راه‌اندازی سنسور آلتراسونیک SR04 با آردوینو
بسم‌الله‌الرحمن‌الرحیم
در بعضی از مواقع در انجام پروژه‌های مختلف از قبیل صنعتی و یا آزمایشگاهی ممکن است که نیاز به اندازه‌گیری مسافت داشته باشید. در این مواقع راه‌حلی که به ذهن اکثریت مهندسین الکترونیک می‌رسد استفاده از سنسور‌ها است، که در این پروژه از سری پروژه های آردوینو می‌خواهیم یکی از همین سنسور‌ها را که سنسور معروف آلتراسونیک SR04 است، را به همراه سخت‌افزار آردوینو راه‌اندازی کنیم و نحوه عملکرد سنسور آلتراسونیک SR04 را در سریال مانیتور آردوینو مشاهده کنیم.
خب قبل از اینکه وارد بحث شماتیک و کدنویسی شویم نیاز است که به صورت کاملا مختصر، به عملکرد این سنسور بپردازیم (باور کنید دید بهتری رو میده بهتون از من گفتن بود.)
سنسور آلتراسونیک چیست؟
اساس کار حسگرهای فراصوت (آلتراسونیک) مشابه رادار یا ردیاب صوتی، تشخیص ویژگی‌های هدف از طریق تحلیل بازتاب امواج رادیویی یا صوتی می‌باشد. حسگرهای فراصوت امواج صوتی با فرکانس بالا ایجاد می‌کنند و موج بازتاب شده را دریافت و تحلیل می‌کنند. این حسگرها با محاسبهٔ زمان بین فرستادن سیگنال و گرفتن بازتاب، فاصلهٔ جسم را محاسبه می‌کنند. از این فناوری می‌توان در اندازه‌گیری سرعت و جهت باد یا میزان پر بودن یک مخزن استفاده کرد. برای اندازه‌گیری سرعت و جهت، یک دستگاه از چندین گیرنده استفاده می‌کند و از روی فاصلهٔ نسبی آن‌ها سرعت را اندازه می‌گیرد. برای اندازه‌گیری میزان مایع داخل یک مخزن نیز کافیست فاصله از سطح مایع اندازه گرفته شود. کاربردهای دیگر شامل ردیاب‌های صوتی(sonar)، بخورها (Humidifier)، فراوانگاری (سونوگرافی فراصوت)، دزدگیرها و آزمایش‌های غیر مخرب میشود.
به‌طور معمول از فرستنده و گیرنده‌هایی استفاده میشود که با تبدیل انرژی الکتریکی به صوتی امواج صوتی بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز ایجاد می‌کنند و با دریافت بازتاب امواج، صوت را بار دیگر به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند تا قابل اندازه‌گیری و نمایش باشند.
خب پس از اینکه متوجه شدیم تقریبا چه اتفاقی درون این سنسور‌ها از جمله سنسور SR04 می‌افتد نوبت به راه‌اندازی این سنسور توسط سخت‌افزار آردوینو می‌رسد. برای این کار ابتدا پروژه را به دو بخش سخت‌افزار و نرم‌افزار تقسیم میکنیم.
سخت‌افزاری که برای راه‌اندازی سنسور آلتراسونیک SR04 نیاز داریم شامل موارد زیر میشود.
سنسور آلتراسونیک SR04
برد آردوینو (نوع برد مهم نیست از هر نوعی که دارید اشکالی نداره)
ترجیحا بردبرد و چند عدد سیم بردبردی
تا اینجا بخش سخت‌افزار پروژه به اتمام رسید.
نرم‌افزاری که برای این پروژه موردنیاز است فقط نصب نرم‌افزار آردوینو است. که اگر با عنوان ” دانلود نرم‌افزار آردوینو ” در گوگل سرچ کنید به راحتی می‌توانید این نرم‌افزار را دانلود و نصب کنید.
پس از فراهم کردن مواردی که گفته شد نوبن به راه‌اندازی سنسور توسط برد آردوینو می‌رسد.
شماتیک سنسور آلتراسونیک SR04
پس از اینکه نحوه اتصالات را به درستی انجام دادیم حال نوبت به نوشتن کد موردنظر برای سخت‌افزار مورد نظرمان می‌رسد.
