Ultrahangos tartománykereső bemutató Arduino -val és LCD -vel: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Sokan készítettek utasításokat az Arduino Uno használatához ultrahangos érzékelővel, és néha LCD -képernyővel is. Mindazonáltal mindig azt tapasztaltam, hogy ezek az egyéb utasítások gyakran átugorják a kezdők számára nem nyilvánvaló lépéseket. Ennek eredményeként megpróbáltam létrehozni egy oktatóanyagot, amely minden lehetséges részletet tartalmaz, hogy más kezdők remélhetőleg tanulhassanak belőle.

Először egy Arduino UNO -t használtam, de egy kicsit nagynak találtam a célra. Ezután megvizsgáltam az Arduino Nano -t. Ez a kis tábla szinte mindent kínál, amit az UNO, de sokkal kisebb lábnyommal. Némi manőverezéssel elértem, hogy ugyanarra a kenyérlapra illeszkedjen, mint az LCD, az ultrahangos érzékelő és a különböző vezetékek, ellenállások és a potenciométer.

Az így kapott felépítés teljesen működőképes, és jó lépcsőfok a tartósabb beállításhoz. Úgy döntöttem, hogy az első Instructable -t elkészítem ennek a folyamatnak a dokumentálására, és remélhetőleg segítek másoknak, akik ugyanezt akarják tenni. Ahol csak lehetséges, jeleztem, hogy honnan szereztem információimat, és igyekeztem a vázlatba a lehető legtöbb alátámasztó dokumentációt is beilleszteni, hogy bárki, aki elolvassa, megértse, mi történik.

1. lépés: Alkatrészek, amelyekre szüksége lesz

Csak néhány alkatrészre van szüksége, és szerencsére nagyon olcsók.

1 - Teljes méretű kenyértábla (830 tű)

1 - Arduino Nano (mindkét oldalon rögzített csapfejjel)

1 - HC -SRO4 ultrahangos érzékelő

1 - 16x2 LCD kijelző (egyetlen fejléccel felszerelve). MEGJEGYZÉS: nincs szüksége a modul drágább I2C verziójára. Közvetlenül a 16 tűs "alap" egységgel dolgozhatunk

1 - 10 K potenciométer

1 - Ballasztellenállás a 16x2 LED -es háttérvilágítással való használatra (általában 100 Ohm - 220 Ohm, úgy találtam, hogy egy 48 Ohmos ellenállás működik a legjobban)

1 -1K ohmos terheléskorlátozó ellenállás -HC -SR04 -hez használható

Kenyérsütő huzalok különböző hosszúságban és színben.

VÁLASZTHATÓ - Breadboard tápegység - Egy tápegység, amely közvetlenül a kenyérlaphoz csatlakozik, lehetővé téve, hogy hordozhatóbb legyen, ahelyett, hogy a számítógéphez kötődne, vagy a rendszert az Arduino Nano segítségével táplálja.

1 - PC/ Laptop az Arduino Nano programozásához - Megjegyzés A CH340 illesztőprogramokra is szüksége lehet ahhoz, hogy a Windows PC megfelelően csatlakozzon az Arduino Nano -hoz. Driverek letöltése ITT

1 - Arduino integrált fejlesztési környezet (IDE) - IDE letöltése ITT

2. lépés: Telepítse az IDE -t, majd a CH340 illesztőprogramokat

Ha még nincs telepítve az IDE vagy CH340 illesztőprogram, folytassa ezzel a lépéssel

1) Töltse le az IDE -t innen.

2) Az IDE telepítésével kapcsolatos részletes utasítások megtalálhatók az Arduino weboldalán ITT

3) Töltse le a CH340 Serial illesztőprogramokat innen.

4) Az illesztőprogramok telepítésével kapcsolatos részletes utasítások ITT találhatók.

Szoftverkörnyezete naprakész

3. lépés: Az alkatrészek elhelyezése

Még egy teljes méretű kenyérsütő deszkán is csak véges hely van, és ez a projekt a végsőkig vezet.

1) Ha kenyérsütő tápegységet használ, először csatlakoztassa a kenyérlap jobb oldali csapjaihoz

2) Telepítse az Arduino Nano készüléket úgy, hogy az USB -port jobbra nézzen

3) Szerelje be az LCD -kijelzőt a kenyértábla "tetejére" (lásd a képeket)

4) Szerelje be a HC-SR04-et és a potenciométert. Hagyjon helyet a szükséges vezetékeknek és ellenállásoknak.

5) A Fritzing diagram alapján csatlakoztassa az összes vezetéket a kenyértáblán. Vegye figyelembe a 2 ellenállás elhelyezését is a táblán. - Feltöltöttem egy Fritzing FZZ fájlt, ha érdekli.

6) Ha NEM Breadboard tápegységet használ, győződjön meg arról, hogy a földről jumperek futnak, és a tábla "alján" a +V vonal fut a "felső" megfelelő sorokhoz, hogy minden földelve legyen és hajtású.

Ennél a konfigurációnál megpróbáltam sorban tartani a csapokat az LCD-től és az Arduino csapjait, hogy a lehető legegyszerűbb legyen (a D7-D4 az LCD-n csatlakozik a D7-D4-hez a Nano-n). Ez lehetővé tette számomra, hogy egy nagyon tiszta diagramot használjak a vezetékek bemutatására.

