HC-SR04: ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ

HC-SR04 ಎಂಬುದು ಅತ್ಯಂತ ಜನಪ್ರಿಯ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದರ ಹೆಸರು. ಇದನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಮೂಲಕ ದೂರವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಧಿಕ ಆವರ್ತನದ ಧ್ವನಿ ತರಂಗಗಳುಈ ಪೋಸ್ಟ್‌ನಲ್ಲಿ, ಅದು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಎಲ್ಲಾ ವಿವರಗಳನ್ನು ನಾವು ವಿವರಿಸುತ್ತೇವೆ.

ಇದು ಕಂಡುಬರುವ ಒಂದು ಮಾದರಿಯಾಗಿದೆ ಓಪನ್ ಸೋರ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಪ್ಲಾಟ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಆರ್ಡುನೊ ಮೂಲಕ ರಚಿಸಲಾದ ಹಲವಾರು ಯೋಜನೆಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತವಾಗಿದೆ.ಇದರ ಯಶಸ್ಸಿಗೆ ಹಲವು ಕಾರಣಗಳಿವೆ: ಇದರ ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ (ಬ್ಯಾಟರಿ ಚಾಲಿತ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಇದು ಪರಿಪೂರ್ಣ ಸಂವೇದಕವಾಗಿಸುತ್ತದೆ), ಸುಲಭವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕ ಮತ್ತು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಅಗ್ಗದ.

ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ

HC-SR04 ಸೆನ್ಸರ್ ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ನೀವು ಮೊದಲು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಗಳು ಯಾವುವು? (ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ). ಇವು ವಿಭಿನ್ನ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಸಾಮೀಪ್ಯ ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳಾಗಿವೆ.

ಮೂಲತಃ, ಸಂವೇದಕವು ಶಬ್ದವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಟ್ಟ ಸಂಕೇತವು ವಸ್ತುವನ್ನು ಹೊಡೆದು ಹಿಂತಿರುಗಲು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಟ್ಟ ತರಂಗವನ್ನು ತಾಂತ್ರಿಕ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ "ಪ್ರಚೋದಕ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಪ್ರತಿಫಲಿತ ತರಂಗವನ್ನು "ಪ್ರತಿಧ್ವನಿ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಇದು ನಿಮಗೆ ಒಂದು ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ದೂರ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, HC-SR04 ನಂತಹ ಸಂವೇದಕಗಳು ಘನ ಅಥವಾ ದ್ರವ ರೂಪದಲ್ಲಿರಬಹುದು, ವಿಭಿನ್ನ ಆಕಾರಗಳ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಗಳ ಅಸಾಧಾರಣ ಮಟ್ಟದ ನಿಖರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ función de aprendizaje ಇವುಗಳನ್ನು ಅವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಸಂವೇದಕವು ಗಾಳಿಯ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿರುವ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಅವರು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ., ಏಕೆಂದರೆ ಶಬ್ದಕ್ಕೆ ಪ್ರಸರಣ ಮಾಧ್ಯಮ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ಸಂವೇದಕಗಳ ದೌರ್ಬಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಎಂದರೆ ಅವುಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಏನೂ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಬ್ಲೈಂಡ್ ಸ್ಪಾಟ್ಸ್, ಅಂದರೆ, ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಭಾಗ ಮತ್ತು ಕನಿಷ್ಠ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ನಡುವಿನ ಸ್ಥಳಗಳು. 

ನಮಗೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್‌ಗಳು ಏಕೆ ಕೇಳಿಸುವುದಿಲ್ಲ? El oído humano ಇದು ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಸರಿಸುಮಾರು 20 ರಿಂದ 20.000 ಬಾರಿ ಕಂಪಿಸುವ ಧ್ವನಿ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್ 20 Hz ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಅದು ನಮಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕೇಳಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

HC-SR04 ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್ ವಿವರಗಳು

HC-SR04 ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ದೂರ ಸಂವೇದಕ ಇದು ಎರಡು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂಜ್ಞಾಪರಿವರ್ತಕಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ.ಮೊದಲನೆಯದು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟರ್ ಆಗಿ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದು ರಿಸೀವರ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಕಳುಹಿಸುವ ಸಾಧನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವನ್ನು 40 kHz ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಧ್ವನಿ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಅದರ ಭಾಗವಾಗಿ, ದಿ ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಸಾಧನ ಇದು ಹರಡುವ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು "ಕೇಳುತ್ತದೆ" ಮತ್ತು ಸಿಗ್ನಲ್ ಪುಟಿಯುವ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ದೂರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುವ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಾಧನವು ನಾಲ್ಕು ಪಿನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ:

