Pengukuran jarak menggunakan sensor ultrasonik dan arduino

Sensor ultrasonik adalah alat yang hebat untuk mengukur jarak dan mengesan objek tanpa hubungan sebenar dengan dunia fizikal. Alat ini digunakan dalam beberapa aplikasi, seperti mengukur tingkat cairan, memeriksa jarak dan bahkan lebih popular lagi di dalam kereta untuk membantu dalam meletak kenderaan sendiri atau sistem anti-perlanggaran. Sebelum ini kami juga telah membina banyak projek Sensor Ultrasonik seperti pengesanan paras air, Radar Ultrasonik dll. Ini adalah kaedah yang berkesan untuk mengukur jarak kecil dengan tepat. Dalam projek ini, kami telah menggunakan Sensor Ultrasonik HC-SR04 dengan Arduino untuk menentukan jarak halangan dari sensor. Prinsip asas pengukuran jarak ultrasonik adalah berdasarkan ECHO. Apabila gelombang bunyi dihantar di persekitaran maka gelombang kembali ke asal sebagai ECHO setelah menyerang halangan. Oleh itu, kita hanya perlu mengira masa perjalanan kedua-dua bunyi itu bermaksud waktu keluar dan waktu kembali ke asal setelah menyerang halangan. Oleh kerana kelajuan suara diketahui oleh kita, setelah beberapa pengiraan kita dapat mengira jaraknya. Kami akan menggunakan teknik yang sama untuk projek pengukuran jarak Arduino ini, jadi mari kita mulakan.

Komponen Yang Digunakan

1. Arduino Uno atau Pro Mini
2. Modul sensor ultrasonik
3. LCD 16x2
4. Skala
5. Papan roti
6. Bateri 9 volt
7. Menyambung wayar

Modul Sensor Ultrasonik

Terdapat banyak jenis sensor jarak Arduino, tetapi dalam projek ini kami telah menggunakan HC-SR04 untuk mengukur jarak dalam jarak 2cm-400cm dengan ketepatan 3mm. Modul sensor terdiri daripada pemancar, penerima dan litar kawalan ultrasonik. Prinsip kerja sensor ultrasonik adalah seperti berikut:

1. Isyarat tahap tinggi dihantar untuk 10us menggunakan Trigger.
2. Modul menghantar lapan isyarat 40 KHz secara automatik, dan kemudian mengesan sama ada nadi diterima atau tidak.
3. Sekiranya isyarat diterima, maka ia melalui tahap tinggi. Masa berdurasi tinggi adalah jurang waktu antara menghantar dan menerima isyarat.

Jarak = (Masa x Kelajuan Bunyi di Udara (340 m / s)) / 2

Rajah Masa

Modul ini berfungsi berdasarkan fenomena semula jadi ECHO bunyi. Nadi dihantar sekitar 10us untuk mencetuskan modul. Setelah itu modul secara automatik menghantar 8 kitaran isyarat ultrasound 40 KHz dan memeriksa gema. Isyarat setelah menyerang dengan rintangan kembali dan ditangkap oleh penerima. Oleh itu jarak halangan dari sensor hanya dikira dengan formula yang diberikan sebagai

Jarak = (masa x kelajuan) / 2.

Di sini kita telah membahagikan produk dengan kelajuan dan masa dengan 2 kerana masa adalah jumlah masa yang diperlukan untuk mencapai halangan dan kembali. Oleh itu, masa untuk mencapai halangan hanyalah separuh daripada jumlah masa yang diambil.

Gambarajah dan Penjelasan Litar Sensor Ultrasonik Arduino

Gambarajah litar untuk sensor arduino dan ultrasonik ditunjukkan di atas untuk mengukur jarak. Dalam sambungan litar pin "trigger" dan "echo" modul sensor ultrasonik disambungkan secara langsung ke pin 18 (A4) dan 19 (A5) arduino. LCD 16x2 disambungkan dengan arduino dalam mod 4-bit. Pin kawalan RS, RW dan En disambungkan secara langsung ke arduino pin 2, GND dan 3. Dan pin data D4-D7 disambungkan ke arduino 4, 5, 6 dan 7.

Pertama sekali kita perlu mencetuskan modul sensor ultrasonik untuk menghantar isyarat dengan menggunakan arduino dan kemudian menunggu untuk menerima ECHO. Arduino membaca masa antara mencetuskan dan Menerima ECHO. Kami tahu bahawa kelajuan suara sekitar 340m / s. supaya kita dapat mengira jarak dengan menggunakan formula yang diberikan:

Jarak = (masa perjalanan / 2) * kelajuan suara

Di mana kelajuan bunyi sekitar 340m sesaat.

LCD 16x2 digunakan untuk memaparkan jarak.

Dapatkan lebih banyak maklumat mengenai pelaksanaan projek pengukuran jarak dalam tutorial ini: Pengukuran jarak menggunakan sensor ultrasonik dan AVR Microcontroller.

Kod Sensor Ultrasonik Arduino untuk Pengukuran Jarak

Kod lengkap untuk projek pengukuran jarak ultrasonik ini diberikan di bahagian bawah halaman ini. Dalam kod kita membaca masa dengan menggunakan pulseIn (pin). Kemudian lakukan pengiraan dan hasil yang ditunjukkan pada LCD 16x2 dengan menggunakan fungsi yang sesuai.