Ultrasonik sensör ve arduino kullanarak mesafe ölçümü

Ultrasonik sensörler, fiziksel dünya ile herhangi bir gerçek temas olmaksızın mesafeyi ölçmek ve nesneleri tespit etmek için harika araçlardır. Kendi kendine park etme veya çarpışma önleme sistemlerine yardımcı olmak için sıvı seviyesinin ölçülmesi, yakınlığın kontrol edilmesi ve daha da popüler olan otomobillerde olduğu gibi çeşitli uygulamalarda kullanılır. Daha önce su seviyesi tespiti, Ultrasonik Radar vb. Gibi birçok Ultrasonik Sensör projesi de yaptık. Bu, küçük mesafeleri hassas bir şekilde ölçmenin etkili bir yoludur. Bu projemizde HC-SR04 Ultrasonik Sensörü Arduino ile kullandık. sensörden bir engelin mesafesini belirlemek için. Ultrasonik mesafe ölçümünün temel prensibi ECHO'ya dayanmaktadır. Ortamda ses dalgaları iletildiğinde dalgalar engele çarptıktan sonra ECHO olarak başlangıç ​​noktasına geri döner. Bu yüzden, sadece her iki sesin de yolculuk süresini hesaplamamız gerekir; bu, engele çarptıktan sonra giden zaman ve başlangıç ​​noktasına geri dönme zamanı anlamına gelir. Sesin hızı bizim tarafımızdan bilindiği için, bir miktar hesaplamadan sonra mesafeyi hesaplayabiliriz. Bu Arduino mesafe ölçüm projesi için aynı tekniği kullanacağız, o yüzden başlayalım.

Kullanılan Bileşenler

1. Arduino Uno veya Pro Mini
2. Ultrasonik sensör Modülü
3. 16x2 LCD
4. Ölçek
5. Ekmek tahtası
6. 9 voltluk pil
7. Bağlantı telleri

Ultrasonik Sensör Modülü

Pek çok Arduino mesafe sensörü türü vardır, ancak bu projede HC-SR04'ü 2cm-400cm aralığında 3mm hassasiyetle mesafeyi ölçmek için kullandık. Sensör modülü bir ultrasonik verici, alıcı ve kontrol devresinden oluşur. Ultrasonik sensörün çalışma prensibi aşağıdaki gibidir:

1. Tetik kullanılarak 10us için yüksek seviye sinyali gönderilir.
2. Modül otomatik olarak sekiz adet 40 KHz sinyal gönderir ve ardından darbenin alınıp alınmadığını tespit eder.
3. Sinyal alınırsa, o zaman yüksek seviyededir. Yüksek süre, sinyal gönderme ve alma arasındaki zaman aralığıdır.

Mesafe = (Zaman x Havadaki Ses Hızı (340 m / s)) / 2

Zamanlama Diyagramı

Modül, ECHO sesin doğal fenomeni üzerinde çalışır. Modülü tetiklemek için yaklaşık 10 us için bir darbe gönderilir. Daha sonra modül otomatik olarak 8 döngü 40 KHz ultrason sinyali gönderir ve yankısını kontrol eder. Bir engele çarptıktan sonra sinyal geri döner ve alıcı tarafından yakalanır. Böylece, engelin sensörden uzaklığı aşağıdaki formülle basitçe hesaplanır:

Mesafe = (zaman x hız) / 2.

Burada hız ve zamanın çarpımını 2'ye böldük çünkü zaman engele ulaşmak ve geri dönmek için geçen toplam süredir. Böylece engele ulaşma süresi, harcanan toplam sürenin sadece yarısıdır.

Ultrasonik Sensör Arduino Devre Şeması ve Açıklaması

Arduino ve ultrasonik sensör için devre şeması, mesafeyi ölçmek için yukarıda gösterilmiştir. Devre bağlantılarında Ultrasonik sensör modülünün "tetik" ve "yankı" pinleri doğrudan arduino'nun 18 (A4) ve 19 (A5) pinlerine bağlanır. 4 bit modunda arduino ile 16x2 LCD bağlanır. Kontrol pini RS, RW ve En doğrudan arduino pin 2, GND ve 3'e bağlanır. Veri pini D4-D7 ise arduino'nun 4, 5, 6 ve 7 numaralı pinlerine bağlıdır.

Öncelikle ultrasonik sensör modülünü arduino kullanarak sinyal iletmesi için tetiklemeli ve ardından ECHO'yu almayı beklemeliyiz. Arduino, tetikleme ile Alınan ECHO arasındaki süreyi okur. Ses hızının 340m / s civarında olduğunu biliyoruz. böylece verilen formülü kullanarak mesafeyi hesaplayabiliriz:

Mesafe = (seyahat süresi / 2) * ses hızı

Ses hızının saniyede 340m civarında olduğu yerde.

Mesafeyi görüntülemek için 16x2 LCD kullanılır.

Bu eğiticide mesafe ölçüm projesinin çalışması hakkında daha fazla bilgi edinin: Ultrasonik sensör ve AVR Mikroişlemci kullanarak mesafe ölçümü.

Mesafe Ölçümü için Arduino Ultrasonik Sensör Kodu

Bu ultrasonik mesafe ölçüm projesi için tam kod, bu sayfanın alt kısmında verilmiştir. Kodda pulseIn (pin) kullanarak zamanı okuyoruz. Ardından uygun fonksiyonları kullanarak 16x2 LCD ekranda hesaplamaları ve görüntülenen sonucu gerçekleştirin.