Ultraschallsensor HC-Srtop 10 mit Arduino-Nano
Ultraschallsensor mit Arduino Nano
Ultraschallsensor verwendet Schallwellen, um die Objektabstand zu erkennen und zu messen. Dieser Entfernungssensor sendet einen Hochfrequenzschallpuls und misst die Zeit, die die Welle zum Schlagen eines Objekts benötigt und dem Sensor reflektiert wird. Der Sensor berechnet den Objektabstand, indem der von der Welle genommene Zeit verwendet wird.
Verbinden Sie zunächst den Ultraschallsensor mit den entsprechenden Stiften mit dem Arduino -Nano mit dem Arduino -Nano. Der Ultraschallsensor benötigt typischerweise einen Auslöser- und Echo -Stift sowie Strom- und Bodenverbindungen. Sobald die Verbindungen hergestellt sind, müssen Sie die entsprechenden Bibliotheken und Software installieren, um den Sensor zu steuern.
Heute werden wir das verwenden HC-SR04 Sensor. Einer der Hauptvorteile der Verwendung eines HC-SR04-Ultraschallsensors ist die Einfachheit und niedrige Kosten. Der HC-SR04-Ultraschallsensor ist ebenfalls sehr genau und kann Entfernungen von bis zu 400 cm mit einer Auflösung von 0 messen.3cm (0.12 Zoll). Es verfügt über einen breiten Betriebsspannungsbereich, wodurch es für die Verwendung mit einer Vielzahl von Mikrocontrollern und Stromquellen geeignet ist.
Hier sind einige Hauptspezifikationen dieses Sensors:
| Eigenschaften | Wert |
|---|---|
| Betrieb v | 5 V DC |
| Betrieb i | 15 mA |
| Betrieb freq | 40 kHz |
| Min | 2 cm/ 1 Zoll |
| Maximale Reichweite | 400 cm/ 13 Fuß |
| Genauigkeit | 3 mm |
| Messwinkel | <15 degree |
Pinout des Ultraschallsensors
HC-SR04 hat insgesamt 4 Stifte:
- VCC: Power Pins für Sensor. Normalerweise verwendet 5V
- GND: GND -Stift des Sensors
- Trig: Triggerstift, der Signal von Arduino Digital Pin empfängt
- Echo: Senden Sie ein Signal an Arduino Digital Pin. Mit diesem Signal berechnet Arduino die Gesamtstrecke mit der Zeit, die dieses Signal benötigt hat.
Wie Ultraschall funktioniert
Das HC-SR04 funktioniert das Hochfrequenzschallsignal, um den Abstand zu messen oder Objekte zu erfassen. Wenn Sie mit einem Arduino (oder einem anderen Mikrocontroller) verbunden sind, kann er verwendet werden, um den Abstand zu messen oder Objekte in einer Vielzahl von Anwendungen zu erkennen. So funktioniert es:
1: Der HC-SR04-Ultraschallsensor besteht aus einem Sender und einem Empfänger sowie einem Steuerkreis und einer Stromversorgung. Der Sender sendet einen Hochfrequenzschallpuls aus.
2: Um den Abstand zu messen, sendet der Arduino einen Impuls an den Triggerstift des HC-SR04-Sensors, wodurch der Sender einen Schallpuls ausgibt. Der Schallpuls reist durch die Luft und trifft ein Objekt, wodurch er zum Empfänger zurückgeht.
3: Der Empfänger misst die Zeit, die der Schallpuls benötigt, um zurückzuspringen, und sendet diese Informationen an die Steuerkreislauf. Der Steuerkreis berechnet den Abstand zum Objekt basierend auf der Zeitverzögerung und der Schallgeschwindigkeit.
4: Der Arduino kann dann die Entfernungsmessung vom Sensor lesen, indem der Wert auf dem Echo -Pin liest. Dieser Wert ist proportional zum Abstand zum Objekt, und der Arduino kann ihn verwenden, um den tatsächlichen Abstand zu berechnen.
5: Um Objekte zu erkennen, kann der Arduino einfach prüfen, ob der vom Sensor gemessene Abstand unter einem bestimmten Schwellenwert liegt. Wenn die Entfernung unter dem Schwellenwert liegt, bedeutet dies, dass sich ein Objekt im Bereich des Sensors befindet.
