Το HC-SR04 αισθητήρας υπερήχων περιλαμβάνει πομπό και δέκτη. Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιείται για να ανακαλύψει την απόσταση από τον στόχο. Εδώ ο χρόνος που απαιτείται για τη μετάδοση και τη λήψη των κυμάτων θα αποφασίσει την απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και ενός αντικειμένου. Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα χρησιμοποιώντας τεχνολογία χωρίς επαφή. Με τη χρήση αυτού του αισθητήρα, η απόσταση που απαιτείται για τον στόχο μπορεί να μετρηθεί χωρίς ζημιά και παρέχει ακριβείς λεπτομέρειες. Το εύρος αυτού του αισθητήρα διατίθεται μεταξύ 2cms έως 400cms.
Τι είναι ο αισθητήρας υπερήχων HC-SR04;
Το HC-SR04 είναι ένας τύπος αισθητήρα υπερήχων που χρησιμοποιεί σόναρ για να ανακαλύψει την απόσταση του αντικειμένου από τον αισθητήρα. Παρέχει ένα εξαιρετικό εύρος ανίχνευσης χωρίς επαφή με υψηλή ακρίβεια και σταθερές αναγνώσεις. Περιλαμβάνει δύο ενότητες όπως πομπό & δέκτη υπερήχων. Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία εφαρμογών όπως μέτρηση κατεύθυνσης και ταχύτητας, συναγερμοί διαρρήκτη, ιατρικές, σόναρ, υγραντήρες, ασύρματη φόρτιση, μη καταστροφικές δοκιμές και υπερηχογραφία.
Αισθητήρας υπερήχων HCSR04
Διαμόρφωση ακίδων υπερήχων HC-SR04
Αυτός ο αισθητήρας περιλαμβάνει τέσσερις ακίδες και η διαμόρφωση ακίδων αυτού του αισθητήρα συζητείται παρακάτω.
- Pin1 (Vcc): Αυτός ο πείρος παρέχει τροφοδοσία + 5V στον αισθητήρα.
- Pin2 (Trigger): Πρόκειται για έναν ακροδέκτη εισόδου, που χρησιμοποιείται για την προετοιμασία της μέτρησης μεταδίδοντας κύματα υπερήχων διατηρώντας αυτόν τον ακροδέκτη υψηλό για 10us.
- Pin3 (Echo): Πρόκειται για έναν πείρο εξόδου, ο οποίος πηγαίνει ψηλά για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο και θα είναι ισοδύναμος με τη διάρκεια του χρόνου για να επιστρέψει το κύμα στον αισθητήρα.
- Pin4 (Ground): Πρόκειται για έναν πείρο GND που χρησιμοποιείται για σύνδεση στο GND του συστήματος.
Χαρακτηριστικά
ο χαρακτηριστικά του αισθητήρα HC-SR04 συμπεριλάβετε τα ακόλουθα
- ο παροχή ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιείται για αυτόν τον αισθητήρα είναι + 5V DC
- Η διάσταση είναι 45mm x 20mm x 15mm
- Το ηρεμιστικό ρεύμα που χρησιμοποιείται για αυτόν τον αισθητήρα είναι<2mA
- Το πλάτος παλμού εισόδου της σκανδάλης είναι 10uS
- Το ρεύμα λειτουργίας είναι 15mA
- Η γωνία μέτρησης είναι 30 μοίρες
- Το εύρος απόστασης είναι 2cm έως 800 cm
- Η ανάλυση είναι 0,3 cm
- Η αποτελεσματική γωνία είναι<15°
- Το εύρος συχνότητας λειτουργίας είναι 40Hz
- Η ακρίβεια είναι 3mm
Ο αισθητήρας υπερήχων HC-SR04 λειτουργεί
Ο αισθητήρας υπερήχων HC-SR04 διαθέτει τέσσερις ακίδες, δηλαδή καρφίτσα Vcc, καρφίτσα σκανδάλης, πείρο ηχούς και πείρο γείωσης. Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ακριβούς απόστασης μεταξύ του στόχου και του αισθητήρα. Αυτός ο αισθητήρας λειτουργεί κυρίως στα ηχητικά κύματα.
Όταν παρέχεται τροφοδοσία σε αυτή τη μονάδα, δημιουργεί τα ηχητικά κύματα για να ταξιδέψουν σε όλο τον αέρα για να χτυπήσουν το απαραίτητο αντικείμενο. Αυτά τα κύματα χτυπούν και επιστρέφουν από το αντικείμενο και μετά συλλέγονται από τη μονάδα δέκτη.
Εδώ τόσο η απόσταση όσο και ο χρόνος που απαιτείται είναι άμεσα ανάλογες επειδή ο χρόνος που απαιτείται για μεγαλύτερη απόσταση είναι υψηλός. Εάν ο πείρος σκανδάλης παραμείνει ψηλός για 10 μs, τότε θα δημιουργηθούν κύματα υπερήχων που θα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του ήχου. Έτσι δημιουργεί οκτώ κύκλους ηχητικής έκρηξης που θα συγκεντρωθούν εντός του πείρου Echo. Αυτός ο αισθητήρας υπερήχων συνδέεται με το Arduino για να μετρήσει την απαραίτητη απόσταση μεταξύ αισθητήρα και αντικειμένου. Η απόσταση μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο.
