Ultraljudsavståndsmätarkrets med 16 × 2 LCD

I den här artikeln ska vi konstruera en ultraljudsavståndsmätarkrets med Arduino och 16x2 LCD. Vi ska också se vad en ultraljudsmodul är, hur den fungerar och hur den kan användas för att mäta avstånd.

Vad är ultraljud?

En genomsnittlig frisk människa kan höra frekvenser från 20 Hz till 20 000 Hz. Över 20 000Hz eller 20 KHz kan mänskligt öra inte upptäcka dessa frekvenser. Alla akustiska resonanser större än 20 KHz kallas som ultraljuds- och all akustik som resonerar mindre än 20 Hz kallas infrasonic.

De flesta husdjur som katt eller hund kan höra ett brett spektrum av akustisk frekvens som är större än människor. Några av våra elektroniska enheter kan irritera dem det är därför ultraljud används i elektroniska myggmedel och även i hundavstötande medel.

Men många av de vilda djuren som fladdermöss utnyttjar ultraljud, vilket hjälper dem att bestämma avståndet mellan rovdjuret och bytet. Den har biologiska sensorer som beräknar avståndet genom att avge och ta emot ultraljudsvågor.

Denna princip används i många moderna elektronisk mätutrustning vi kommer att lära oss hur samma princip kan tillämpas för det nuvarande projektet.

Ultraljudssensor:

Vi kommer att använda en speciell elektronisk enhet ultraljudsmottagarmodul HC-SR04 som är mycket populär och allmänt tillgänglig på e-handelssajter och elektroniska butiker.

Den består av 4 stift Vcc, mark, trigger och eko. Dessa stift är gränssnitt med arduino mikrokontroller.

Den har en sändar- och mottagarmoduler som ser identiska ut och skyddas av aluminiumcylinder och nät vid öppningen av sändaren och mottagaren. Modulen består också av mikrokontroller som avkodar ekosignaler.

För att mäta avstånd måste vi skicka serie ultraljudssprängningar och lyssna efter ekot. För att göra detta måste vi hålla avtryckaren hög i 10 mikrosekunder, sändaren skickar ut 8 pulser av ultraljudssurst.

Mottagarmodulen lyssnar på dessa skurar efter att ha träffat ett hinder. Ekostiftet ger hög signal som är proportionell mot avståndet. Arduino tolkar tiden för skickade och mottagna signaler för att bestämma det faktiska avståndet.

Eftersom ljudet rör sig vid 340 m / s i luft och tiden kan bestämmas genom att jämföra skickade och mottagna signaler, kan vi bestämma avståndet med hjälp av formeln hastighetsavstånd:

Avstånd = hastighet x tid

Dessa värden kommer att beräknas av Arduino och skriva ut lämpliga värden på LCD-skärmen. Den föreslagna ultraljudsmätarkretsen kan visa avstånd i centimeter såväl som i meter.

Författarens prototyp:

Kretsschema:

Ultraljudsavståndsmätarkretsanslutningen görs via ett standard arduino-LCD-gränssnitt, vilket vi också kan hitta på många andra liknande arduino-LCD-baserade projekt. Potentiometern används för att justera LCD-skärmens kontrast.

De ultraljudssensor kan sättas in direkt på en analog stift som visas i författarens prototyp från A0 till A3, sensorer vända utåt kan minska trängseln medan du kopierar ovanstående krets.

Programkod: