Рассмотрим на этом занятии ультразвуковой датчик для Ардуино HC-SR04. Расскажем, как подключить ультразвуковой дальномер HC-SR04. Разберем скетч для датчика, который может прекрасно служить для робота при определении расстояния до объектов или обнаружения препятствия. Также рассмотрим самую популярную библиотеку для ультразвуковых дальномеров на Arduino — Ultrasonic.h. Ультразвуковой дальномер HC-SR04 Arduino Ультразвуковой датчик определяет расстояние до объекта так же, как это делают летучие мыши или дельфины. Датчик HC-SR04 генерирует узконаправленный сигнал на частоте 40 кГц и ловит отраженный сигнал (эхо). По времени распространения звука до объекта и обратно можно достаточно точно определить расстояние до него.По этому же принципу работает множество приборов для исследования пространства — эхолот, сонар, радиолокатор и даже полицейский радар для определения скорости автомобиля. Все эти приборы излучают узконаправленный ультразвуковой сигнал и получают обратно отраженный сигнал. В отличие от инфракрасных дальномеров, на показания ультразвукового датчика не влияет цвет объекта или засветки от солнца. Но при настройке ультразвукового датчика на Ардуино могут возникнуть трудности с определением расстояния до звукопоглощающих объектов, поскольку они способны полностью погасить излучаемый сигнал. Для идеальной точности измерения расстояния, поверхность изучаемого объекта должна быть ровной и гладкой. Принцип работы ультразвукового датчика hc-sr04 показан на рисунке

Как подключить ультразвуковой датчик к Ардуино Для занятия нам понадобятся следующие детали: плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega; макетная плата; УЗ дальномер HC-SR04; http://ali.pub/384xq4 1 светодиод и резистор 220 Ом; провода «папа-папа» и «папа-мама».

Схема подключения указана на рисунке выше. Отметим, что ультразвуковой дальномер HC-SR04 имеет диапазон измерения от 2 см до 400 см, работает при температурах от 0° до 60° С. Точность измерения составляет ± 1 см, рабочее напряжение датчика до 5,5 В. Для начала мы используем простой скетч, без использования библиотеки Ultrasonic. После подключения к Arduino дальномера HC-SR04 загрузите следующий скетч: Скетч для подключения датчика hc-sr04 к Arduino ================================================================ int trigPin = 9; // назначаем имя для Pin8 int echoPin = 8; // назначаем имя для Pin9 void setup() { Serial.begin (9600); // подключаем монитор порта pinMode(trigPin, OUTPUT); // назначаем trigPin (Pin8), как выход pinMode(echoPin, INPUT); // назначаем echoPin (Pin9), как вход } void loop() { int duration, cm; // назначаем переменную "cm" и "duration" для показаний датчика digitalWrite(trigPin, LOW); // изначально датчик не посылает сигнал delayMicroseconds(2); // ставим задержку в 2 ммикросекунд digitalWrite(trigPin, HIGH); // посылаем сигнал delayMicroseconds(10); // ставим задержку в 10 микросекунд digitalWrite(trigPin, LOW); // выключаем сигнал duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // включаем прием сигнала cm = duration / 58; // вычисляем расстояние в сантиметрах Serial.print(cm); // выводим расстояние в сантиметрах Serial.println(" cm"); delay(1000); // ставим паузу в 1 секунду } ================================================================ Пояснения к коду: Для подключения выходов Trig и Echo на датчике можно использовать любые цифровые входы на Ардуино; Команда delayMicroseconds() останавливает выполнение программы на заданное количество микросекунд (в 1 секунде 1 000 000 микросекунд). Чтобы получить значение датчика в миллиметрах следует использовать следующую формулу для расчета: cm = duration / 5,8;. Библиотека Ultrasonic.h для УЗ датчика Представленный скетч работает без библиотеки, поэтому в коде многовато строчек. Мы воспользуемся библиотекой для ультразвуковых дальномеров, что позволит нам значительно упростить скетч. Для начала установите библиотеку Ultrasonic (инструкция по установке библиотек в Arduino IDE) и загрузите следующую программу в Ардуино. Ссылка на скачивание архива со скетчами и библиотекой Ultrasonic.h — здесь. Скетч с использованием библиотеки Ultrasonic.h ================================================================ #include <Ultrasonic.h>// подключаем библиотеку Ultrasonic Ultrasonic ultrasonic(9,8); // назначаем выходы для Trig и Echo void setup() { Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта } void loop { Serial.print(ultrasonic.Ranging(CM)); // выводим расстояние в сантиметрах Serial.println("cm"); // выводим надпись "cm" delay(1000); // ставим паузу в 1 секунду } ================================================================ Пояснения к коду: Команда Ultrasonic ultrasonic(8,9); назначает имя для нашего датчика «ultrasonic» и назначаем выходы на Ардуино для Trig и Echo. При необходимости получить второй дальномер к Arduino Nano можно ему задать любое имя, например, Ultrasonic ultrasonic2(11,12);. #arduino #сенсор #ультрозвук