Sa circuit na ito, gumamit kami ng 8bit na komunikasyon (D0-D7) upang ikonekta ang LCD sa Raspberry Pi, gayunpaman hindi ito isang sapilitan, maaari din kaming gumamit ng 4-bit na komunikasyon (D4-D7), ngunit sa 4 na programa ng komunikasyon ay medyo naging kumplikado para sa mga nagsisimula kaya pumunta lamang sa 8 bit na komunikasyon. Dito nakakonekta namin ang 10 mga pin ng LCD sa Raspberry Pi kung saan 8 mga pin ang data pin at 2 pin ang control Pins.

Nasa ibaba ang circuit diagram para sa pagkonekta sa sensor ng HC-SR04 at LCD sa Raspberry Pi para sa pagsukat ng distansya.

Tulad ng ipinakita sa pigura, ang HC-SR04 Ultrasonic Sensor ay may apat na mga pin,

1. PIN1- VCC o + 5V
2. PIN2- TRIGGER (10us Mataas na pulso na ibinigay upang sabihin sa sensor na maunawaan ang distansya)
3. PIN3- ECHO (Nagbibigay ng output ng pulso na ang lapad ay kumakatawan sa distansya pagkatapos ng pag-trigger)
4. PIN4- GROUND

Nagbibigay ang echo pin ng + 5V output pulse na hindi maaaring konektado nang direkta sa Raspberry Pi. Sa gayon gagamitin namin ang Voltage Divider Circuit (na binuo gamit ang R1 at R2) upang makakuha ng + 3.3V na lohika sa halip na + 5V na lohika.

Paggawa ng Paliwanag:

Ang kumpletong pagtatrabaho ng Raspberry Pi Distance Sukat ay tulad ng, 1. Pag-trigger ng sensor sa pamamagitan ng paghila ng gat ng pin para sa 10uS.

2. Ang alon ng tunog ay ipinadala ng sensor. Matapos matanggap ang ECHO, ang module ng sensor ay nagbibigay ng isang output na proporsyonal sa distansya.

3. Itatala namin ang oras kung kailan lumalabas ang pulso ng output mula sa LOW to HIGH at kailan ulit kapag pumupunta ito ng HIGH hanggang LOW

4. Magkakaroon kami ng oras ng pagsisimula at paghinto. Gagamit kami ng equation ng distansya upang makalkula ang distansya.

5. Ang distansya ay ipinapakita sa 16x2 LCD display.

Alinsunod dito ay isinulat namin ang Program sa Python para sa Raspberry Pi upang gawin ang mga sumusunod na pag-andar:

1. Upang magpadala ng gatilyo sa sensor

2. I-record ang simula at ihinto ang oras ng output ng pulso mula sa sensor.

3. Upang Kalkulahin ang distansya sa pamamagitan ng paggamit ng oras ng pagsisimula at PAGHIGIL.

4. Upang Maipakita ang resulta na nakuha sa 16 * 2 LCD.

Ang kumpletong Program at Demo Video ay ibinibigay sa ibaba. Maayos na ipinaliwanag ang programa sa pamamagitan ng mga komento, kung mayroon kang alinlangan maaari kang magtanong sa seksyon ng komento sa ibaba.