HC-SR04: همه چیز در مورد سنسور اولتراسونیک است

سنسور HC-SR04

گاهی لازم است فاصله ها را اندازه بگیرید و برای این منظور چندین حسگر در اختیار دارید. ما قبلاً مقاله ای را اختصاص داده ایم تا درباره سنسور فاصله با دقت بالا مانند VL52L0X. این سنسور از نوع ToF بود و به لطف لیزر خود بر اساس اندازه گیری های بسیار دقیق ساخته شده بود. اما اگر دقت برای شما آنقدرها مهم نیست و شما چیزی را می خواهید که به شما امکان اندازه گیری مسافت را با قیمت پایین بدهد ، احتمال دیگر شما در نوک انگشتان خود HC-SR04 است.

در مورد سنسور فاصله HC-SR04 ، فاصله توسط سونوگرافی اندازه گیری می شود. این سیستم مشابه روش نوری VL52L0X است. یعنی ساطع می شود ، یک گزاف گویی وجود دارد و دریافت می شود ، اما در این حالت به جای لیزر یا IR ، سونوگرافی است. اگر علاقه زیادی به الکترونیک ، رباتیک یا سازنده آماتور دارید ، می توانید از آن برای بسیاری از پروژه های DIY مانند سیستم های تشخیص مانع برای ربات ها ، حسگرهای حضور و غیره استفاده کنید.

HC-SR04 چیست؟

خوب ، این واضح است ، همانطور که قبلاً در پاراگراف های قبلی توضیح داده ام ، HC-SR04 یک سنسور با دقت کم بر اساس سونوگرافی است. با استفاده از آن می توان مسافت را به روشی ساده و سریع اندازه گیری کرد ، اگرچه در اصل معمولاً برای آن استفاده نمی شود. بیشتر اوقات ، به عنوان مبدل برای تشخیص موانع و جلوگیری از آنها از طریق مکانیسم های دیگر مرتبط با پاسخ سنسور استفاده می شود.

ظاهر HC-SR04 بسیار متمایز است و به راحتی قابل تشخیص است. علاوه بر این ، این یک آیتم بسیار محبوب در کیت های شروع Arduino است و برای بسیاری از پروژه ها لازم است. به راحتی قابل شناسایی است زیرا دارای دو "چشم" است که در واقع دستگاه های سونوگرافی است که این ماژول ادغام می کند. یکی از آنها ساطع کننده سونوگرافی و دیگری گیرنده است. با فرکانس 40 هرتز کار می کند ، بنابراین برای انسان قابل شنیدن نیست.

اصول سنسور اولتراسونیک

اصلی که در آن این کار بر اساس شبیه سازی سنگی است که هنگام سنگ اندازی در چاه برای اندازه گیری عمق آن استفاده می شود. شما سنگ و زمان را پرتاب می کنید که چه مدت طول می کشد تا به پایین بیفتد. سپس محاسبه سرعت را برای مدت زمان سپری شده انجام می دهید و مسافتی را که سنگ طی کرده به دست می آورید. اما در این صورت سنسور شما هستید.

مقاله مرتبط:
ESP8266: ماژول WIFI برای آردوینو

در HC-SR04 ، ساطع کننده سونوگرافی ساطع می کند و هنگامی که از طریق جسم یا مانعی بر سر راه گیرنده گیر می کند ، پرش می کند. مدار محاسبات لازم را انجام می دهد از آن پژواک برای تعیین فاصله همچنین اگر سیستمی را بدانید که برخی از حیوانات مانند دلفین ها ، نهنگ ها یا خفاش ها برای تعیین موانع ، طعمه ها و غیره از آن استفاده می کنند ، ممکن است برای شما نیز آشنا باشد.

با شمارش زمان از زمان ارسال پالس تا زمان دریافت پاسخ ، می توان زمان و بنابراین فاصله را به طور دقیق تعیین کرد. یادت باشد [فضا = زمان سرعت] اما در مورد HC-SR04 ، شما باید این مقدار را بر 2 تقسیم کنید ، زیرا زمان خروج سونوگرافی و حرکت در فضا اندازه گیری شده است تا زمانی که به مانع و راه برگشت برخورد کند ، بنابراین تقریباً خواهد بود نیمی از این ...

