HC-SR04 ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული ულტრაბგერითი სენსორის სახელია. ის გამოიყენება მანძილების გასაზომად გამოსხივების გზით. მაღალი სიხშირის ბგერითი ტალღებიამ პოსტში ჩვენ დეტალურად განვიხილავთ მისი მუშაობის ყველა ასპექტს.
ეს არის მოდელი, რომელიც ნაპოვნია წარმოდგენილია ღია კოდის ელექტრონული პლატფორმის Arduino-ს მეშვეობით შექმნილ მრავალ პროექტშიმისი წარმატების მრავალი მიზეზი არსებობს: დაბალი ენერგომოხმარება (რაც მას იდეალურ სენსორად აქცევს ბატარეაზე მომუშავე მოწყობილობებისთვის), მარტივი ურთიერთდაკავშირება და შედარებით იაფი.
როგორ მუშაობს ულტრაბგერითი სენსორები
იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს HC-SR04 სენსორი, ჯერ უნდა იცოდეთ რა არის ულტრაბგერითი სენსორები? (ასევე ცნობილია, როგორც ულტრაბგერითი სენსორები). ესენი არიან სიახლოვის დეტექტორები, რომლებსაც შეუძლიათ სხვადასხვა მანძილზე ობიექტების აღმოჩენა.
ძირითადად, სენსორი გამოსცემს ხმას და ზომავს დროს, რომელიც გამოსხივებული სიგნალისთვის საჭიროა ობიექტთან მისასვლელად და უკან დასაბრუნებლად. გამოსხივებულ ტალღას ტექნიკურ ჟარგონში „ტრიგერი“ ეწოდება, ხოლო არეკლილ ტალღას „ექო“.
ეს საშუალებას გაძლევთ შეასრულოთ მანძილის გაანგარიშება ძალიან მაღალი სიზუსტით. ამ გზით, HC-SR04-ის მსგავს სენსორებს შეუძლიათ სხვადასხვა ფორმის ობიექტების აღმოჩენა, იქნება ეს მყარი თუ თხევადი.
ულტრაბგერითი სენსორების განსაკუთრებული სიზუსტე დიდწილად განპირობებულია სწავლის ფუნქცია რომელსაც ისინი, როგორც წესი, იყენებენ. აღსანიშნავია, რომ ამ ტიპის სენსორი სანდო შედეგებს მხოლოდ ჰაერის არსებობის პირობებში იძლევა. მათ არ შეუძლიათ ვაკუუმში მუშაობა, რადგან ბგერას გავრცელების საშუალება სჭირდება.
ამ სენსორების ერთ-ერთი სუსტი წერტილი ის არის, რომ მათ არაფრის გაკეთება არ შეუძლიათ... ბრმა წერტილები, ანუ დეტექტორის მგრძნობიარე ნაწილსა და მინიმალურ დიაპაზონს შორის არსებული სივრცეები.
რატომ არ გვესმის ულტრაბგერითი გამოსახულებები? El ადამიანის ყური მას მხოლოდ ისეთი ბგერითი ტალღების აღმოჩენა შეუძლია, რომლებიც წამში დაახლოებით 20-დან 20.000 20-მდე სიხშირით ვიბრირებს. თუმცა, ულტრაბგერის სიხშირე 000 XNUMX ჰერცზე მეტია, რაც მას ჩვენთვის სრულიად უსმენს ხდის.
HC-SR04 აპარატურის დეტალები
HC-SR04 ულტრაბგერითი მანძილის სენსორი იგი შედგება ორი ულტრაბგერითი გადამყვანისგანპირველი გადამცემის ფუნქციას ასრულებს, ხოლო მეორე - მიმღების. გადამცემი მოწყობილობა ელექტრულ სიგნალს 40 კჰც სიხშირის ულტრაბგერით ხმის იმპულსებად გარდაქმნის. თავის მხრივ, მიმღები მოწყობილობა ის „უსმენს“ გადაცემულ იმპულსებს და წარმოქმნის გამომავალ იმპულსს, რომლის სიგანე პროპორციულია იმ ობიექტიდან დაშორებისა, საიდანაც სიგნალი ასახულია.
მოწყობილობას აქვს ოთხი პინი:
- VCC, HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორის კვების წყაროსთვის (ა არდუინო, შეიძლება მიერთდეს 5 ვოლტიან გამოსასვლელთან).
