Interfaz del módulo de rango ultrasónico HC-SR04 con Arduino: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

¡Hey, qué pasa, chicos! Akarsh aquí de CETech.

Este proyecto mío es un poco más simple pero tan divertido como los otros proyectos. En este proyecto, vamos a conectar un módulo de sensor de distancia ultrasónico HC-SR04. Este módulo funciona generando ondas sonoras ultrasónicas que están fuera del rango audible del ser humano y a partir del retardo entre la transmisión y recepción de la onda generada se calcula la distancia.

Aquí vamos a interconectar este sensor con Arduino e intentaremos imitar un sistema de asistente de estacionamiento que según la distancia del obstáculo detrás genera diferentes sonidos y también enciende diferentes LED según la distancia.

Así que vayamos ahora a la parte divertida.

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Paso 2: Acerca del módulo de rango ultrasónico HC-SR04

El sensor ultrasónico (o transductor) funciona con los mismos principios que un sistema de radar. Un sensor ultrasónico puede convertir la energía eléctrica en ondas acústicas y viceversa. La señal de onda acústica es una onda ultrasónica que viaja a una frecuencia superior a 18 kHz. El famoso sensor ultrasónico HC SR04 genera ondas ultrasónicas a una frecuencia de 40 kHz. Este módulo tiene 4 pines que son Echo, Trigger, Vcc y GND

Normalmente, se utiliza un microcontrolador para comunicarse con un sensor ultrasónico. Para comenzar a medir la distancia, el microcontrolador envía una señal de activación al sensor ultrasónico. El ciclo de trabajo de esta señal de disparo es de 10 µS para el sensor ultrasónico HC-SR04. Cuando se activa, el sensor ultrasónico genera ocho ráfagas de ondas acústicas (ultrasónicas) e inicia un contador de tiempo. Tan pronto como se recibe la señal reflejada (eco), el temporizador se detiene. La salida del sensor ultrasónico es un pulso alto con la misma duración que la diferencia de tiempo entre las ráfagas ultrasónicas transmitidas y la señal de eco recibida.

El microcontrolador interpreta la señal de tiempo a distancia usando la siguiente función:

Distancia (cm) = Ancho de pulso de eco (microsegundos) / 58

En teoría, la distancia se puede calcular utilizando la fórmula de medición TRD (tiempo / velocidad / distancia). Dado que la distancia calculada es la distancia recorrida desde el transductor ultrasónico al objeto y de regreso al transductor, es un viaje de ida y vuelta. Al dividir esta distancia por 2, puede determinar la distancia real desde el transductor al objeto. Las ondas ultrasónicas viajan a la velocidad del sonido (343 m / sa 20 ° C). La distancia entre el objeto y el sensor es la mitad de la distancia recorrida por la onda de sonido y se puede calcular utilizando la siguiente función:

Distancia (cm) = (tiempo empleado x velocidad del sonido) / 2

Paso 3: hacer las conexiones

Para este paso, los materiales necesarios son: Arduino UNO, módulo de sensor de distancia ultrasónico HC-SR04, LED, zumbador piezoeléctrico, cables de puente

Las conexiones se deben realizar en los siguientes pasos:

1) Conecte el pin de eco del sensor al pin 11 de GPIO del Arduino, el pin de disparo del sensor al sensor al pin 12 de GPIO del Arduino UNO y los pines Vcc y GND del sensor a los 5V y GND del Arduino.

2) Tome 3 LED y conecte los cátodos (generalmente la pata más larga) de los LED a los pines GPIO 9, 8 y 7 de Arduino respectivamente. Conecte el ánodo (generalmente la pata más corta) de estos LED al GND.

3) Tome el zumbador piezoeléctrico. Conecte su pin positivo al pin GPIO 10 del Arduino y el pin negativo a GND.

Y de esta forma se hacen las conexiones del proyecto. Ahora conecte el Arduino a su PC y continúe con los siguientes pasos.

Paso 4: codificación del módulo Arduino UNO

En este paso vamos a subir el código en nuestro Arduino UNO para medir la distancia de cualquier obstáculo cercano y según esa distancia sonar el zumbador y encender los leds. También podemos ver las lecturas de distancia en el monitor serial. Los pasos a seguir son:

1) Vaya al repositorio de GitHub del proyecto desde aquí.

2) En el repositorio de Github, verá un archivo llamado "sketch_sep03a.ino". Este es el código del proyecto. Abra ese archivo y copie el código escrito en él.

3) Abra el IDE de Arduino y seleccione la placa y el puerto COM correctos.

4) Pegue el código en su Arduino IDE y cárguelo en la placa Arduino UNO.

Y de esta forma también se hace la parte de codificación de este proyecto.

Paso 5: ¡¡Es hora de jugar

Tan pronto como se cargue el código, puede abrir el monitor en serie para ver las lecturas de distancia del módulo del sensor ultrasónico, las lecturas se actualizan después de un intervalo fijo. Puede poner algún obstáculo frente al módulo ultrasónico y observar el cambio en la lectura que se muestra allí. Además de las lecturas que se muestran en el monitor de serie, los LED y el zumbador conectados al zumbador también indicarán un obstáculo en diferentes rangos de la siguiente manera:

1) Si la distancia del obstáculo más cercano es superior a 50 cm. Todos los LED estarán en estado APAGADO y el zumbador tampoco sonará.

2) Si la distancia del obstáculo más cercano es menor o igual a 50 cm pero mayor a 25 cm. Luego, el primer LED se encenderá y el zumbador creará un pitido con un retraso de 250 ms.

3) Si la distancia del obstáculo más cercano es menor o igual a 25 cm pero mayor a 10 cm. Luego, el primer y segundo LED se iluminarán y el zumbador creará un pitido con un retraso de 50 ms.

4) Y si la distancia del obstáculo más cercano es inferior a 10 cm. Luego, los tres LED se encenderán y el zumbador emitirá un sonido continuo.

De esta forma, este proyecto detectará la distancia y dará diferentes indicaciones según el rango de distancia.

Espero que les haya gustado el tutorial.