Pinout و صفحه داده

شما قبلاً می دانید که برای دیدن اطلاعات کامل مدلی که به دست آورده اید ، بهترین کار این است صفحه داده را پیدا کنید بتن سازنده به عنوان مثال ، در اینجا یک است صفحه داده Sparkfun، اما موارد بیشتری در PDF موجود است. با این حال ، در اینجا مهمترین داده های فنی HC-SR04 آورده شده است:

  • پین اوت: 4 پایه برای برق (Vcc) ، ماشه (Trigger) ، گیرنده (Echo) و زمین (GND). ماشه نشان می دهد که سنسور چه زمانی باید فعال شود (هنگام راه اندازی سونوگرافی) ، و بنابراین می توان زمان سپری شده گیرنده را دریافت کرد.
  • تغذیه: 5 ولت
  • فرکانس سونوگرافی: 40 هرتز ، گوش انسان فقط از 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز می تواند بشنود. هر چیزی زیر 20 هرتز (سونوگرافی) و بالاتر از 20 کیلوهرتز (سونوگرافی) قابل درک نخواهد بود.
  • مصرف (آماده به کار): <2mA
  • مصرف کار: 15 میلی آمپر
  • زاویه موثر: <15º ، بسته به زاویه اجسام ممکن است نتایج بهتر یا بدتری داشته باشید.
  • فاصله اندازه گیری شده: از 2 سانتی متر تا 400 سانتی متر ، اگرچه از 250 سانتی متر وضوح خیلی خوبی نخواهد بود.
  • وضوح متوسط: 0.3 سانتی متر تغییر بین فاصله واقعی و اندازه گیری ، بنابراین با وجود اینکه دقیقاً مانند لیزر دقیق نیست ، اندازه گیری ها برای اکثر برنامه ها کاملاً قابل قبول است.
  • قیمت: از حدود 0,65 یورو

ادغام با آردوینو

HC-SR04 با آردوینو

به اتصال آن به آردوینو آسانتر نیست. شما فقط باید متصل شوید GND را به خروجی متناظر Arduino خود که به این ترتیب مشخص شده است ، Vcc با منبع تغذیه Arduino 5v و دو پایه دیگر HC-SR04 با ورودی / خروجی انتخاب شده برای پروژه خود ، متصل کنید. می بینید که در طرح Fritzing فوق العاده ساده است ...

فقط باید توجه داشته باشید که tigger باید حداقل 10 میکرو ثانیه نبض الکتریکی دریافت کند تا به درستی فعال شود. پیش از این باید مطمئن شوید که در مقدار کم است.

در Al cuanto کد Arduino IDE، نیازی نیست که از سایر کتابخانه ها یا موارد مشابه مانند سایر اجزا استفاده کنید. فقط کافی است فرمول را برای محاسبه فاصله و موارد دیگر درست کنید ... البته ، اگر می خواهید پروژه شما در پاسخ به اندازه گیری سنسور HC-SR04 کاری انجام دهد ، باید کد مورد نیاز خود را اضافه کنید. به عنوان مثال ، به جای نمایش ساده اندازه گیری ها روی کنسول ، می توانید موتورهای سرو موتور را در مسیری خاص برای جلوگیری از مانع در یک جهت یا جهت دیگر حرکت دهید یا موتور را متوقف کند ، زنگ هشدار هنگام تشخیص مجاورت فعال شود و غیره .

 اطلاعات بیشتر در مورد برنامه نویسی: راهنمای Arduino (PDF رایگان)

به عنوان مثال ، شما می توانید این را ببینید کد اساسی برای استفاده به عنوان پایه:

//Define las constantes para los pines donde hayas conectado el pin Echo y Trigger
const int EchoPin = 8;
const int TriggerPin = 9;
 
void setup() {
   Serial.begin(9600);
   pinMode(TriggerPin, OUTPUT);
   pinMode(EchoPin, INPUT);
}

//Aquí la muestra de las mediciones
void loop() {
   int cm = ping(TriggerPin, EchoPin);
   Serial.print("Distancia medida: ");
   Serial.println(cm);
   delay(1000);
}

//Cálculo para la distancia
int ping(int TriggerPin, int EchoPin) {
   long duration, distanceCm;
   
   digitalWrite(TriggerPin, LOW);  //para generar un pulso limpio ponemos a LOW 4us
   delayMicroseconds(4);
   digitalWrite(TriggerPin, HIGH);  //generamos Trigger (disparo) de 10us
   delayMicroseconds(10);
   digitalWrite(TriggerPin, LOW);
   
   duration = pulseIn(EchoPin, HIGH);  //medimos el tiempo entre pulsos, en microsegundos
   
   distanceCm = duration * 10 / 292/ 2;   //convertimos a distancia, en cm
   return distanceCm;
}

 


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

نظر بدهید ، نظر خود را بگذارید

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.

  1.   خوزه dijo

    من توضیح را بسیار مفید و ساده یافتم.