Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Połączenie czujnika ultradźwiękowego z Arduino

Kompletny poradnik, krok po kroku pokazujący współpracę czujnika ultradźwiękowego z Arduino.
Article Image
1. Praktyczny Kurs Arduino - przewodnik po artykułach składających się na kurs 2. Czym jest Arduino? 3. Porównanie Arduino z Raspberry Pi 4. Instalacja sterownika Arduino w systemie Windows 5. Generowanie pliku hex w Arduino 6. Jak wgrać bootloader w Atmega328? 7. Rozpoczęcie pracy z oprogramowaniem Arduino 8. Rozpoczęcie programowania w Arduino 9. Programowe resetowanie Arduino 10. Wprowadzenie do Arduino UNO 11. Wprowadzenie do Arduino NANO 12. Wprowadzenie do Arduino Pro Mini 13. Wprowadzenie do Arduino Mega 2560 14. Wprowadzenie do Arduino Due 15. Wprowadzenie do Arduino Lilypad 16. Wprowadzenie do ATmega328 17. Biblioteka Arduino dla Proteusa 18. Projekt płytki drukowanej Arduino UNO dla Proteus ARES 19. Biblioteka Arduino Lilypad dla Proteusa 20. Odczyt z portu szeregowego Arduino 21. Projektowanie układów LCD z Arduino 22. Łączenie klawiatury z Arduino 23. Wartość ADC na LCD przy użyciu Arduino 24. Symulacja czujnika ultradźwiękowego w Proteusie 25. Połączenie czujnika ultradźwiękowego z Arduino 26. Wiele czujników ultradźwiękowych z Arduino 27. Czujnik temperatury 18B20 z Arduino 28. Jak używać 18B20 w Proteus ISIS? 29. Łączenie LM35 z Arduino w Proteusie 30. Współpraca siedmiosegmentowego wyświetlacza z Arduino w Proteusie 31. Łączenie czujnika PIR z Arduino 32. Współpraca czujnika płomienia z Arduino 33. Interfejs NRF24L01 z Arduino 34. NRF24L01+ i Arduino - Response Timed Out 35. Połączenie RFID RC522 z Arduino 36. Komunikacja Bluetooth z Arduino przy użyciu HC05 37. Sterowanie serwomotorem za pomocą Arduino w Proteusie 38. Projekt sterowania sygnalizacją świetlną przy użyciu Arduino 39. Przewijanie tekstu na matrycy LED 8×8 z użyciem Arduino 40. Inteligentny system oszczędzania energii 41. Komunikacja USB pomiędzy Androidem i Arduino 42. Automatyka domowa z użyciem XBee i Arduino 43. Domowy system bezpieczeństwa oparty na GSM 44. Wysyłanie SMS-ów za pomocą Arduino UNO i SIM900 45. Odbieranie SMS-ów za pomocą komend AT przy użyciu Arduino 46. Projekt rozpoznawania głosu przy użyciu EasyVR Shield 47. Rozpoczęcie pracy z programem EasyVR Commander 48. Połączenie EasyVR z Arduino UNO 49. Błąd szkolenia - niepowodzenie rozpoznawania w EasyVR 50. Połączenie XBee z komputerem 51. Wprowadzenie do modułu XBee 52. Interfejs XBee z Arduino 53. Rozpoczęcie pracy z kamerą Pixy 54. Jak zainstalować oprogramowanie kamery Pixy - PixyMon 55. Aktualizacja firmware kamery Pixy do najnowszej wersji 56. Jak wytrenować kamerę Pixy za pomocą komputera 57. Sterowanie kierunkiem obrotu silnika prądu stałego za pomocą Arduino 58. Sterowanie prędkością obrotów silnika prądu stałego za pomocą Arduino
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści

Dzisiaj chciałbym przedstawić kompletną dyskusję na temat połączenia czujnika ultradźwiękowego z Arduino. Chciałbym powiedzieć kilka szczegółów na temat czujnika ultradźwiękowego, po tym przejdziemy do połączenia czujnika ultradźwiękowego z Arduino. Czujnik ultradźwiękowy znany jest również jako czujnik SONAR. SONAR to skrót od Sound Navigation and Ranging (pl. nawigacja dźwiękowa i pomiar odległości). Ultradźwięki są najczęściej stosowane do pomiaru odległości. Mogą być również używane do pomiaru głębokości morza.