Bár sok webhely 220 ohmos ellenállást kér a 2x20 kijelző LCD háttérvilágításának védelmére, ezt esetemben túl magasnak találtam. Több fokozatosan kisebb értékkel próbálkoztam, amíg találtam egy számomra jól működő értéket. Ebben az esetben egy 48 ohmos ellenálláshoz működik (ez az, mint az ohmmérőmön). 220 Ohmmal kell kezdeni, és csak akkor kell leállni, ha az LCD nem elég fényes.

A potenciométer az LCD kijelző kontrasztjának beállítására szolgál, ezért előfordulhat, hogy egy kis csavarhúzóval kell a belső foglalatot az Ön számára legmegfelelőbb helyzetbe fordítani.

4. lépés: Az Arduino vázlat

Vázlatomhoz több forrást is felhasználtam inspirációként, de mindegyik jelentős módosítást igényelt. Megpróbáltam teljes mértékben megjegyezni a kódot, hogy világos legyen, miért hajtják végre minden lépést úgy, ahogy van. Úgy gondolom, hogy a megjegyzések tisztességes százalékban meghaladják a ténylegesen kódolási utasításokat !!!

Ennek a vázlatnak a legérdekesebb része számomra az ultrahangos érzékelő körül forog. A HC-SR04 nagyon olcsó (kevesebb, mint 1 amerikai dollár vagy kanadai dollár az Ali Express-en). Ez is nagyon pontos az ilyen típusú projekteknél.

2 kerek "szem" van az érzékelőn, de mindegyiknek más a célja. Az egyik a hangkibocsátó, a másik a vevő. Ha a TRIG csap HIGH -ra van állítva, akkor egy impulzus kerül kiküldésre. Az ECHO Pin ezredmásodpercben visszaad egy értéket, ami a teljes késés az impulzus elküldése és a fogadás között. A szkriptben néhány egyszerű képlet található, amelyek segítenek milliszekundumok centiméterre vagy hüvelykre alakításában. Ne feledje, hogy a visszaadott időt felére kell csökkenteni, mert az impulzus az objektumhoz megy, majd visszatér, kétszer megtéve a távolságot.

Az ultrahangos érzékelő működésével kapcsolatos további részletekért ajánlom Dejan Nedelkovski oktatóanyagát a Howtomechatronics webhelyen. Kiváló videója és diagramjai vannak, amelyek sokkal jobban elmagyarázzák a koncepciót, mint én!

MEGJEGYZÉS: A hangsebesség nem állandó. A hőmérséklet és a nyomás függvényében változik. Ennek a projektnek egy nagyon érdekes bővítése hozzáadna egy hőmérséklet- és nyomásérzékelőt, hogy kompenzálja a "sodródást". Több mintát adtam az alternatív hőmérsékletekhez kiindulópontként, ha meg akarja tenni a következő lépést!

Egy internetes forrás, aki sok időt töltött ezen érzékelők kutatásával, ezeket az értékeket hozta fel. Ajánlom Andreas Spiess You Tube csatornáját különféle érdekes videókhoz. Ezeket az értékeket az egyikből merítettem.

// 340 M/sec a hangsebesség 15 ° C -on (0,034 CM/sec) // 331,5 M/sec a hangsebesség 0 ° C -on (0,0331,5 CM/sec)

343 M/sec a hangsebesség 20 ° C -on (0,0343 CM/sec)

// 346 M/sec a hangsebesség 25 ° C -on (0,0346 CM/sec)

Az LCD kijelző némi kihívást jelent, csak azért, mert annyi csap (6!) Szükséges a vezérléséhez. Ennek előnye, hogy az LCD ezen alapvető verziója is nagyon olcsó. Könnyen megtalálom az Aliexpress -en 2 dollárnál kevesebb kanadai áron.

Szerencsére, ha már csatlakoztatta, a vezérlés nagyon egyszerű. Törölje, majd állítsa be, hogy hová szeretné kiadni a szöveget, majd adjon ki egy sor LCD. PRINT parancsot a szöveg és a számok képernyőn való megjelenítéséhez. Találtam egy nagyszerű oktatóanyagot erről Vasco Ferraztól a vascoferraz.com oldalon. Megváltoztattam a csap elrendezését, hogy világosabb legyen a kezdő számára (például magamnak!).

5. lépés: Következtetés

Nem teszem fel, hogy villamosmérnök vagy professzionális kódoló vagyok. (A programozást eredetileg a 70 -es években tanultam meg!). Emiatt az egész Arduino teret rendkívül felszabadítónak találom. Én, csak alapvető ismeretekkel, értelmes kísérletekkel kezdhetem. Olyan dolgokat kell létrehozni, amelyek valóban működnek, és elegendő valós hasznosságot mutatnak, amit még a feleségem is mond: "Cool!".

Mint mindannyian, az interneten elérhető erőforrások felhasználásával megtanulom, hogyan kell csinálni, majd összekapcsolom őket, hogy remélhetőleg valami hasznosat hozzak létre. Mindent megtettem, hogy ezeket a forrásokat ebben az ible -ban és a vázlatomban jóváírjam.

Útközben úgy gondolom, hogy segíthetek másoknak, akik szintén elkezdik tanulási útjukat. Remélem, hasznosnak találja ezt az utasítást, és szívesen fogadok minden megjegyzést vagy kérdést.