Свързване на ултразвуков сензор към контролер Arduino Фигура Ултразвуков сензор hc-sr04 от комплекта Arduino

Фигура 1. Ултразвуков сензор HC-SR04 от комплекта Arduino.

Настоящото упражнение е посветено на изследване на възможностите за включване на ултразвуков сензор HC-SR04 за разстояние към контролер Arduino. Ще разгледаме технологията за комутация на HC-SR04 сензора и примерен скетч за работа при определяне на разстояния до обекти, или за откриване на препятствия. Ще се запознаете с библиотеката Ultrasonic.h в езика за програмиране C ++ за Arduino, която се използва в различни проекти с използването на ултразвукови далекомери.

Устройство и принцип на работа на ултразвуков далекомерен сензор HC-SR04
Ултразвуковият сензор определя разстоянието до обекта по начин, аналогичен на този използван от прилепите или делфините. Сензорът HC-SR04 генерира теснонасочен сигнал с честота 40 kHz и улавя отразения сигнал (ехото). По времето на разпространение на звука към и от обекта е възможно точното определяне на разстоянието до него.

Принцип на работа на ултразвуковия далекомер

Диаграма на насоченост на сензора

ект


Разстояние


Излъчен сигнал


Отразен сигнал

Фигура 2. Принцип на работа на ултразвуковия далекомер HC-SR04

На базата на този принцип са създадени множество прибори и инструменти за изследване на пространството - ехолоти, сонари, радари и дори полицейските радари за определяне на скоростта на движение на транспортните средства. Всички тези устройства излъчват тясно насочен сигнал и регистрират получения обратно отразен сигнал. За разлика от инфрачервените далекомери, показанията на ултразвуковите сензори не се влияят от цвета на обекта или от слънчевата светлина.
При настройката на ултразвуковия сензор на Arduino, могат да възникнат трудности при определяне на разстоянието до обектите, които са способни напълно да абсорбират звука, т.е. такива които са в състояние напълно да погасят или погълнат излъчвания сигнал. За идеалната точност на измерване на разстоянието, повърхността на обекта, който се изследва, трябва да бъде равна и желателно гладка. Принципът на действие на ултразвуковия датчик е показан на фигура 2.
Свързване на ултразвуков сензор за разстояние към контролер Arduino
Схемата за свързване е показана на Фигура 3. Трябва да отбележим само, че ултразвуковият далекомер HC-SR04 има измервателен диапазон от 2 до 400 см, работи при температури от 0 ° до 60 ° С. Точността на измерването е ± 1 cm, работното напрежение на сензора е до 5,5 V. Като начало ще реализираме прост скетч, без използването на ултразвуковата библиотека Ultrasonic.