Ультразвуковий датчик відстані Arduino HC SR04 - Історія редагувань

Roman Sus: /* Підключення до Arduino */

2018-06-03T09:43:10Z

‎Підключення до Arduino

Roman Sus: /* Точність вимірювання відстані датчиком HC SR04 */

2018-06-03T09:41:42Z

‎Точність вимірювання відстані датчиком HC SR04

Roman Sus: /* Загальні відомості */

2018-06-03T09:06:13Z

‎Загальні відомості

Roman Sus: /* Список використаних джерел */

2018-06-02T21:45:17Z

‎Список використаних джерел

Roman Sus: Створена сторінка: == Загальні відомості == Ультразвуковий датчик відстані HC-SR04 - призначений для вимірюван...

2018-06-02T21:35:21Z

Створена сторінка: == Загальні відомості == Ультразвуковий датчик відстані HC-SR04 - призначений для вимірюван...

Нова сторінка

== Загальні відомості ==
Ультразвуковий датчик відстані HC-SR04 - призначений для вимірювання відстаней від 2 до 400 см, причому межа точності може досягати до 3 мм. Модуль включає ультразвуковий передавач, приймач і вузол контролю. На показання датчика практично не впливають сонячне випромінювання і електромагнітні шуми.
На передній частині HC-SR04 розташовано два ультрозвукових датчика, перший з написом T (Transmiter) - це передавач ультрозвукових хвиль (TCT40-16T), а другий з написом R (Receive) - це приймач відбитих ультрозвукових хвиль (TCT40-16R), по центру розташований вивідний кварцовий генератор на 27 МГц.
[[Файл:8ZIpmB1FPlQ.jpg]]

Рис.1 Загальний вигляд модуля HC SR04

== Характеристики датчика HC SR04 ==

- діапазон вимірювання відстані 0,03м-4м

- частота ультразвуку 40kHz

- кут зору 30град.

- інтерфейс 2 логічні TTL лінії

- вихідна інформація імпульс 0,15..25mS

- напруга живлення "Vcc" 5V

- струм споживання в активному режимі 15мA

- розмір модуля 45х20х15mm

== Принцип роботи ==

1. На вихід trig (тригер) посилаємо високий рівень протягом як мінімум 10мкс.

2. Модуль починає посилати ультразвукові імпульси з частотою 40 кГц і приймає їх назад, якщо в зоні видимості є будь-які перешкоди.

3. Якщо сигнал повертається, модуль встановлює низький рівень на виході echo на 150мс. За часом, який минув з п.1 до низького рівня на виході echo можна розрахувати відстань до перешкоди за формулою:

відстань = (time * sound velocity) / 2

де time - виміряне час імпульсу, sound velocity - швидкість звуку (340 м / с)

== Точність вимірювання відстані датчиком HC SR04 ==

Точність датчика залежить від декількох факторів:

- температури і вологості повітря;

- відстані до об'єкта;

- розташування щодо датчика (згідно діаграми випромінювання);

- якості виконання елементів модуля датчика.

В основу принципу дії будь-якого ультразвукового датчика закладено явище відображення акустичних хвиль, що поширюються в повітрі. Але як відомо з курсу фізики, швидкість поширення звуку в повітрі залежить від властивостей цього самого повітря (в першу чергу від температури). Датчик ж, випускаючи хвилі і заміряючи час до їх повернення, не здогадується, в який саме середовищі вони будуть поширюватися і бере для розрахунків деяку середню величину. В реальних умовах через фактора температури повітря HC-SR04 може помилятися від 1 до 3-5 см.
Фактор відстані до об'єкта важливий, тому що росте ймовірність відбиття від сусідніх предметів, до того ж і сам сигнал загасає з відстанню.

Також для підвищення точності треба правильно направити датчик: зробити так, щоб предмет був в рамках конуса діаграми спрямованості. Простіше кажучи, «очі» HC-SR04 повинні дивитися прямо на предмет. Діаграма спрямованості HC-SR04:

[[Файл:OLvbeuqZwFY.jpg]]

Рис.2 Діаграма спрямованості HC SR04

Для зменшення помилок і похибки вимірювань зазвичай виконуються наступні дії:

- усереднюються значення (кілька разів заміряємо, прибираємо сплески, потім знаходимо середнє);

- за допомогою датчиків (наприклад, DHT11 або DHT22) визначається температура і вносяться поправочні коефіцієнти;

- датчик встановлюється на серводвигун, за допомогою якого ми «повертаємо голову», переміщаючи діаграму спрямованості вліво або вправо.

== Підключення до Arduino ==

Пристрої, які потрібні для підключення:

- ультразвуковий далекомір HC-SR04

- Arduino Uno (Mega, Leonardo, Nano, тощо)

- з'єднувальні дроти (4 штучки)

[[Файл:Erwgrh.png]]

Рис.3 Підключення модуля HC SR04 до Arduino
Модуль підключається чотирма проводами. Контакти VCC і GND служать для підключення харчування, а Trig і Echo- для відправки і прийому сигналів далекоміра. Підключимо їх до пінам 10 і 11 відповідно.

Після підключення потрібно завантажити скетч.

