Sensore ad ultrasuoni HC-Srtop 10 con Arduino Nano
Sensore ad ultrasuoni con Arduino Nano
Il sensore ad ultrasuoni utilizza onde sonore per rilevare e misurare la distanza degli oggetti. Questo sensore di distanza funziona inviando un impulso audio ad alta frequenza e misura il tempo richiesto dall'onda per colpire un oggetto e riflettere sul sensore. Il sensore calcola la distanza dell'oggetto usando il tempo impiegato dall'onda.
Per iniziare, collegare il sensore ad ultrasuoni a Arduino Nano usando i pin appropriati. Il sensore ad ultrasuoni richiede in genere un grilletto ed eco del perno, nonché connessioni di potenza e terra. Una volta stabilite le connessioni, dovrai installare le librerie e il software appropriati per controllare il sensore.
Oggi useremo il HC-SR04 sensore. Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di un sensore ad ultrasuoni HC-SR04 è la sua semplicità e il basso costo. Anche il sensore ad ultrasuoni HC-SR04 è molto preciso e può misurare le distanze fino a 400 cm (157 pollici) con una risoluzione di 0.3 cm (0.12 pollici). Ha un ampio intervallo di tensione operativa, che lo rende adatto per l'uso con una varietà di microcontrollori e fonti di potenza.
Ecco alcune specifiche principali di questo sensore:
| Caratteristiche | Valore |
|---|---|
| Operativo v | 5v dc |
| Operando i | 15 mA |
| Freq operativo | 40kHz |
| Intervallo min | 2 cm/ 1 pollice |
| Gamma massima | 400 cm/ 13 piedi |
| Precisione | 3 mm |
| Angolo di misurazione | <15 degree |
Pinout del sensore ad ultrasuoni
HC-SR04 ha un totale di 4 pin:
- VCC: Pin per sensore. Normalmente utilizza 5v
- GND: Pin GND del sensore
- Trig: Pin trigger che riceve il segnale dal pin digitale Arduino
- Eco: Invia un segnale a pin digitale Arduino. Usando questo segnale Arduino calcola la distanza totale percorsa usando il tempo impiegato da questo segnale.
Come funziona l'ultrasonico
L'HC-SR04 funziona utilizzando il segnale sonoro ad alta frequenza per misurare la distanza o rilevare gli oggetti. Se interfacciato con un Arduino (o un altro microcontrollore), può essere utilizzato per misurare la distanza o rilevare gli oggetti in una varietà di applicazioni. Ecco come funziona:
1: Il sensore ad ultrasuoni HC-SR04 è costituito da un trasmettitore e un ricevitore, nonché un circuito di controllo e un alimentatore. Il trasmettitore invia un impulso audio ad alta frequenza, mentre il ricevitore ascolta il impulso per rimbalzare dopo aver colpito un oggetto.
2: Per misurare la distanza, l'Arduino invia un impulso al perno del grilletto del sensore HC-SR04, facendo sì che il trasmettitore emetta un impulso audio. L'impulso del suono viaggia attraverso l'aria e colpisce un oggetto, causando il rimbalzo al ricevitore.
3: Il ricevitore misura il tempo impiegato dall'impulso audio per rimbalzare e invia queste informazioni al circuito di controllo. Il circuito di controllo calcola la distanza dall'oggetto in base al ritardo e alla velocità del suono.
4: L'Arduino può quindi leggere la misurazione della distanza dal sensore leggendo il valore sul pin di eco. Questo valore è proporzionale alla distanza dall'oggetto e l'Arduino può usarlo per calcolare la distanza effettiva.
5: Per rilevare gli oggetti, l'Arduino può semplicemente verificare se la distanza misurata dal sensore è al di sotto di una determinata soglia. Se la distanza è al di sotto della soglia, significa che esiste un oggetto all'interno del sensore.
IL HC-SR04 Il sensore calcolerà la distanza usando il tempo impiegato dall'onda ad ultrasuoni. Poiché l'ultrasonico è l'onda sonora, quindi la velocità del suono nell'aria viene presa per i calcoli. In secondo luogo la distanza totale percorsa dall'onda è divisa per 2 per ottenere la distanza di oggetti effettivi unilaterali dal sensore.
Come collegare Arduino Nano al sensore ad ultrasuoni
Per collegare Arduino Nano con un sensore ad ultrasuoni abbiamo bisogno di due pin digitali per il grilletto ed eco. Per alimentare il pin ad ultrasuoni 5V e GND verranno utilizzati.
| Pin HC-SR04 | Pin di nano arduino |
|---|---|
| VCC | 5v |
| Trig | D9 |
| Eco | D8 |
| GND | GND |
Il pin di grilletto ed eco del sensore può essere collegato a qualsiasi pin digitale della scheda Nano.
Schema elettrico
Di seguito è riportato il diagramma schematico di HC-SR04 con Arduino Nano.
Come programmare il sensore ad ultrasuoni usando Arduino Nano
Collegare Arduino Nano con HC-SR04 usando lo schema sopra. Carica il codice seguente sulla scheda Nano utilizzando Arduino IDE.
Codice
Apri IDE, seleziona Nano Scheda e Carica il codice utilizzando USB Mini Cable.
int triggerpin = 9; /*Trig pin d9 di Arduino nano*/
int echopin = 8; /*Echo pin d8 di Arduino nano*/
Float DurationMicrosec, DistanceIncm;
void setup ()
Seriale.Inizia (9600); /*Tasso di baud per comunicazione seriale*/
/* Pin trigger definito come output*/
pinMode (triggerpin, output);
/* Pin echo definito come input*/
pinMode (echopina, input);
void loop ()
/* Invia 10 impulsi microsec su pin trig*/
DigitalWrite (triggerpin, alto);
DelayMicroseconds (10);
DigitalWrite (triggerpin, basso);
/* misurare la durata dell'impulso dal pin di eco*/
durationmicrosec = pulsina (echopina, alta);
/* calcola la distanza*/
DistanceIncm = 0.017 * duratamicrosec;
/*Distanza di visualizzazione sul monitor seriale*/
Seriale.stampa ("distanza:");
Seriale.stampare (DistanceIncm); /*Distanza di stampa in cm*/
Seriale.println ("cm");
ritardo (1000);
Codice avviato definendo il pin trigger ed eco. Sono definite due variabili galleggianti che memorizzeranno il tempo impiegato per onda e la distanza misurata effettiva dell'oggetto.
L'ingresso dell'impulso è definito sul pin D8 di Arduino Nano usando il Pulsein () funzione.
Una volta che Arduino Nano riceve un segnale a D8, calcolerà la distanza usando la formula del tempo di distanza.
Nella parte del loop distanza misurata nel monitor seriale o stampato utilizzando il Seriale.println () funzione.
Hardware
Posizionare qualsiasi oggetto davanti al sensore HC-SR04 a una certa distanza:
Produzione
Possiamo vedere la distanza misurata sul monitor seriale IDE Arduino. Il valore misurato approssimativo è 4.4 cm.
Ora sposta l'oggetto sempre dal sensore:
Produzione
La distanza misurata dal sensore è di 8 cm. Poiché l'oggetto viene allontanato dal sensore:
Conclusione
Il sensore HC-SR04 ad ultrasuoni può misurare la distanza usando il codice Arduino. Misura una distanza accurata degli oggetti ed è ampiamente utilizzata nei progetti fai -da -te. Questo articolo ha riguardato una guida dettagliata sul lavoro e sull'interfaccia dei sensori ad ultrasuoni con le schede Arduino Nano. Per ulteriori informazioni, leggi l'articolo.