Tässä artikkelissa aiomme rakentaa ultraäänietäisyysmittaripiirin käyttämällä Arduinoa ja 16x2 LCD: tä. Aiomme myös nähdä, mikä on ultraäänimoduuli, miten se toimii ja miten sitä voidaan käyttää etäisyyden mittaamiseen.

Mikä on ultraääni?

Keskimääräinen terve ihminen voi kuulla taajuuksia välillä 20 Hz - 20000 Hz. Yli 20 000 Hz: n tai 20 KHz: n ihmiskorva ei kykene havaitsemaan näitä taajuuksia. Kaikkia yli 20 KHz: n akustisia resonansseja kutsutaan nimellä ultraääni- ja mitä tahansa akustiikkaa, joka resonoi alle 20 Hz, kutsutaan infraääniksi.

Suurin osa kotieläimistä, kuten kissa tai koira, voi kuulla laajan akustisen taajuusalueen kuin ihmiset. Jotkut meidän elektroniset laitteet voi ärsyttää heitä, minkä vuoksi ultraääniääniä käytetään elektronisesti hyttyskarkotteet ja myös sisään koiran karkotteet.

Mutta monet villieläimistä, kuten lepakot, hyödyntävät ultraääntä, mikä auttaa heitä määrittämään saalistajan ja saaliin välisen etäisyyden. Siinä on biologisia antureita, jotka laskevat etäisyyden lähettämällä ja vastaanottamalla ultraääniaaltoja.

Tätä periaatetta hyödynnetään monissa nykyaikaisissa elektroniset mittauslaitteet opimme, kuinka samaa periaatetta voitaisiin soveltaa myös nykyiseen projektiin.

Ultraäänianturi:

Aiomme käyttää erityistä elektronisen laitteen ultraäänilähetin-vastaanotinmoduulia HC-SR04, joka on erittäin suosittu ja yleisesti saatavilla verkkokaupoissa ja sähköisissä vähittäiskaupoissa.

Se koostuu 4 nastasta Vcc, maadoituksesta, liipaisimesta ja kaikusta. Nämä nastat on liitetty arduino-mikrokontrolleriin.

Sillä on lähettimen ja vastaanottimen moduulit jotka näyttävät identtisiltä ja jotka on suojattu alumiinisylinterillä ja -verkolla lähettimen ja vastaanottimen aukossa. Moduuli koostuu myös mikrokontrollereista, jotka purkavat kaikusignaalit.

“digitaalista analogiamuuntimen teoria ”

Etäisyyden mittaamiseksi meidän on lähetettävä sarja ultraäänipurskeita ja kuunneltava kaiku. Tätä varten meidän on pidettävä liipaisintappi korkealla 10 mikrosekunnin ajan, lähetin lähettää 8 pulssia ultraäänipurskeita.

Vastaanotinmoduuli kuuntelee näitä purskeita lyödessään esteen. Kaikusokka antaa korkean signaalin, joka on verrannollinen etäisyyteen. Arduino tulkitsee lähetettyjen ja vastaanotettujen signaalien ajan todellisen etäisyyden määrittämiseksi.

“9–5 voltin jännitesäädinpiiri ”

Koska ääni kulkee ilmassa 340 m / s ja aika voidaan määrittää vertaamalla lähetettyjä ja vastaanotettuja signaaleja, voimme määrittää etäisyyden nopeus-etäisyyskaavan avulla:

Etäisyys = nopeus x aika

Arduino laskee nämä arvot ja tulostaa sopivat arvot LCD-näytölle. Ehdotettu ultraäänimatkan mittauspiiri voi näyttää etäisyyden sekä senttimetreinä että metreinä.

Kirjoittajan prototyyppi:

Testattu ultraäänimatkailupiirin toimintamalli 16x2 LCD: llä

Piirikaavio:

Ultraäänietäisyysmittaripiiri 16x2 LCD: llä

Ultraäänimatkamittaripiiriliitäntä tehdään tavallisen arduino-LCD-liitännän kautta, jonka voimme löytää myös monista muista vastaavista arduino-LCD-pohjaisista projekteista. Potentiometriä käytetään LCD-näytön kontrastin säätämiseen.

ultraäänianturi voidaan asentaa suoraan analogiseen tapiin, kuten kirjoittajan prototyyppi osoittaa, A0: sta A3: een, ulospäin osoittavat anturit voivat vähentää johtojen ruuhkautumista samalla kun kopioidaan yllä oleva piiri.

Ohjelmakoodi:

#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) }

Pari: Moottoroitu aurinkosuojapiiri Seuraava: 6 watin äänenvahvistinpiiri TDA1011: n avulla