Podzieliłem się już biblioteką czujników ultradźwiękowych dla Proteusa. Czujnik ultradźwiękowy/SONAR jest urządzeniem elektronicznym służącym do szacowania odległości obiektu poprzez ciągłe emitowanie fal dźwiękowych o określonej częstotliwości i nasłuchiwanie, czy transmitowana fala dźwiękowa odbija się od niego. Mierzy on czas pomiędzy nadaniem a odbiorem fali dźwiękowej, który w rzeczywistości jest równy odległości obiektu od SONARu. Czujnik optyczny posiada zarówno nadajnik do nadawania, jak i odbiornik do odbierania fal. Jednak w porównaniu z czujnikiem optycznym, czujnik ultradźwiękowy posiada tylko jeden element służący do nadawania i odbierania fal ultradźwiękowych. Podzieliłem się również symulacją czujnika ultradźwiękowego w Proteusie. Czujnik ultradźwiękowy posiada cztery piny, których szczegóły zostaną podane w dalszej części tego poradnika. Jest to kolejny czujnik podobny do czujnika ultradźwiękowego, czyli czujnik PNG. PNG posiada trzy piny. Oba te czujniki przeznaczone są do szacowania odległości obiektu od czujnika. W tym poradniku wykorzystam czujnik ultradźwiękowy. Podstawowa zasada działania czujnika ultradźwiękowego polega na tym, że wysyła on fale ultradźwiękowe i odbiera je po odbiciu od powierzchni obiektu oraz mierzy czas pomiędzy nadaniem a odbiorem fali ultradźwiękowej. Pozostałe szczegóły dotyczące czujnika ultradźwiękowego/SONARu zostaną podane w dalszej części artykułu.

Połączenie czujnika ultradźwiękowego z Arduino

Czujnik ultradźwiękowy znany jest również pod nazwą SONAR. Służy do pomiaru odległości pomiędzy obiektem a samym czujnikiem. Nadaje fale ultradźwiękowe i odbiera je z powrotem po odbiciu od powierzchni obiektu. Następnie mierzy czas trwania całego procesu, który jest równy odległości pomiędzy obiektem a samym czujnikiem. Posiada cztery piny i jest bardzo łatwy w użyciu. Jest łatwo dostępny na rynku i jest dostępny w bardzo niskich cenach. Ma on szerokie zastosowanie np. do szacowania głębokości morza i wielu innych. Czujnik SONAR/ultradźwiękowy wraz z odpowiednim oznakowaniem przedstawiono na rysunku poniżej.

1. Piny czujnika ultradźwiękowego

• Czujnik ultradźwiękowy posiada w sumie cztery piny, z których każdy ma do wykonania inne zadanie.

• Wszystkie piny czujnika ultradźwiękowego są wymienione w tabeli przedstawionej na rysunku poniżej.

2. Opis pinów czujnika ultradźwiękowego

• Ponieważ każdy pin ma inne zadanie do wykonania, więc musimy wiedzieć o funkcjonalności każdego z nich.

• Opis pinów czujnika ultradźwiękowego znajduje się w tabeli przedstawionej na rysunku poniżej.

3. Rozkład pinów czujnika ultradźwiękowego

• Diagram pinów dostarcza nam informacji o wszystkich pinach urządzenia elektronicznego.

• Schemat połączeń układu czujnika ultradźwiękowego przedstawiony jest na poniższym rysunku.

4. Zasada działania czujnika ultradźwiękowego

• Czujnik ultradźwiękowy transmituje fale dźwiękowe.

