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便携式超声波测距仪

声音是材料振动产生的一种现象。声音的特征是携带机械能的机械波。

为了使这种能量在发射机和接收机之间传输,介质的存在是必要的。介质可以是固体、液体或气体。

超声波测距仪

声能通过在传播介质中引起扰动而传播,这被称为声波传播。正常情况下,声速为330米/秒。

声纳或声导航和测距是一种非接触式的距离测量技术,通常用于潜艇。

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在这种技术中,一种高频声波由发射器发射,从目标反射回来的回声由接收器捕获。

由于声波的速度是已知的,通过测量传播的时间,就可以计算出源和目标之间的距离。

根据声波的频率,声纳可以是次声波,也可以是超声波。超声波传感器产生的声波频率高于可听范围(20Hz至20khz),即大于20khz。次声传感器的声波频率小于20Hz。

本课题设计了一种便携式超声波测距仪,可用于非接触式测量目标的距离。该项目是基于Arduino,超声波传感器和液晶显示器。

线路图

便携式超声波测距仪

硬件要求

  • Arduino Uno
  • 超声波传感器HC-SR04
  • 16 x2液晶显示器
  • 10 kΩ锅

超声波测距仪电路设计

该电路由Arduino Uno(该项目的大脑)、超声波传感器和液晶显示器组成,可以即时显示结果。电路的设计非常简单,下面解释。

在Arduino上可用的14个I/O引脚中,我们在这个项目中使用8个引脚。2个引脚用于超声波传感器,其他6个引脚用于控制LCD。

超声波传感器的4个引脚分别为Vcc、Gnd、Trig和Echo。Trig连接Arduino的Pin 11, Echo连接到Pin 10。Arduino的输入和输出分别是pin 10和pin 11。

LCD引脚15、16 (LED+、LED-)为背光引脚。分别接Vcc和Gnd(电路图中未见)。

通过LCD的四个数据引脚来显示信息。LCD (D4 - D7)的引脚11、12、13、14连接Arduino的引脚5、4、3、2。

LCD的RS和E引脚(引脚4和6)分别连接Arduino的引脚7和6,RW(引脚5)连接地。

引脚1、引脚2 (Vss、Vdd)分别接地、接Vcc。为了控制LCD显示屏的对比度,将LCD的引脚3 (VE)连接到10 KΩ POT的刮水器上,POT的其他端子分别连接到Vcc和Gnd。

工作

超声波传感器是量程计电路中的主要模块。超声波传感器由超声波发射器和接收器组成。发射器以40千赫的频率发送8个脉冲的音爆。

这个信号击中目标和回波被接收模块接收。通过测量发送脉冲和接收回波事件之间的时间,可以计算出距离。

测距2厘米

本项目使用的超声波传感器为HC-SR04。可用于测量2cm ~ 400cm范围内的距离,读数准确。

测距3厘米

传感器模块由4个引脚组成:Vcc、Gnd、Trig和Echo。当Trig引脚高放置时间至少为10 μ s时,超声传感器发出超声信号。Echo引脚从发送和接收信号的那一刻起就是高的。

Echo信号高的持续时间由Arduino根据代码计算,并以厘米为单位转换为距离。LCD显示相同的数据。

Arduino连续发送Trig信号,可以连续测量目标的距离,没有任何延迟。

测距4厘米

由于电路的功耗要求非常低,整个系统可以使用9V电池供电,可以作为便携式测距仪使用。

下载代码

请注意

  • 该电路可以作为一种简单的非接触式距离测量装置。
  • 一个电池可以用来给设备供电,使其便携,一个ON/OFF开关可以用来节约电池寿命。
  • 在设计中使用了LCD,使电路能够实时显示距离。
  • 代码的简单改变可能会产生额外的信息,如不同度量的距离、时间、日期等。

17的反应

  1. 有没有可能将蓝牙耳机与这个设备连接起来,以收听距离??如果可以,请帮忙

    1. 嗨,我们想用一个LED作为一个警告灯(如果距离小于5厘米,类似的东西)。但是我们没有这样做,也没有对代码做任何更改。忽略LED初始化。此外,Arduino上的第13个引脚有一个内置LED。

  2. 你好,

    我对这些项目很陌生,你能指导我吗,我怎么把你的代码安装到板上。

    girish

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