• VCC, HC-SR04 ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಕ್ಕೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರೈಕೆಗಾಗಿ (ಒಂದು ಆರ್ಡುನೊ, 5V ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಬಹುದು).
• Trig (Trigger ಅಥವಾ ಟ್ರಿಗ್ಗರ್), ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಧ್ವನಿಯ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಹಾರಿಸಲು.
• Echoಸಂವೇದಕವು ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುವವರೆಗೆ ಈ ಪಿನ್ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅದು ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ.
• GND ಅಥವಾ ನೆಲದ ಪಿನ್.

ಈ ಸಂವೇದಕವು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ 2 ಸೆಂ.ಮೀ ಮತ್ತು 40 ಮೀಟರ್ ನಡುವಿನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆ. ನಾವು ಗರಿಷ್ಠ 3 ಮಿಮೀ ದೋಷದ ಅಂಚು ಬಗ್ಗೆ ಮಾತನಾಡುತ್ತಿದ್ದೇವೆ. ಅದು ನಿಜಕ್ಕೂ ಕೆಟ್ಟದ್ದಲ್ಲ.

ಹೆಚ್ಚು ದೂರದಲ್ಲಿ, ನಿಖರತೆ ಕ್ರಮೇಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ 2 ಸೆಂ.ಮೀ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ದೂರದಲ್ಲಿ, ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಲಾದ ಡೆಡ್ ಝೋನ್ ಸಮಸ್ಯೆ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಅಥವಾ ಅತಿಯಾದ ಆರ್ದ್ರತೆಯಲ್ಲಿಯೂ ನಿಖರತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಬಹುದು.

ಮತ್ತೊಂದು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯವೆಂದರೆ, 5V ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ, ಇದನ್ನು ಯಾವುದೇ ತೊಂದರೆಗಳಿಲ್ಲದೆ ನೇರವಾಗಿ ಆರ್ಡುನೊ ಅಥವಾ ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ಲಾಜಿಕ್ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್‌ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಬಹುದು.ಈ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ, ಅದರ ಸಾಂದ್ರ ಆಯಾಮಗಳನ್ನು ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಬೇಕು: 45 x 20 x 15 ಮಿಮೀ.

ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ ಮತ್ತು ದೂರದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ

HC-SR04 ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸೆನ್ಸರ್ ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ:

1. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟರ್ ಅಥವಾ ಟ್ರಿಗ್ಗರ್ 40 kHz ನಲ್ಲಿ ಎಂಟು-ಪಲ್ಸ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಬರ್ಸ್ಟ್ ಅನ್ನು ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ (ಹರಡುವ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ಶಬ್ದದಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗುವಂತೆ ಎಂಟು ಇವೆ).
2. ಪ್ರಸಾರವಾದ ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದ ನಂತರ, ಪ್ರತಿಧ್ವನಿ ಪಿನ್ ಉನ್ನತ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಧ್ವನಿ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು.
3. ಯಾವಾಗ ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಸಂಕೇತ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿಧ್ವನಿ ಪಿನ್ ಕೆಳಗೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ.*

(*) ಸಂವೇದಕದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಯಾವುದೇ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸದಿದ್ದರೆ, ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಯನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಸಿಗ್ನಲ್ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ದತ್ತಾಂಶದಿಂದ, HC-SR04 ನಿಯಂತ್ರಣ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ದೂರವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ಇದು ತುಂಬಾ ಸರಳವಾಗಿದೆ ಸರಳ ಭೌತಿಕ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿ ನಮ್ಮ ಶಾಲಾ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ನಮಗೆಲ್ಲರಿಗೂ ಕಲಿಸಲಾಗಿತ್ತು (ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿ).

ತೀರ್ಮಾನ

HC-SR04 ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸೆನ್ಸರ್ ಎಂದರೆ ದೂರ ಮಾಪನ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ಪತ್ತೆಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ ಆರ್ಡುನೊ ಆಧಾರಿತ ಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆ.ಇದರ ಮುಖ್ಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವೆಂದರೆ ಅದರ ಸರಳ ಆದರೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ (ಕಡಿಮೆ ದೂರದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾತನಾಡುವಾಗ), ಹಾಗೆಯೇ ಅದರ ಬೆಲೆ, ಸುಮಾರು 10-12 ಯುರೋಗಳು.