• Fale te są odbijane z powrotem od powierzchni obiektu.

• Czujniki ultradźwiękowe odbierają odbite fale.

• Następnie mierzy czas, jaki upłynął podczas całego procesu, od nadania do odbioru, jest to tzw. czas podróży w obie strony.

• Czas ten jest równy odległości pomiędzy obiektem a samym czujnikiem.

• Mam również pokazać kilka pomocy wizualnych, tak, że można łatwo zrozumieć jego zasadę działania.

• Zasada działania czujnika ultradźwiękowego przedstawiona jest na poniższym rysunku.

5. Schemat podłączenia czujnika ultradźwiękowego z Arduino

• W poprzednim poradniku podzieliłem się również połączeniem czujnika ultradźwiękowego z Arduino.

• Omówiłem szczegółowe informacje na temat połączenia wielu czujników ultradźwiękowych z Arduino.

• Na rysunku poniżej podany jest w pełni oznaczony schemat elektryczny połączenia czujnika ultradźwiękowego z Arduino.

6. Kod źródłowy połączenia czujnika ultradźwiękowego z Arduino

• Podałem kompletny kod Arduino połączenia czujnika ultradźwiękowego z Arduino.

• Musisz po prostu skopiować i wkleić cały kod do swojego oprogramowania Arduino.

• Po wgraniu go na płytkę Arduino, będziesz w stanie uzyskać pożądane rezultaty.

// definiuje numery pinów Arduino
const int trigPin = 12;
const int echoPin = 11;
// defines variables
long duration;
int distance;
void setup() 
{
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Ustawia trigPin jako Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Ustawia echoPin jako wejście
Serial.begin(9600); // Uruchamia komunikację szeregową
}
void loop() {
// Czyści trigPin
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
// Ustawia trigPin w stan HIGH na 10 mikrosekund
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
// Odczytuje echoPin, zwraca czas podróży fali dźwiękowej w mikrosekundach
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
// Obliczanie odległości
distance= duration*0.034/2;
// Wyświetla odległość na monitorze szeregowym
Serial.print("Distance from the object = ");
Serial.print(distance);
Serial.println(" cm");
delay(1000);
}

• W pierwszej kolejności zdefiniowałem piny dla Echo i Trig.

• Następnie zmieniłem ich tryb na wejściowy i wyjściowy.

• W kolejnym kroku, zdefiniowałem wzór do obliczania odległości.

7. Wartości znamionowe czujników ultradźwiękowych

• Z danych znamionowych urządzenia możemy dowiedzieć się o jego zapotrzebowaniu na moc, napięcie i prąd.

• Wartości znamionowe czujników ultradźwiękowych przedstawiono na poniższym rysunku.

8. Wymiary czujnika ultradźwiękowego

• Wymiary czujnika ultradźwiękowego podane są na poniższym rysunku.

9. Funkcje czujnika ultradźwiękowego i wzór do pomiaru odległości

• Funkcje czujnika ultradźwiękowego zestawiono w tabeli przedstawionej na rysunku poniżej.

• Wzór na obliczenie odległości pomiędzy obiektem a samym czujnikiem jest podany poniżej.

Odległość = (prędkość dźwięku × czas)/2

W poradniku połączenie czujnika ultradźwiękowego z Arduino, poznaliśmy piny i zasadę działania czujnika ultradźwiękowego do szacowania odległości obiektu od czujnika. Mam nadzieję, że podobał ci się ten poradnik. Podałem wszystkie ważne szczegóły na temat połączenia czujnika ultradźwiękowego z Arduino. Jeśli zauważysz, że czegoś brakuje, daj mi znać w komentarzach, abym mógł odpowiednio zaktualizować poradnik.

Dalsze tematy będę poruszał w moich kolejnych poradnikach.

Do następnego postu.

Trzymaj się i do zobaczenia.