کدنویسی سنسور SR04
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 | int trigPin = 9; //Trig - green Jumper int echoPin = 12; //Echo - yellow Jumper long duration, cm, inches; void setup() { //Serial Port begin Serial.begin (9600); //Define inputs and outputs pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); } void loop() { // The sensor is triggered by a HIGH pulse of 10 or more microseconds. // Give a short LOW pulse beforehand to ensure a clean HIGH pulse: digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(5); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); // Read the signal from the sensor: a HIGH pulse whose // duration is the time (in microseconds) from the sending // of the ping to the reception of its echo off of an object. pinMode(echoPin, INPUT); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // convert the time into a distance cm = (duration/2) / 29.1; inches = (duration/2) / 74; Serial.print(inches); Serial.print("in, "); Serial.print(cm); Serial.print("cm"); Serial.println(); delay(250); } |
عملکرد کد به نحوی است که دو پین از آردوینو یکی ورودی و دیگری خروجی تعریف شده است چرا؟ برای اینکه اگر به توضیحاتی که دادیم یکی زمان رفت و یکی زمان برگشت را اندازه‌گیری می‌کند و در نهایت می‌توان توسط پالسی که ایجاد می‌کند تشخیص دهد که آیا مانعی وجود دارد یا خیر؟
و در واقع مهم‌ترین کاری که برنامه‌نویس باید در این پروژه باید انجام دهد محاسبه تبدیلات است. (حالا بگید تئوری کاربرد نداره) که این کار برای دو واحد سانتی‌متر و اینچ نوشته شده است. (برای تمرین می‌تونید تبدیلات واحدهای دیگه رو هم انجام بدید.)
در نهایت هم اگر دقت کنید واحدهای in و cm نمایش داده میشود.
خب حالا وقت تست سخت‌افزار به همراه کدی است که نوشته‌ایم. اگر تمامی مواردی که گفتیم به درستی صورت گرفته باشد باید به خروجی زیر برسید.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 | 1000in, 2545cm 1001in, 2547cm 1001in, 2547cm 1001in, 2546cm 1001in, 2547cm 1001in, 2546cm 1001in, 2547cm 12in, 31cm 12in, 31cm 7in, 19cm 5in, 15cm 23in, 59cm 7in, 18cm 6in, 15cm 4in, 10cm 1004in, 2554cm 1006in, 2559cm 1006in, 2560cm 1006in, 2559cm 1002in, 2549cm 12in, 31cm 13in, 33cm 1001in, 2546cm 1001in, 2546cm 1000in, 2545cm 1001in, 2545cm 1000in, 2543cm 1000in, 2543cm 1000in, 2543cm |
امیدوارم که این آموزش هم برای شما مفید واقع شده باشد.
BLO OM
متخصص الکترونیک«السَّلَامُ عَلَیْکَ یَا أَبَا عَبْدِ اللَّهِ، السَّلَامُ عَلَیْکَ وَ رَحْمَهُ اللَّهِ وَ بَرَکَاتُهُ».
مقالات بیشتر
پالت | بازار خرید و فروش قطعات الکترونیک
قطعات اضافه و بدون استفاده همیشه یکی از سرباره‌‌های شرکتها و طراحان حوزه برق و الکترونیک بوده و هست. پالت سامانه‌ای است که بصورت تخصصی اجازه خرید و فروش قطعات مازاد الکترونیک را فراهم می‌کند. فروش در پالت
آیسی | موتور جستجوی قطعات الکترونیک
سامانه آی سی سیسوگ (Isee) قابلیتی جدید و کاربردی از سیسوگ است. در این سامانه سعی شده است که جستجو، انتخاب و خرید مناسب تر قطعات برای کاربران تسهیل شود. وقتی شما در این سامانه، قطعه الکترونیکی را جستجو می‌کنید؛ آی سی به سرعت نتایج جستجوی شما در اکثر فروشگاه‌های آنلاین در حوزه قطعات الکترونیک را نمایش میدهد. جستجو در آیسی
فروشگاه سیسوگ
فروشگاه سیسوگ مجموعه ای متمرکز بر تکنولوژی های مبتنی بر IOT و ماژول های M2M نظیر GSM، GPS، LTE، NB-IOT، WiFi، BT و ... جایی که با تعامل فنی و سازنده، بهترین راهکارها انتخاب می شوند. برو به فروشگاه سیسوگ
نویسنده شو !
سیسوگ با افتخار فضایی برای اشتراک گذاری دانش شماست. برای ما مقاله بنویسید.