Come usare il sensore ad ultrasuoni con Arduino

Arduino è una scheda microcontrollore utilizzata dagli ingegneri per progettare più progetti. Arduino semplifica l'interazione con i microcontrollori e i prodotti di progettazione di nostra scelta. Arduino ha la capacità di interfacciarsi con più moduli hardware di sensori. Uno dei sensori più popolari usati con Arduino è il sensore di distanza ad ultrasuoni. Ha un ruolo vitale nella costruzione di progetti robotici a base di Arduino in cui possiamo eseguire diverse istruzioni in base alla distanza misurata da Arduino. Vediamo come possiamo usare questo sensore con Arduino.

Sensore ad ultrasuoni con Arduino

HC-SR04 è uno dei sensori ad ultrasuoni più utilizzati con Arduino. Questo sensore determina quanto è lontano un oggetto. Usa il sonar per determinare la distanza degli oggetti. Normalmente ha una buona gamma di rilevamento con precisione di 3 mm, tuttavia a volte è difficile misurare la distanza dei materiali morbidi come il panno. Viene fornito con un trasmettitore e ricevitore integrati. La tabella seguente descrive le specifiche tecniche di questo sensore.

Caratteristiche	Valore
Tensione operativa	5v dc
Corrente operativa	15 mA
Frequenza operativa	40kHz
Intervallo min	2 cm/ 1 pollice
Gamma massima	400 cm/ 13 piedi
Precisione	3 mm
Angolo di misurazione	<15 degree

Pinout

Il sensore ad ultrasuoni HC-SR04 ha quattro pin:

• VCC: Collega questo pin ad Arduino 5V
• GND: Collega questo pin con Arduino GND
• Trig: Questo pin riceve il segnale di controllo dal pin digitale Arduino
• Eco: Questo pin invia un impulso o un segnale di nuovo ad Arduino. Il segnale dell'impulso posteriore ricevuto viene misurato per calcolare la distanza.

Come funziona l'ultrasonico

Una volta che il sensore ad ultrasuoni è collegato ad Arduino, il microcontrollore genererà un impulso di segnale sul Trig spillo. Dopo che i sensori hanno ricevuto un input sul pin trig, viene generata automaticamente un'onda ad ultrasuoni. Questa onda emessa colpirà la superficie di un ostacolo o un oggetto la cui distanza dobbiamo misurare. Successivamente, l'onda ad ultrasuoni tornerà al terminale del ricevitore del sensore.

Il sensore ad ultrasuoni rileverà l'onda riflessa e calcolerà il tempo totale impiegato dall'onda da un sensore a oggetto e di nuovo al sensore. Il sensore ad ultrasuoni genererà un impulso di segnale sul pin di eco che è collegato a pin digitali Arduino una volta che l'Arduino riceve il segnale dal pin di eco calcola la distanza totale tra oggetto e sensore usando Formula a distanza.

Come collegare Arduino al sensore ad ultrasuoni

I pin digitali Arduino generano un segnale di impulso da 10 microsecondi che viene somministrato al pin del sensore ad ultrasuoni 9 mentre riceve il segnale in arrivo dal sensore ad ultrasuoni, viene utilizzato un altro perno digitale. Il sensore è alimentato usando un terreno Arduino e un pin di uscita 5V.

Pin del sensore ad ultrasuoni	Arduino Pin
VCC	Pin di uscita 5V
Trig	Pin9
Eco	Pin8
GND	GND

I pin di trig ed eco possono essere collegati a uno dei pin digitali Arduino. L'immagine indicata di seguito rappresenta lo schema di cablaggio di Arduino con sensore ultrasonico HC-SR04.

Schematico

Come programmare il sensore ad ultrasuoni usando Arduino

Per programmare un sensore ad ultrasuoni collegarlo con un Arduino usando il diagramma sopra. Ora dobbiamo generare un segnale di impulso sul pin trig del sensore ad ultrasuoni.

Genera un impulso da 10 microsecondi sul pin 9 di Arduino usando DigitalWrite () E DelayMicroseconds () funzioni.

DigitalWrite (9, alto);
DelayMicroseconds (10);
DigitalWrite (9, basso);

Per misurare l'uscita dal sensore al pin 8, l'uso Pulsein () funzione.

Duration_microsec = pulsein (8, alto);

Una volta ricevuto l'impulso dal perno eco del sensore a Arduino Pin Numero 8. Arduino calcolerà la distanza usando la formula sopra.

Distance_cm = 0.017 * duration_microsec;

Codice

int triggerpin = 9; /* Il pin 9 è impostato per il pin trig del sensore*/
int echopin = 8; /* Il pin 8 è impostato per l'ingresso del pin eco del sensore*/
Float DurationMicrosec, DistanceIncm;
void setup ()
Seriale.Inizia (9600); /*Comunicazione seriale iniziata*/
/* Triggerpin è impostato come output*/
pinMode (triggerpin, output);
/* Echo Pin 9 è impostato come input*/
pinMode (echopina, input);

void loop ()
/* Genera impulso da 10 microsecondi per trig del pin*/
DigitalWrite (triggerpin, alto);
DelayMicroseconds (10);
DigitalWrite (triggerpin, basso);
/* Misura la durata dell'impulso dal pin di eco*/
durationmicrosec = pulsina (echopina, alta);
/* Calcola la distanza*/
DistanceIncm = 0.017 * duratamicrosec;
/* Stampa il valore per monitor seriale*/
Seriale.stampa ("distanza:");
Seriale.stampare (DistanceIncm); /*Distanza di stampa in cm*/
Seriale.println ("cm");
ritardo (1000);

In Codice Pin 9 sopra è impostato come trigger mentre il pin 8 è impostato come pin di uscita per il sensore ad ultrasuoni. Due variabili duratamicrosec E DistanceIncm è inizializzato. L'utilizzo di pinMode () Pin 9 è impostato come input mentre il pin 8 è impostato come output.

Nel ciclo continuo Viene calcolata la sezione del codice utilizzando la formula spiegata sopra la distanza e l'uscita viene stampata sul monitor seriale.

Hardware

Posizionare l'oggetto vicino al sensore ad ultrasuoni.

Produzione

Distanza approssimativa di 5.9 cm è mostrato dal sensore ad ultrasuoni sul monitor seriale.

Ora allontana l'oggetto dal sensore ad ultrasuoni.

Produzione

Distanza approssimativa di 10.8 cm è mostrato dal sensore ad ultrasuoni sul monitor seriale.

Conclusione

Il sensore ad ultrasuoni è un ottimo strumento per misurare la distanza utilizzando il funzionamento senza contatto. Ha una vasta applicazione nei progetti elettronici fai -da -te in cui dobbiamo lavorare con la misurazione della distanza, il controllo della presenza di un oggetto e il livellamento o la posizione corretta di qualsiasi attrezzatura. Questo articolo copre tutti i parametri necessari per gestire un sensore ad ultrasuoni con Arduino.