Šiame straipsnyje mes sukursime ultragarso atstumo matuoklio grandinę naudodami „Arduino“ ir 16x2 LCD. Mes taip pat pamatysime, kas yra ultragarso modulis, kaip jis veikia ir kaip jį galima naudoti atstumui matuoti.
Kas yra ultragarsas?
Vidutinis sveikas žmogus gali girdėti nuo 20 Hz iki 20 000 Hz dažnius. Didesnio nei 20 000 Hz arba 20 KHz dažnio žmogaus ausis negali aptikti šių dažnių. Bet koks didesnis nei 20 KHz akustinis rezonatas vadinamas ultragarsinis o bet kokia akustika rezonuoja mažiau nei 20 Hz, vadinama infragarsine.
Dauguma naminių gyvūnų, tokių kaip katė ar šuo, gali girdėti platų akustinio dažnio diapazoną, didesnį nei žmonės. Kai kurie iš mūsų Elektroniniai prietaisai gali juos erzinti, todėl ultragarso garsas naudojamas elektronikoje priemonės nuo uodų ir taip pat šunų repelentai.
Tačiau daugelis laukinių gyvūnų, tokių kaip šikšnosparniai, naudojasi ultragarsu, kuris padeda nustatyti atstumą tarp plėšrūno ir grobio. Jame yra biologiniai jutikliai, kurie apskaičiuoja atstumą skleisdami ir priimdami ultragarso bangas.
Šis principas yra naudojamas daugelyje šiuolaikinių elektroninė matavimo įranga sužinosime, kaip tą patį principą būtų galima pritaikyti ir šiame projekte.
Ultragarsinis jutiklis:
Mes ketiname naudoti specialų elektroninį prietaisą ultragarso imtuvo modulį HC-SR04, kuris yra labai populiarus ir dažniausiai pasiekiamas elektroninės prekybos svetainėse ir elektroninėse mažmeninės prekybos parduotuvėse.
Jis susideda iš 4 kaiščių „Vcc“, žemės, gaiduko ir aido. Šie kaiščiai yra susieti su „arduino“ mikrovaldikliu.
Tai turi siųstuvo ir imtuvo moduliai kurie atrodo identiški ir yra apsaugoti aliuminio cilindru ir tinkleliu prie siųstuvo ir imtuvo angos. Modulis taip pat susideda iš mikrovaldiklių, kurie iššifruoja aido signalus.
Norėdami išmatuoti atstumą, turime siųsti ultragarso serijų serijas ir klausytis aido. Norėdami tai padaryti, turime laikyti mikroschemą aukštą 10 mikrosekundžių, siųstuvas išsiunčia 8 ultragarso pliūpsnių impulsus.
Imtuvo modulis klausosi tų sprogimų pataikęs į kliūtį. Aidas kaištis suteikia aukštą signalą, proporcingą atstumui. „Arduino“ interpretuoja siunčiamų ir priimamų signalų laiką, kad nustatytų faktinį atstumą.
Kadangi oras sklinda 340 m / s greičiu ir laiką galima nustatyti lyginant siunčiamus ir priimtus signalus, atstumą galime nustatyti naudodami greičio ir atstumo formulę:
Atstumas = greitis x laikas
Šias reikšmes apskaičiuos „Arduino“ ir atspausdins atitinkamas reikšmes LCD ekrane. Siūloma ultragarso atstumo matuoklio grandinė gali parodyti atstumą centimetrais, taip pat metrais.
Autoriaus prototipas:
Grandinės schema:
Ultragarso atstumo matuoklio grandinės jungtis atliekama per standartinę „arduino-LCD“ sąsają, kurią taip pat galime rasti daugelyje kitų panašių „arduino-LCD“ pagrįstų projektų. Potenciometras naudojamas LCD ekrano kontrastui reguliuoti.
The ultragarso jutiklis galima tiesiogiai įterpti į analoginį kaištį, kaip parodyta autoriaus prototipe nuo A0 iki A3, jutikliai, nukreipti į išorę, gali sumažinti laidų perkrovą, o dubliuoti aukščiau esančią grandinę.
Programos kodas:
#include LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2) const int trigger = A1 const int echo = A2 int vcc = A0 int gnd = A3 long Time float distanceCM float distanceM float resultCM float resultM void setup() { lcd.begin(16,2) pinMode(trigger,OUTPUT) pinMode(echo,INPUT) pinMode(vcc,OUTPUT) pinMode(gnd,OUTPUT) } void loop() { digitalWrite(vcc,HIGH) digitalWrite(gnd,LOW) digitalWrite(trigger,LOW) delay(1) digitalWrite(trigger,HIGH) delayMicroseconds(10) digitalWrite(trigger,LOW) Time=pulseIn(echo,HIGH) distanceCM=Time*0.034 resultCM=distanceCM/2 resultM=resultCM/100 lcd.setCursor(0,0) lcd.print('Distance:') lcd.print(resultM) lcd.print('M') lcd.setCursor(0,1) lcd.print('Distance:') lcd.print(resultCM) lcd.print('cm') delay(1000) } Pora: Motorizuota saulės skydo grandinė Kitas: 6 vatų garso stiprintuvo grandinė naudojant TDA1011