- ტრიგონომეტრიული (ტრიგერი ან ტრიგერი), ულტრაბგერითი ხმის იმპულსების გამოსაწვევად.
- ექოეს პინი HIGH რჩება მანამ, სანამ სენსორი ექოს არ მიიღებს, რის შემდეგაც ის დაბალ ნიშნულზე ეცემა.
- დახრილი ან დამიწების პინი.
ეს სენსორი უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის საიმედოობა 2 სმ-დან 40 მეტრამდე დიაპაზონში. შეცდომის ზღვარი მაქსიმუმ 3 მმ-ია. სინამდვილეში ეს სულაც არ არის ცუდი.
დიდ დისტანციებზე სიზუსტე თანდათან მცირდება, ხოლო 2 სმ-ზე ნაკლებ დისტანციებზე ზემოხსენებული „მკვდარი ზონის“ პრობლემა წარმოიქმნება. სიზუსტე ასევე შეიძლება შემცირდეს მაღალი ტემპერატურის ან ჭარბი ტენიანობის დროს.
კიდევ ერთი საინტერესო თვისება ის არის, რომ 5 ვოლტზე მუშაობისას, მისი პირდაპირ დაკავშირება შესაძლებელია Arduino-სთან ან სხვა მსგავს ლოგიკურ მიკროკონტროლერთან პრობლემების გარეშე.ასევე ამ გაგებით, მისი კომპაქტური ზომები უნდა შეფასდეს: 45 x 20 x 15 მმ.
ოპერაცია და მანძილის გაანგარიშება
ასე მუშაობს HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორი, ძალიან მარტივად ახსნილი:
- გადამცემი ან ტრიგერი გადასცემს რვაპულსიან ულტრაბგერით სიგნალს 40 კჰც სიხშირეზე (არის რვა, რათა გაადვილდეს გადაცემული იმპულსების გარემოს ხმაურისგან გარჩევა).
- გადაცემის დასრულებისთანავე, Echo pin გადადის მაღალ პოზიციაზე ექოს სიგნალის დასაწყებად.
- როდესაც არეკლილი სიგნალი ბრუნდება, ექო პინი ქვევით ეცემა.*
(*) თუ სიგნალი სენსორის დიაპაზონში რაიმე დაბრკოლებას არ წააწყდება, ექო არ იქნება მიღებული.
სიგნალის გამოსხივებისა და მისი ექოს მეშვეობით გენერირებული მონაცემებიდან, HC-SR04 მართვის მოდული ითვლის მანძილს. სინამდვილეში, ეს ისეთივე მარტივია, როგორც გამოიყენეთ მარტივი ფიზიკური ფორმულა რაც ყველას გვასწავლეს სკოლის წლებში (იხილეთ ზემოთ მოცემული სურათი).
დასკვნა
HC-SR04 ულტრაბგერითი სენსორი არის შესანიშნავი არჩევანია Arduino-ზე დაფუძნებული პროექტებისთვის, რომლებიც ორიენტირებულია მანძილის გაზომვასა და ობიექტების აღმოჩენაზე.მისი მთავარი ძლიერი მხარეებია მარტივი, მაგრამ ეფექტური მართვა (როდესაც საუბარია მოკლე დისტანციებზე), ასევე ფასი, დაახლოებით 10-12 ევრო.
რედაქტორი სპეციალიზირებულია ტექნოლოგიებისა და ინტერნეტის საკითხებში, ათ წელზე მეტი გამოცდილებით სხვადასხვა ციფრულ მედიაში. ვმუშაობდი რედაქტორად და კონტენტის შემქმნელად ელექტრონული კომერციის, კომუნიკაციის, ონლაინ მარკეტინგისა და სარეკლამო კომპანიებისთვის. მე ასევე ვწერდი ეკონომიკის, ფინანსების და სხვა სექტორების ვებსაიტებზე. ჩემი საქმეც ჩემი გატაცებაა. ახლა, ჩემი სტატიების მეშვეობით Tecnobits, ვცდილობ გამოვიკვლიო ყველა სიახლე და ახალი შესაძლებლობები, რომლებსაც ტექნოლოგიების სამყარო გვთავაზობს ყოველდღიურად ჩვენი ცხოვრების გასაუმჯობესებლად.