== Принципова схема ==

[[Файл:Rwhreq.png]]

Рис.4 Принципова схема підключення модуля HC SR04 до Arduino

== Приклад (під)програми ==

const int trigPin = 12;
const int echoPin = 11;

void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT); // триггер - выходной пин
pinMode(echoPin, INPUT); // эхо - входной
Serial.begin(9600); // инициализация послед. порта
}

void loop() {
long distance = getDistance(); // получаем дистанцию с датчика
Serial.println(distance); // выводим в последовательный порт
delay(100);
}

// Определение дистанции до объекта в см
long getDistance() {
long distacne_cm = getEchoTiming() * 1.7 * 0.01;
return distacne_cm;
}

// Определение времени задержки
long getEchoTiming() {
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH); // генерируем импульс запуска
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
// определение на пине echoPin длительности уровня HIGH, мксек:
long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
return duration;
}

== Список використаних джерел ==

[https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/ultrazvukovoj-dalnomer-hc-sr04/]

[https://arduino.ua/prod182-Yltrazvykovoi_datchik_rasstoyaniya]

[http://amperka.ru/product/hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-module]

[http://arduino-diy.com/arduino-ultrazvukovoy-datchik-rasstoyaniya]

@@ Рядок 79: / Рядок 79: @@
                                 Рис.3 Підключення модуля HC SR04 до Arduino
-Модуль підключається чотирма проводами. Контакти VCC і GND служать для підключення харчування, а Trig і Echo- для відправки і прийому сигналів далекоміра. Підключимо їх до пінам 10 і 11 відповідно.
+Модуль підключається чотирма проводами. Контакти VCC і GND служать для підключення живлення, а Trig і Echo- для відправки і прийому сигналів далекоміра. Підключаємо їх до пінів 10 і 11 відповідно.
 Після підключення потрібно завантажити скетч.

@@ Рядок 49: / Рядок 49: @@
 - якості виконання елементів модуля датчика.
-В основу принципу дії будь-якого ультразвукового датчика закладено явище відображення акустичних хвиль, що поширюються в повітрі. Але як відомо з курсу фізики, швидкість поширення звуку в повітрі залежить від властивостей цього самого повітря (в першу чергу від температури). Датчик ж, випускаючи хвилі і заміряючи час до їх повернення, не здогадується, в який саме середовищі вони будуть поширюватися і бере для розрахунків деяку середню величину. В реальних умовах через фактора температури повітря HC-SR04 може помилятися від 1 до 3-5 см.
+В основу принципу дії будь-якого ультразвукового датчика закладено явище відображення акустичних хвиль, що поширюються в повітрі. Як відомо з курсу фізики, швидкість поширення звуку в повітрі залежить від властивостей цього самого повітря (в першу чергу від температури). Датчик ж, випускаючи хвилі і заміряючи час до їх повернення, не здогадується, в якому саме середовищі вони будуть поширюватися і бере для розрахунків деяку середню величину. В реальних умовах через фактор температури повітря HC-SR04 може помилятися від 1 до 3-5 см.
 Фактор відстані до об'єкта важливий, тому що росте ймовірність відбиття від сусідніх предметів, до того ж і сам сигнал загасає з відстанню.

@@ Рядок 1: / Рядок 1: @@
 == Загальні відомості ==
-Ультразвуковий датчик відстані HC-SR04 - призначений для вимірювання відстаней від 2 до 400 см, причому межа точності може досягати до 3 мм. Модуль включає ультразвуковий передавач, приймач і вузол контролю. На показання датчика практично не впливають сонячне випромінювання і електромагнітні шуми.
+Ультразвуковий датчик відстані HC-SR04 - призначений для вимірювання відстаней від 2 до 400 см, причому межа точності може досягати до 3 мм. Модуль включає ультразвуковий передавач, приймач і вузол контролю. На покази датчика практично не впливають сонячне випромінювання і електромагнітні шуми.
 На передній частині HC-SR04 розташовано два ультрозвукових датчика, перший з написом T (Transmiter) - це передавач ультрозвукових хвиль (TCT40-16T), а другий з написом R (Receive) - це приймач відбитих ультрозвукових хвиль (TCT40-16R), по центру розташований вивідний кварцовий генератор на 27 МГц.
                      [[Файл:8ZIpmB1FPlQ.jpg]]

@@ Рядок 126: / Рядок 126: @@
 == Список використаних джерел ==
-[https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/ultrazvukovoj-dalnomer-hc-sr04/]
+[https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/ultrazvukovoj-dalnomer-hc-sr04/] ArduinoMaster
-[https://arduino.ua/prod182-Yltrazvykovoi_datchik_rasstoyaniya]
+[https://arduino.ua/prod182-Yltrazvykovoi_datchik_rasstoyaniya] ARDUINO.UA
-[http://amperka.ru/product/hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-module]
+[http://amperka.ru/product/hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-module] AMPERKA.RU
-[http://arduino-diy.com/arduino-ultrazvukovoy-datchik-rasstoyaniya]
+[http://arduino-diy.com/arduino-ultrazvukovoy-datchik-rasstoyaniya] ARDUINO-DIY