En este artículo, conectaremos el telémetro-sonar ultrasónico HC-SR04 al Arduino.
Necesario
- - Arduino;
- - sensor ultrasónico HC-SR04;
- - cables de conexión.
Instrucciones
Paso 1
La acción del telémetro ultrasónico HC-SR04 se basa en el principio de ecolocalización. Emite impulsos sonoros al espacio y recibe una señal reflejada por un obstáculo. La distancia al objeto está determinada por el tiempo de propagación de la onda sonora al obstáculo y viceversa.
La onda de sonido se activa aplicando un pulso positivo de al menos 10 microsegundos al tramo TRIG del telémetro. Tan pronto como termina el pulso, el telémetro emite una ráfaga de pulsos de sonido con una frecuencia de 40 kHz en el espacio frente a él. Al mismo tiempo, se lanza el algoritmo para determinar el tiempo de retardo de la señal reflejada y aparece una unidad lógica en el tramo ECHO del telémetro. Tan pronto como el sensor detecta la señal reflejada, aparece un cero lógico en el pin ECHO. La duración de esta señal ("Retardo de eco" en la figura) determina la distancia al objeto.
Rango de medición de distancia del telémetro HC-SR04: hasta 4 metros con una resolución de 0,3 cm. Ángulo de observación: 30 grados, ángulo efectivo: 15 grados. El consumo de corriente en modo de espera es de 2 mA, durante el funcionamiento - 15 mA.
Paso 2
La alimentación del telémetro ultrasónico se realiza con un voltaje de +5 V. Los otros dos pines se conectan a cualquier puerto digital del Arduino, conectaremos al 11 y al 12.
Paso 3
Ahora escribamos un boceto que determine la distancia al obstáculo y lo envíe al puerto serie. Primero, configuramos los números de los pines TRIG y ECHO; estos son los pines 12 y 11. Luego declaramos el disparador como salida y el eco como entrada. Inicializamos el puerto serie a 9600 baudios. En cada repetición del bucle (), leemos la distancia y la enviamos al puerto.
La función getEchoTiming () genera un pulso de activación. Simplemente crea una corriente de pulso de 10 microsegundos, que es un disparador para el inicio de la radiación por el telémetro de un paquete de sonido en el espacio. Luego recuerda el tiempo desde el inicio de la transmisión de la onda sonora hasta la llegada del eco.
La función getDistance () calcula la distancia al objeto. Del curso de física de la escuela, recordamos que la distancia es igual a la velocidad multiplicada por el tiempo: S = V * t. La velocidad del sonido en el aire es de 340 m / s, el tiempo en microsegundos que conocemos es "duración". Para obtener el tiempo en segundos, divida entre 1,000,000. Dado que el sonido viaja el doble de la distancia, hacia el objeto y hacia atrás, debe dividir la distancia a la mitad. Entonces resulta que la distancia al objeto S = 34000 cm / seg * duración / 1.000.000 seg / 2 = 1,7 cm / seg / 100, que escribimos en el boceto. El microcontrolador realiza la multiplicación más rápido que la división, así que reemplacé "/ 100" con el equivalente "* 0, 01".
Paso 4
Además, se han escrito muchas bibliotecas para que funcionen con un telémetro ultrasónico. Por ejemplo, este: https://robocraft.ru/files/sensors/Ultrasonic/HC-SR04/ultrasonic-HC-SR04.zip. La biblioteca se instala de forma estándar: descargar, descomprimir en el directorio de bibliotecas, que se encuentra en la carpeta con el IDE de Arduino. Después de eso, se puede usar la biblioteca.
Una vez instalada la biblioteca, escribamos un nuevo boceto. El resultado de su trabajo es el mismo: el monitor del puerto serie muestra la distancia al objeto en centímetros. Si escribe float dist_cm = ultrasic. Ranging (INC); en el dibujo, la distancia se mostrará en pulgadas.
Paso 5
Entonces, conectamos el telémetro ultrasónico HC-SR04 al Arduino y recibimos datos de él de dos maneras diferentes: usando una biblioteca especial y sin ella.
La ventaja de usar la biblioteca es que la cantidad de código se reduce significativamente y se mejora la legibilidad del programa, no tiene que ahondar en las complejidades del dispositivo y puede usarlo de inmediato. Pero esta también es la desventaja: no comprende tan bien cómo funciona el dispositivo y qué procesos tienen lugar en él. En cualquier caso, el método a utilizar depende de usted.
