En aquest article anem a construir un circuit de mesurador de distància ultrasònic mitjançant Arduino i LCD de 16x2. També veurem què és un mòdul d'ultrasons, com funciona i com es pot utilitzar per mesurar la distància.
Què és l'ultrasons?
Un ésser humà sa mitjà pot escoltar freqüències que van des dels 20 Hz fins als 20.000 Hz. Per sobre de 20.000 Hz o 20 KHz l’oïda humana és incapaç de detectar aquestes freqüències. Qualsevol ressò acústic superior a 20 KHz es diu així ultrasònic i qualsevol acústica que ressoni menys de 20 Hz s’anomena infrasònic.
La majoria dels animals domèstics, com un gat o un gos, poden escoltar una àmplia gamma de freqüències acústiques més grans que els éssers humans. Alguns dels nostres dispositius electrònics pot molestar-los, per això s’utilitza el so ultrasònic en electrònica mosquit repellents i també a repel·lents de gossos.
Però molts dels animals salvatges com els ratpenats aprofiten els ultrasons, cosa que els ajuda a determinar la distància entre el depredador i la presa. Té sensors biològics que calculen la distància emetent i rebent ones ultrasòniques.
Aquest principi s’utilitza en molts moderns equips de mesura electrònics aprendrem com també es podria aplicar el mateix principi per al present projecte.
Sensor d'ultrasons:
Utilitzarem un mòdul de transceptor d'ultrasons especials per a dispositius electrònics HC-SR04, que és molt popular i està disponible habitualment en llocs de comerç electrònic i botigues de venda al detall electrònica.
Consta de 4 pins Vcc, terra, disparador i ressò. Aquests pins s’interfacen amb el microcontrolador arduino.
Té un mòduls de transmissor i receptor que tenen un aspecte idèntic i estan protegits per un cilindre i malla d'alumini a l'obertura del transmissor i del receptor. El mòdul també consta de microcontroladors que descodifiquen els senyals d'eco.
Per mesurar la distància, hem d’enviar sèries de ràfegues d’ultrasons i escoltar el ressò. Per fer-ho, hem de mantenir el pin del gatell elevat durant 10 microsegons; el transmissor envia 8 impulsos de ràfegues d'ultrasons.
El mòdul receptor escolta aquestes ràfegues després de tocar un obstacle. El pin de ressò emet un senyal elevat proporcional a la distància. L'Arduino interpreta el temps dels senyals enviats i rebuts per determinar la distància real.
Com que el so viatja a 340 m / s en aire i el temps es pot determinar comparant els senyals enviats i rebuts, podem determinar la distància mitjançant la fórmula velocitat-distància:
Distància = velocitat x temps
Aquests valors els calcularà Arduino i imprimiran els valors adequats a la pantalla LCD. El circuit de mesurador de distància ultrasònic proposat pot mostrar la distància tant en centímetres com en metres.
Prototip de l'autor:
Esquema de connexions:
La connexió del circuit del mesurador de distància ultrasònic es realitza mitjançant una interfície estàndard arduino-LCD, que també podem trobar en molts altres projectes similars basats en arduino-LCD. El potenciòmetre s’utilitza per ajustar el contrast de la pantalla LCD.
El sensor d'ultrasons es pot inserir directament al pin analògic tal com es mostra al prototip de l’autor d’A0 a A3, els sensors orientats cap a l’exterior poden reduir la congestió de cables mentre es duplica el circuit anterior.
Codi del programa:
#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) } Anterior: Circuit parasol motoritzat Següent: Circuit d'amplificador d'àudio de 6 watts mitjançant TDA1011