Wykaz elementów
Ilość
Symbol
Nazwa/opis/gdzie kupić

Artykuł Ultrasonic Sensor Arduino Interfacing opracowano w wersji polskiej na podstawie współpracy z portalem www.theengineeringprojects.com.

1. Praktyczny Kurs Arduino - przewodnik po artykułach składających się na kurs 2. Czym jest Arduino? 3. Porównanie Arduino z Raspberry Pi 4. Instalacja sterownika Arduino w systemie Windows 5. Generowanie pliku hex w Arduino 6. Jak wgrać bootloader w Atmega328? 7. Rozpoczęcie pracy z oprogramowaniem Arduino 8. Rozpoczęcie programowania w Arduino 9. Programowe resetowanie Arduino 10. Wprowadzenie do Arduino UNO 11. Wprowadzenie do Arduino NANO 12. Wprowadzenie do Arduino Pro Mini 13. Wprowadzenie do Arduino Mega 2560 14. Wprowadzenie do Arduino Due 15. Wprowadzenie do Arduino Lilypad 16. Wprowadzenie do ATmega328 17. Biblioteka Arduino dla Proteusa 18. Projekt płytki drukowanej Arduino UNO dla Proteus ARES 19. Biblioteka Arduino Lilypad dla Proteusa 20. Odczyt z portu szeregowego Arduino 21. Projektowanie układów LCD z Arduino 22. Łączenie klawiatury z Arduino 23. Wartość ADC na LCD przy użyciu Arduino 24. Symulacja czujnika ultradźwiękowego w Proteusie 25. Połączenie czujnika ultradźwiękowego z Arduino 26. Wiele czujników ultradźwiękowych z Arduino 27. Czujnik temperatury 18B20 z Arduino 28. Jak używać 18B20 w Proteus ISIS? 29. Łączenie LM35 z Arduino w Proteusie 30. Współpraca siedmiosegmentowego wyświetlacza z Arduino w Proteusie 31. Łączenie czujnika PIR z Arduino 32. Współpraca czujnika płomienia z Arduino 33. Interfejs NRF24L01 z Arduino 34. NRF24L01+ i Arduino - Response Timed Out 35. Połączenie RFID RC522 z Arduino 36. Komunikacja Bluetooth z Arduino przy użyciu HC05 37. Sterowanie serwomotorem za pomocą Arduino w Proteusie 38. Projekt sterowania sygnalizacją świetlną przy użyciu Arduino 39. Przewijanie tekstu na matrycy LED 8×8 z użyciem Arduino 40. Inteligentny system oszczędzania energii 41. Komunikacja USB pomiędzy Androidem i Arduino 42. Automatyka domowa z użyciem XBee i Arduino 43. Domowy system bezpieczeństwa oparty na GSM 44. Wysyłanie SMS-ów za pomocą Arduino UNO i SIM900 45. Odbieranie SMS-ów za pomocą komend AT przy użyciu Arduino 46. Projekt rozpoznawania głosu przy użyciu EasyVR Shield 47. Rozpoczęcie pracy z programem EasyVR Commander 48. Połączenie EasyVR z Arduino UNO 49. Błąd szkolenia - niepowodzenie rozpoznawania w EasyVR 50. Połączenie XBee z komputerem 51. Wprowadzenie do modułu XBee 52. Interfejs XBee z Arduino 53. Rozpoczęcie pracy z kamerą Pixy 54. Jak zainstalować oprogramowanie kamery Pixy - PixyMon 55. Aktualizacja firmware kamery Pixy do najnowszej wersji 56. Jak wytrenować kamerę Pixy za pomocą komputera 57. Sterowanie kierunkiem obrotu silnika prądu stałego za pomocą Arduino 58. Sterowanie prędkością obrotów silnika prądu stałego za pomocą Arduino
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści
Tematyka materiału: Arduino UNO, Czujnik ultradźwiękowy, HC-SR04, Proteus
AUTOR
Źródło
www.theengineeringprojects.com
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"