S = (V x t) / 2
Όπου το «S» είναι η απαιτούμενη απόσταση
«V» είναι η ταχύτητα του ήχου
Το «t» είναι ο χρόνος που απαιτείται για την επιστροφή των ηχητικών κυμάτων μετά την επίθεση του αντικειμένου.
Η πραγματική απόσταση μπορεί να υπολογιστεί διαιρώντας την τιμή της με 2 καθώς ο χρόνος θα είναι δύο φορές όταν τα κύματα ταξιδεύουν και θα επιστρέψουν από τον αισθητήρα.
Αισθητήρας υπερήχων HC-SR04 με πλακέτα Arduino
Εδώ δίνουμε ένα παράδειγμα για τη χρήση του αισθητήρα υπερήχων HC-SR04 τον πίνακα Arduino . Αυτός ο αισθητήρας συνδέεται με μια πλακέτα Arduino.
Υπερήχων-αισθητήρας-με-Arduino-board
Τα απαιτούμενα στοιχεία αυτού του έργου περιλαμβάνουν κυρίως το διοικητικό συμβούλιο του Arduino UNO , Αισθητήρας υπερήχων HC-SR04, ψωμιά και καλώδια αλτών. Οι συνδέσεις αυτού του έργου είναι πολύ απλές όπως οι ακόλουθες.
- Ο πείρος VCC του αισθητήρα συνδέεται με 5V του Arduino
- Ο ακροδέκτης Trig του αισθητήρα συνδέεται με τον ακροδέκτη 11 στο Arduino
- Ο πείρος Echo του αισθητήρα συνδέεται με τον ακροδέκτη 12 στο Arduino
- Ο πείρος GND του αισθητήρα συνδέεται με τον πείρο GND στο Arduino
Εργαζόμενος
Η μέτρηση της ακριβούς απόστασης μπορεί να επιτευχθεί συνδέοντας τον αισθητήρα HC-SR04 με διαφορετικοί τύποι σανίδων Arduino .
Αρχικά, δώστε την τροφοδοσία στον αισθητήρα για να ενεργοποιήσετε και να συνδέσετε τον πείρο GND αυτού του αισθητήρα στον πείρο GND της πλακέτας Arduino. Και η μονάδα αισθητήρα μπορεί να ενεργοποιηθεί με την παροχή τάσης της πλακέτας Arduino όταν το ρεύμα που αντλείται μέσω του αισθητήρα είναι κάτω από 15mA. Έτσι, οι τρέχουσες βαθμολογίες Arduino δεν θα επηρεάσουν τον αισθητήρα.
Μόλις ρυθμιστεί η κύρια διάταξη, στη συνέχεια συνδέστε και τους δύο ακροδέκτες αισθητήρων όπως το Trig & Echo στις ακίδες εισόδου / εξόδου του πίνακα Arduino. Όπως συζητήσαμε νωρίτερα, ο πείρος Trig στον αισθητήρα πρέπει να διατηρείται 10us στην αρχή για να ξεκινήσει η μέθοδος μέτρησης. Έτσι, αυτή η μονάδα αισθητήρα θα παράγει ηχητικά κύματα με συχνότητα 40.000 Hz για κάθε δευτερόλεπτο από την πηγή.
Όταν τα ηχητικά κύματα επιστρέψουν, ο πείρος Echo θα ενεργοποιηθεί έως ότου αυτά τα κύματα ληφθούν από τον δέκτη. Ο χρόνος θα μετρηθεί με τη βοήθεια ενός πίνακα Arduino.
Εφαρμογές
ο εφαρμογές του αισθητήρα HC-SR04 περιλαμβάνουν τα ακόλουθα,
- Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας καθώς και της κατεύθυνσης μεταξύ δύο αντικειμένων
- Χρησιμοποιείται σε ασύρματη φόρτιση
- Ιατρική υπερηχογραφία
- Αυτό είναι συνηθισμένο εντοπισμός αντικειμένων & αποφύγετε εμπόδια χρησιμοποιώντας ρομπότ όπως biped, pathfinding, αποφυγή εμποδίων , και τα λοιπά.
- Μέτρηση βάθους
- Υγραντήρες
- Αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιείται για να σχεδιάσει τα αντικείμενα που βρίσκονται κοντά στον αισθητήρα περιστρέφοντάς τον
- Μη καταστρεπτική δοκιμή
- Χρησιμοποιώντας αυτό το βάθος αισθητήρα των κοιλωμάτων, τα φρεάτια μπορούν να μετρηθούν με τη μετάδοση των κυμάτων μέσω του νερού.
- Ενσωματωμένο σύστημα
- Συναγερμοί διαρρήκτη
Έτσι, αυτό αφορά το HC-SR04 αισθητήρας υπερήχων . Από τις παραπάνω πληροφορίες τελικά, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτός ο αισθητήρας χρησιμοποιεί σόναρ για τη μέτρηση της απόστασης μεταξύ αισθητήρα και αντικειμένου. Ο πομπός στέλνει ένα σήμα ήχου υψηλής συχνότητας. Μόλις το σήμα ανακαλύψει ένα αντικείμενο, τότε αντανακλά πίσω στον πείρο ηχούς του πομπού. Ο χρόνος που απαιτείται για τη μετάδοση σήματος καθώς και για τη λήψη μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε την απόσταση από ένα αντικείμενο. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιοι είναι οι ίδιοι αισθητήρες καθορισμού απόστασης;