Der HC-SR04 Der Sensor berechnet den Abstand mit der Zeit, die die Ultraschallwelle benötigt. Als Ultraschall ist Schallwelle, so dass die Schallgeschwindigkeit in Luft für Berechnungen eingenommen wird. Zweitens wird die Gesamtstrecke durch die Welle durch 2 geteilt, um den einseitigen tatsächlichen Objektabstand vom Sensor zu erhalten.
So verbinden Sie Arduino Nano mit Ultraschallsensor
Um Arduino Nano mit einem Ultraschallsensor zu verbinden, benötigen wir zwei digitale Stifte für Trigger und Echo. Es werden Ultraschall 5V und GND -Pin verwendet.
| HC-SR04-Stifte | Arduino Nano Pins |
|---|---|
| VCC | 5v |
| Trig | D9 |
| Echo | D8 |
| GND | GND |
Trigger und Echo -Stift des Sensors können mit allen digitalen Stiften des Nano -Boards verbunden werden.
Schaltplan
Im Folgenden finden Sie das schematische Diagramm von HC-SR04 mit Arduino Nano.
So programmieren Sie Ultraschallsensor mit Arduino Nano
Verbinden Sie den Arduino-Nano mit HC-SR04 mit dem oben genannten Schema. Laden Sie den folgenden Code mit Arduino IDE in das Nano -Board hoch.
Code
Öffnen Sie die IDE, wählen Sie Nano -Board und laden Sie den Code mit USB -Mini -Kabel hoch.
int Triggerpin = 9; /*Trig Pin D9 von Arduino Nano*/
int echopin = 8; /*Echo Pin D8 von Arduino Nano*////
float durationmicrosec, distanzincm;
void setup ()
Serie.Beginnen Sie (9600); /*Baudrate für serielle Kommunikation*/
/* Trigger -Pin definiert als Ausgabe*/
PinMode (TriggerPin, Ausgang);
/* Echo Pin definiert als Eingabe*/
PinMode (Echopin, Eingabe);
void Loop ()
/* 10 mikrosec -Impuls an Trig -Pin senden*/
DigitalWrite (Triggerpin, hoch);
DelayMicrosekunden (10);
DigitalWrite (Triggerpin, niedrig);
/* Impulsdauer aus Echo -Pin messen*/
DurationMicrosec = Pulsein (Echopin, hoch);
/* Abstand berechnen*/
Distanzincm = 0.017 * DurationMicrosec;
/*Distanz auf dem seriellen Monitor anstellen*/
Serie.print ("Distanz:");
Serie.print (distanzincm); /*Druckenabstand in cm*//
Serie.println ("cm");
Verzögerung (1000);
Der Code begann mit der Definition des Triggers und des Echo -Pin. Es werden zwei Schwimmervariablen definiert, die die von Wellen und tatsächliche gemessene Entfernung des Objekts benötigten Zeit speichern.
Der Pulseingang wird am D8 -Pin von Arduino Nano definiert Pulsein () Funktion.
Sobald der Arduino -Nano bei D8 ein Signal empfängt.
Im Schleifenteil gemessene Entfernung im gedruckten o -seriellen Monitor mit dem Serie.println () Funktion.
Hardware
Stellen Sie jedes Objekt in einiger Entfernung vor den HC-SR04-Sensor vor:
Ausgang
Wir können den gemessenen Abstand am Serienmonitor Arduino IDE sehen. Der ungefähr gemessene Wert beträgt 4.4 cm.
Bewegen Sie nun das Objekt vom Sensor weg:
Ausgang
Der vom Sensor gemessene Abstand beträgt 8 cm. Da wird das Objekt vom Sensor entfernt:
Abschluss
Ultraschall-HC-SR04-Sensor kann den Abstand mit dem Arduino-Code messen. Es misst genaue Entfernung von Objekten und wird in DIY -Projekten häufig verwendet. Dieser Artikel umfasste einen detaillierten Leitfaden zum Arbeiten und der Schnittstelle von Ultraschallsensoren mit Arduino -Nano -Boards. Weitere Informationen finden Sie im Artikel.