آموزش راه اندازی اولتراسونیک SR04 توسط EasyMCU

آموزش راه اندازی اولتراسونیک SR04 توسط EasyMCU

آموزش راه اندازی اولتراسونیک SR04 توسط EasyMCU : اولتراسونیک ( Ultrasonic ) به معنای ما فوق صوت می باشد و کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد. ما فوق صوت به این مفهوم می باشد که از محدوده ی شنوایی انسان ( 20Hz ~ 20KHz ) بالاتر است و زمانی که امواج صوتی تولید می شوند انسان صدایی از امواج تولیدی نمی شنود.

 

ویژگی های ماژول SR04

ماژول SR04 یک ماژول برای اندازه گیری مسافت بین 2 تا 400 سانتی متر بدون تماس می باشد. امواج تولیدی در این ماژول دارای فرکانس 40KHz ، زاویه ی اندازه گیری 15 درجه، دقت اندازه گیری 3mm (میلی متر) ، جریان مصرفی 15mA می باشد.

UltrasonicModule

اتصالات SR04

همینطور که در تصویر فوق مشخص هست SR04 دارای 4 پایه می باشد.
1. VCC به +5V متصل می شود.
2. GND به 0v یا سر“-” تغذیه متصل می شود.
3. Trig به یک پایه ( خروجی ) متصل می شود ( مثلا P39 )
4. Echo به یک پایه ( ورودی ) متصل می شود ( مثلا P40 )

تصویر فوق توسط نرم افزار fritzing تهیه شده است

 

عملیات مسافت سنجی

راه اندازی ماژول به این صورت است که یک پالس با عرض 10 میکرو ثانیه ( 10us ) روی پایه ی Trig اعمال می کنیم. لحظاتی بعد ماژول 8 پالس با فرکانس 40KHz را در محیط پخش می کند ( در تصویر فوق پیزو سمت چپ مثل بلندگو، یک فرستنده است ) بعد از اتمام ارسال امواج پایه ی Echo از سطح 0v ) LOW ) به سطح 5v ) HIGH ) می رود. در این حال امواج انتشار یافته در محیط به جسم مقابل برخورد می کنند و بخشی از این امواج منعکس می شوند و به سمت ماژول بر می گردند. به محض برخورد امواج برگشتی به گیرنده ماژول ( پیزو سمت راست مثل میکروفون، یک گیرنده است ) سطح ولتاژ پایه Echo از HIGH به LOW می رسد.

 

محاسبات تعیین مسافت

برای تعیین مسافت کافیست زمانی که پایه ی Echo به سطح HIGH می رود، یک تایمر را روشن کنیم و زمان را تا وقتی پایه ی Echo به LOW می رسد محاسبه و تایمر را متوقف کنیم. به این ترتیب مجموع زمان رفت و برگشت امواج را در اختیار داریم.
یک رابطه بین سرعت (v) ، زمان (t) و جابه جایی (x) در فیزیک وجود دارد که با داشتن 2 مجهول از 3 مجهول موجود ، مجهول سوم قابل محاسبه است. از آنجایی که سرعت صوت 343.2 متر بر ثانیه (m/s) است ( v ) و زمان رفت و برگشت توسط تایمر محاسبه شده است ( 2t )، تنها مجهول باقی مانده جابه جای (x) می باشد که به سادگی قابل محاسبه می باشد.

در نتیجه:

دقت کنید که تنها نیاز به زمان رفت یا برگشت داریم ، پس مقدار زمان محاسبه شده همیشه 2 برابر مقدار مورد نیاز هست، پس زمان محاسبه شده توسط تایمر را به 2 تقسیم می کنیم تا به مقدار t مد نظر برسیم.

 

راه اندازی ماژول SR04 با Zcross

کتابخانه SR04 برای EasyMCU در Github موجود می باشد. جهت دانلود کتابخانه SR04 به لینک ذیل مراجعه کنید.

 

دانلود کتابخانه ی SR04

 

پس از دانلود کتابخانه، محتوای آن که شامل 2 فایل با پسوند (h.* و cpp.*) می باشد را به پوشه module_libraries انتقال دهید. یک بار نرم افزار EasyMCU را ببندید و مجدد اجرا کنید.

اگر برای ایجاد اولیه پروژه مشکل دارید قسمت شروع کار با Easy MCU را ببینید.

در مراحل ایجاد پروژه از تب libraries کتابخانه ی SR04 را به پروژه اضافه کنید.

 

لطفا هرگونه سوال و … راجع به این مطلب را در انجمن ایزی.ام.سی.یو مطرح نمایید.

 

پروژه نمونه

با استفاده از متود ()distance قادر خواهید بود تمام مراحل بالا را با یک دستور انجام دهید.
نمونه برنامه نوشته شده برای این ماژول به شرح ذیل می باشد.

 

 

ویدئو کلیپ راه اندازی اولتراسونیک SR04 توسط EasyMCU