Interfaçage du module de télémétrie à ultrasons HC-SR04 avec Arduino : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Hé, quoi de neuf, les gars ! Akarsh ici de CETech.

Mon projet est un peu plus simple mais aussi amusant que les autres projets. Dans ce projet, nous allons interfacer un module de capteur de distance à ultrasons HC-SR04. Ce module fonctionne en générant des ondes sonores ultrasonores qui sont hors de la portée audible des êtres humains et à partir du délai entre la transmission et la réception de l'onde générée, la distance est calculée.

Ici, nous allons interfacer ce capteur avec Arduino et essayer d'imiter un système d'aide au stationnement qui, en fonction de la distance de l'obstacle derrière, génère différents sons et allume également différentes LED en fonction de la distance.

Passons maintenant à la partie amusante.

Étape 1: Faites fabriquer des PCB pour vos projets

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Étape 2: À propos du module de télémétrie à ultrasons HC-SR04

Le capteur à ultrasons (ou transducteur) fonctionne sur les mêmes principes qu'un système radar. Un capteur à ultrasons peut convertir l'énergie électrique en ondes acoustiques et vice versa. Le signal d'onde acoustique est une onde ultrasonore se déplaçant à une fréquence supérieure à 18 kHz. Le célèbre capteur à ultrasons HC SR04 génère des ondes ultrasonores à une fréquence de 40 kHz. Ce module a 4 broches qui sont Echo, Trigger, Vcc et GND

En règle générale, un microcontrôleur est utilisé pour communiquer avec un capteur à ultrasons. Pour commencer à mesurer la distance, le microcontrôleur envoie un signal de déclenchement au capteur à ultrasons. Le rapport cyclique de ce signal de déclenchement est de 10 µS pour le capteur à ultrasons HC-SR04. Lorsqu'il est déclenché, le capteur à ultrasons génère huit rafales d'ondes acoustiques (ultrasons) et lance un compteur de temps. Dès que le signal réfléchi (écho) est reçu, le chronomètre s'arrête. La sortie du capteur à ultrasons est une impulsion élevée avec la même durée que la différence de temps entre les salves ultrasonores transmises et le signal d'écho reçu.

Le microcontrôleur interprète le signal temporel en distance à l'aide de la fonction suivante:

Distance (cm) = largeur d'impulsion d'écho (microsecondes)/58

Théoriquement, la distance peut être calculée à l'aide de la formule de mesure TRD (temps/taux/distance). Étant donné que la distance calculée est la distance parcourue du transducteur à ultrasons à l'objet - et de retour au transducteur - il s'agit d'un voyage dans les deux sens. En divisant cette distance par 2, vous pouvez déterminer la distance réelle entre le transducteur et l'objet. Les ondes ultrasonores voyagent à la vitesse du son (343 m/s à 20°C). La distance entre l'objet et le capteur est la moitié de la distance parcourue par l'onde sonore et elle peut être calculée à l'aide de la fonction ci-dessous:

Distance (cm) = (temps pris x vitesse du son)/2

Étape 3: faire les connexions

Pour cette étape, les matériaux requis sont - Arduino UNO, module de capteur de distance à ultrasons HC-SR04, LED, buzzer piézo, câbles de démarrage

Les connexions sont à faire dans les étapes suivantes:

1) Connectez la broche d'écho du capteur à la broche GPIO 11 de l'Arduino, la broche de déclenchement du capteur au capteur à la broche GPIO 12 de l'Arduino UNO et les broches Vcc et GND du capteur aux 5V et GND de l'Arduino.

2) Prenez 3 LED et connectez les cathodes (généralement la branche la plus longue) des LED aux broches GPIO 9, 8 et 7 d'Arduino respectivement. Connectez l'anode (généralement la branche la plus courte) de ces LED au GND.

3) Prenez le buzzer piézo. Connectez sa broche positive à la broche GPIO 10 de l'Arduino et la broche négative à GND.

Et de cette façon, les connexions du projet sont faites. Connectez maintenant l'Arduino à votre PC et passez aux étapes suivantes.

Étape 4: Codage du module Arduino UNO

Dans cette étape, nous allons télécharger le code dans notre Arduino UNO pour mesurer la distance de tout obstacle à proximité et en fonction de cette distance, faire retentir le buzzer et allumer les LED. Nous pouvons également voir les lectures de distance sur le moniteur série. Les étapes à suivre sont:

1) Déplacez-vous vers le référentiel GitHub du projet à partir d'ici.

2) Sur le référentiel Github, vous verrez un fichier nommé "sketch_sep03a.ino". C'est le code du projet. Ouvrez ce fichier et copiez le code qui y est écrit.

3) Ouvrez l'IDE Arduino et sélectionnez la carte et le port COM appropriés.

4) Collez le code dans votre IDE Arduino et téléchargez-le sur la carte Arduino UNO.

Et de cette façon, la partie codage de ce projet est également effectuée.

Étape 5: Il est temps de jouer

Dès que le code est téléchargé, vous pouvez ouvrir le moniteur série pour voir les lectures de distance du module de capteur à ultrasons, les lectures continuent de se mettre à jour après un intervalle fixe. Vous pouvez mettre un obstacle devant le module à ultrasons et observer le changement dans la lecture qui y est indiquée. Outre les lectures affichées sur le moniteur série, les LED et le buzzer connectés au buzzer indiqueront également un obstacle dans différentes plages comme suit:

1) Si la distance de l'obstacle le plus proche est supérieure à 50 cm. Toutes les LED seraient à l'état éteint et le buzzer ne sonnerait pas non plus.

2) Si la distance de l'obstacle le plus proche est inférieure ou égale à 50 cm mais supérieure à 25 cm. Ensuite, la première LED s'allumera et le buzzer émettra un bip avec un délai de 250 ms.

3) Si la distance de l'obstacle le plus proche est inférieure ou égale à 25 cm mais supérieure à 10 cm. Ensuite, la première et la deuxième LED s'allumeront et le buzzer émettra un bip avec un délai de 50 ms.

4) Et si la distance de l'obstacle le plus proche est inférieure à 10 cm. Ensuite, les trois LED s'allumeront et le buzzer émettra un son continu.

De cette façon, ce projet détectera la distance et donnera des indications différentes selon la plage de distance.

J'espère que vous avez aimé le tutoriel.