Neste artigo, conectaremos o sonar rangefinder ultrassônico HC-SR04 ao Arduino.
Necessário
- - Arduino;
- - sensor ultrassônico HC-SR04;
- - fios de conexão.
Instruções
Passo 1
A ação do telêmetro ultrassônico HC-SR04 é baseada no princípio da ecolocalização. Ele emite impulsos sonoros para o espaço e recebe um sinal refletido de um obstáculo. A distância até o objeto é determinada pelo tempo de propagação da onda sonora até o obstáculo e vice-versa.
A onda sonora é disparada pela aplicação de um pulso positivo de pelo menos 10 microssegundos à perna TRIG do telêmetro. Assim que o pulso termina, o telêmetro emite uma explosão de pulsos de som com uma frequência de 40 kHz para o espaço à sua frente. Ao mesmo tempo, o algoritmo para determinar o tempo de atraso do sinal refletido é lançado e uma unidade lógica aparece na perna ECHO do telêmetro. Assim que o sensor detecta o sinal refletido, um zero lógico aparece no pino ECHO. A duração deste sinal ("Atraso de eco" na figura) determina a distância ao objeto.
Faixa de medição de distância do telêmetro HC-SR04 - até 4 metros com resolução de 0,3 cm Ângulo de observação - 30 graus, ângulo efetivo - 15 graus. O consumo de corrente em modo de espera é de 2 mA, durante a operação - 15 mA.
Passo 2
O fornecimento de energia do telêmetro ultrassônico é realizado com uma tensão de +5 V. Os outros dois pinos são conectados a qualquer porta digital do Arduino, vamos conectar a 11 e 12.
etapa 3
Agora vamos escrever um esboço que determina a distância até o obstáculo e o envia para a porta serial. Primeiro, definimos os números dos pinos TRIG e ECHO - são os pinos 12 e 11. Em seguida, declaramos o gatilho como uma saída e o eco como uma entrada. Inicializamos a porta serial em 9600 baud. A cada repetição do loop (), lemos a distância e a enviamos para a porta.
A função getEchoTiming () gera um pulso de disparo. Ele apenas cria uma corrente de pulso de 10 microssegundos, que é um gatilho para o início da radiação pelo telêmetro de um pacote de som para o espaço. Então ela se lembra do tempo desde o início da transmissão da onda sonora até a chegada do eco.
A função getDistance () calcula a distância até o objeto. Do curso de física da escola, lembramos que a distância é igual à velocidade multiplicada pelo tempo: S = V * t. A velocidade do som no ar é 340 m / s, o tempo em microssegundos que conhecemos é "duratuion". Para obter o tempo em segundos, divida por 1.000.000. Uma vez que o som viaja o dobro da distância - para o objeto e de volta - você precisa dividir a distância pela metade. Assim, verifica-se que a distância ao objeto S = 34000 cm / seg * duração / 1.000.000 seg / 2 = 1,7 cm / seg / 100, que escrevemos no esboço. O microcontrolador realiza a multiplicação mais rápido do que a divisão, então substituí "/ 100" pelo equivalente "* 0, 01".
Passo 4
Além disso, muitas bibliotecas foram escritas para funcionar com um telêmetro ultrassônico. Por exemplo, este: https://robocraft.ru/files/sensors/Ultrasonic/HC-SR04/ultrasonic-HC-SR04.zip. A biblioteca é instalada de forma padrão: baixe, descompacte para o diretório libraries, que está localizado na pasta com o IDE do Arduino. Depois disso, a biblioteca pode ser usada.
Depois de instalar a biblioteca, vamos escrever um novo esboço. O resultado de seu trabalho é o mesmo - o monitor da porta serial exibe a distância até o objeto em centímetros. Se você escrever float dist_cm = ultrasonic. Ranging (INC); no esboço, a distância será exibida em polegadas.
Etapa 5
Portanto, conectamos o telêmetro ultrassônico HC-SR04 ao Arduino e recebemos os dados dele de duas maneiras diferentes: usando uma biblioteca especial e sem.
A vantagem de usar a biblioteca é que a quantidade de código é significativamente reduzida e a legibilidade do programa é melhorada, você não precisa se aprofundar nos meandros do dispositivo e pode usá-lo imediatamente. Mas esta também é a desvantagem: você entende menos bem como o dispositivo funciona e quais processos ocorrem nele. Em qualquer caso, o método a ser usado é com você.
