Цена:
Ультразвуковой датчик расстояния – это устройство, которое позволяет определять расстояние до объекта при помощи высокочастотных звуковых колебаний (ультразвука). Входящий в состав датчика ультразвуковой излучатель генерирует ультразвуковую волну, которая распространяется в воздухе со скоростью звука. Отражаясь от объектов, волна возвращается к датчику в виде эхо. Отсюда происходит название такого способа измерения расстояний – эхолокация. Датчик принимает отражённый ультразвуковой сигнал и фиксирует время, за которое он вернулся. После этого несложно определить пройденное ультразвуком расстояние, поскольку его скорость известна.
Большинство ультразвуковых датчиков расстояний не вычисляют расстояние до объекта самостоятельно. Вместо этого они предоставляют информацию о времени, за которое ультразвук вернулся обратно к датчику. Дальнейшие расчёты для определения расстояния выполняются программно, на стороне микроконтроллера. Но есть и такие датчики, которые сами выполняют необходимые вычисления и предоставляют на выходе уже готовый результат. HC-SR04 относится к датчикам первого типа. Рассмотрим алгоритм его работы и использование на примере платы Ардуино Уно.
Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04 имеет 4 вывода:
Подсоединим их к Ардуино в соответствии с приведённой схемой:
Для подключения HC-SR04 к Ардуино вы можете использовать любые другие выводы, внеся соответствующие изменения в скетч.
Алгоритм работы с HC-SR04 состоит из следующих шагов:
Данный скетч реализует описанный алгоритм:
const float sound_speed = 343.1; // Скорость звука в воздухе при t=20C
const float k = (20000 / sound_speed);
const byte pinEcho = 2;
const byte pinTrig = 3;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(pinTrig, OUTPUT);
pinMode(pinEcho, INPUT);
}
int getDistance(int maxDistance = 300) {
// Функция определения расстояния до объекта при помощи ультразвукового датчика HC-SR04
// Возвращает -1, если превышен таймаут ожидания эхо
// Необязательный параметр maxDistance задаёт максимальное измеряемое расстояние в сантиметрах
unsigned long timeout = maxDistance * k;
unsigned long previousMicros;
unsigned int t;
// Формируем импульс на входе Trig длительностью 10мкс
digitalWrite(pinTrig, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(pinTrig, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(pinTrig, LOW);
// Дожидаемся HIGH на выводе Echo
previousMicros = micros();
while(!digitalRead(pinEcho)){
if (micros() - previousMicros > 10000) return -1;
}
// Измеряем длительность ответного импульса на выводе Echo
previousMicros = micros();
while(digitalRead(pinEcho)){
if (micros() - previousMicros > timeout) return -1;
}
t = micros() - previousMicros;
return (t / k);
}
void loop() {
// Измеряем расстояние
int d = getDistance();
// Выводим результат в Serial
Serial.print(d);
Serial.println(" cm");
delay(1000);
}
Взаимодействие с датчиком и вычисление расстояния до объекта оформлено в виде отдельной функции getDistance. Её необязательный параметр позволяет задать максимальное измеряемое расстояние. Если, например, нас интересует расстояние до препятствий в пределах метра, то функцию можно вызвать с параметром 100:
int d = getDistance(100);
Если на указанном расстоянии не будет встречено препятствий, то функция вернёт значение -1, не дожидаясь отражения ультразвука от более дальних объектов.
Загрузите скетч в Ардуино и откройте монитор порта, чтобы увидеть результат его работы.
Приведённый выше пример кода удобен в использовании и легко переносится в любой скетч. Но если вы привыкли работать через библиотеки, то для ультразвуковых датчиков расстояний их существует немалое количество. Среди них наиболее популярны, пожалуй, Ultrasonic (автор Erick Simões) и NewPing. Первая содержит единственную функцию для измерения расстояния и совсем проста в использовании, тогда как вторая отличается расширенным функционалом и оптимизированным кодом. Обе доступны для установки через менеджер библиотек IDE Arduino.
Ультразвуковые датчики расстояний успешно применяются для решения многих задач. Их используют для измерения расстояний, в качестве датчиков присутствия, позиции, уровня жидкости или сыпучих веществ. В отличие от инфракрасных датчиков расстояний их нормальной работе не мешают дым, пыль и солнечный свет. Они нечувствительны к цвету объекта или его материалу. Исключение составляют мягкие предметы, поглощающие звук вместо того, чтобы отражать его.
г. Москва, Пятницкое ш. д. 18, пав. 566
zakaz@compacttool.ru
8-495-752-55-22
Информация представленная на данном информационном ресурсе преследует исключительно рекламные цели и не является договором-офертой !
© Все права защищены 2015 - 2024г https://compacttool.ru