Ultradźwiękowy czujnik odległości HC-SR04

Ultradźwiękowy czujnik odległości HC-SR04

Czujniki Brak komentarzy do Ultradźwiękowy czujnik odległości HC-SR04

Niedawno wpadł mi go głowy pomysł na zbudowanie prostego układu do pomiaru odległości na bazie ultradźwiękowe czujnika HC-SR04, wyniki pomiarów będą sygnalizowane zapaleniem się odpowiedniej ilości diod LED z 5 sztuk (5 kolorów). Czujnik ten mierzy odległość od 2cm do nawet 500cm lecz dane jakie otrzymujemy przy pomiarach powyżej 200cm bardzo nie dokładne z tego względu śmiało zakładam że maksymalna (wiarygodna) odległość pomiarowa to 200cm (tyle mi wystarczy).

O czujniku HC-SR04:

Czujnik działa przy napięciu 5V i pobiera średnio 15mA w trakcie pomiaru i około 2mA w spoczynku. Na płytce drukowanej czujnika HC-SR04 znajdziecie 4 wyprowadzenia: VCC / TRIG / ECHO / GND. Podczas dokonywania pomiaru na wyprowadzenia ECHO dostajemy sygnał, którego czas trwania jest proporcjonalny do mierzonej odległości. Im dalej znajduje się przeszkoda tym sygnał będzie dłuższy, im bliżej znajdzie się przeszkoda tym sygnał będzie krótszy.

Schemat połączenia czujnika HC-SR04 do Arduino UNO / Leonardo znajduje się poniżej.

VCC - 5V / TRIG - PIN3 / ECHO - PIN2 / GND - GND

VCC – 5V / TRIG – PIN3 / ECHO – PIN2 / GND – GND

Wykonywanie samego pomiaru jest banalnie proste ale w sieci spotkałem się tez z biblioteką do tego czujnika która tak naprawdę nie będzie nam potrzebna bo sami możemy wykonać odpowiednie przeliczneie. Aby rozpocząć pomiar na pinie 3 (TRIG) trzeba na 10μs ustawić stan wysoki 5V, następnie układ dokonuje pomiaru czasu jaki pokonuje fala ultradźwiękowa o częstotliwości 40kHz, od nadania fali dźwiękowej przez układ aż do odebrania fali odbitej od przeszkody. Kiedy pomiar zostanie zakończony, na pin 2 (ECHO) wysyłany jest sygnał, którego czas trwania zależy od odległości zmierzonej przez czujnik.

Chcemy zmierzyć odległość od przeszkody w centymetrach dlatego też posłużymy się takim wzorem:

Odległość [cm] = czas trwania impulsu na pinie ECHO / dwukrotność czasu w jakim fala dźwiękowa pokonuje 1cm

d[cm]=t(echo)[μs]/2*t(1cm)[μs]

Wiemy że fala dźwiękowa pokonuje 1cm w czasie 29μs.

t(1cm) = 29.1μs

Długość sygnału na pinie ECHO określimy za pomocą funkcji pulseIn() opis funkcji.

Wystarczy dokonać podstawienia do wzoru i obliczyć odległość.

Dodatkowo w projekcie dla uwidocznienia jak daleko znajduje się przeszkoda poza możliwością monitorowania wartości liczbowych w porcie szeregowym dodałem 5 LED w kolorach: czerwony, żółty, zielony, niebieski i biały. Schemat poniżej:

Ultradźwiękowy czujnik odległości HC-SR04

Pomiar odległości czujnikiem HC-SR04 + LEDowy wskaźnik odległości

Jak działa diodowy wskaźnik odległości ?

  1. Odległość mniejsza niż 150cm zapala się biała LED.
  2. Odległość mniejsza niż 120cm dodatkowo zapala się niebieska LED.
  3. Odległość mniejsza niż 80cm dodatkowo zapala się zielona LED.
  4. Odległość mniejsza niż 40cm dodatkowo zapala się żółta LED.
  5. Odległość mniejsza niż 15cm dodatkowo zapala się czerwona LED.

Author

Leave a comment

Search

Back to Top