HC-SR04: सर्वोत्तम-ज्ञात अल्ट्रासोनिक सेन्सरसाठी पूर्ण मार्गदर्शक

एचसी-एसआर०४ सर्वात लोकप्रिय अल्ट्रासोनिक सेन्सरपैकी एकाचे नाव आहे. च्या उत्सर्जनाद्वारे अंतर मोजण्यासाठी याचा वापर केला जातो उच्च वारंवारता ध्वनी लहरी. या पोस्टमध्ये आम्ही त्याच्या ऑपरेशनचे सर्व तपशील स्पष्ट करतो.

हे एक मॉडेल आहे जे सापडते ओपन सोर्स इलेक्ट्रॉनिक प्लॅटफॉर्म Arduino द्वारे तयार केलेल्या असंख्य प्रकल्पांमध्ये उपस्थित आहे. त्याचे यश स्पष्ट करणारी अनेक कारणे आहेत: त्याचा ऊर्जेचा वापर कमी आहे (म्हणूनच ते बॅटरीवर चालणाऱ्या उपकरणांसाठी एक परिपूर्ण सेन्सर आहे), एकमेकांशी जोडण्यास सोपे आणि तुलनेने स्वस्त.

अल्ट्रासोनिक सेन्सर कसे कार्य करतात

HC-SR04 सेन्सर कसे कार्य करते हे समजून घेण्यासाठी, आपल्याला प्रथम माहित असणे आवश्यक आहे अल्ट्रासोनिक सेन्सर काय आहेत (अल्ट्रासोनिक सेन्सर्स म्हणूनही ओळखले जाते). हे प्रॉक्सिमिटी डिटेक्टर आहेत जे वेगवेगळ्या अंतरावरील वस्तू शोधण्यास सक्षम आहेत.

मुळात, सेन्सर ध्वनी उत्सर्जित करतो आणि उत्सर्जित सिग्नलला ऑब्जेक्टवर आदळण्यासाठी आणि परत येण्यासाठी लागणारा वेळ मोजतो. उत्सर्जित तरंगाला तांत्रिक भाषेत "ट्रिगर" म्हणतात, तर परावर्तित लहरीला "इको" म्हणतात.

हे तुम्हाला कार्य करण्यास अनुमती देते अत्यंत उच्च परिशुद्धतेसह अंतर गणना. अशा प्रकारे, HC-SR04 सारखे सेन्सर वेगवेगळ्या आकाराच्या वस्तू शोधू शकतात, मग ते घन किंवा द्रव असो.

प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) सेन्सर्सच्या अचूकतेची विलक्षण पदवी मोठ्या प्रमाणात कारणीभूत आहे शिकण्याचे कार्य ते सहसा समाविष्ट करतात. असे म्हटले पाहिजे की या प्रकारचे सेन्सर केवळ हवेच्या उपस्थितीसह वातावरणात विश्वसनीय परिणाम देतात. ते व्हॅक्यूममध्ये काम करू शकत नाहीत, कारण ध्वनीला प्रसारित करण्यासाठी एक माध्यम आवश्यक आहे.

या सेन्सर्सच्या कमकुवतपणापैकी एक म्हणजे ते विरुद्ध काहीही करू शकत नाहीत अंध क्षेत्र, म्हणजे, डिटेक्टरचा संवेदनशील भाग आणि किमान श्रेणी यांच्यातील मोकळी जागा. 

आम्ही अल्ट्रासाऊंड का ऐकू शकत नाही? El मानवी कान हे फक्त प्रति सेकंद अंदाजे 20 ते 20.000 वेळा कंपन करणाऱ्या ध्वनी लहरी शोधण्यात सक्षम आहे. तथापि, अल्ट्रासाऊंडची वारंवारता 20 Hz पेक्षा जास्त असते, ज्यामुळे ते आमच्यासाठी पूर्णपणे ऐकू येत नाही.

HC-SR04 हार्डवेअर तपशील

HC-SR04 अल्ट्रासोनिक अंतर सेन्सर हे दोन अल्ट्रासोनिक ट्रान्सड्यूसरने बनलेले आहे. त्यापैकी पहिला ट्रान्समीटर आणि दुसरा रिसीव्हर म्हणून काम करतो. तो पाठवण्याचे साधन इलेक्ट्रिकल सिग्नलला 40 kHz अल्ट्रासोनिक ध्वनी पल्समध्ये रूपांतरित करते. त्याच्या भागासाठी, द रिसीव्हिंग डिव्हाइस ते प्रसारित केलेल्या डाळींना "ऐकते" आणि एक आउटपुट पल्स व्युत्पन्न करते ज्याची रुंदी ज्या ऑब्जेक्टवरून सिग्नल बाउन्स झाला आहे त्याच्या अंतराच्या प्रमाणात असते.

डिव्हाइसमध्ये चार पिन आहेत:

• व्हीसीसी, HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेन्सरला वीज पुरवठ्यासाठी (a अर्दूइनो, 5V आउटपुटशी कनेक्ट केले जाऊ शकते).
• ट्रिग (ट्रिगर किंवा ट्रिगर), प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) आवाजाच्या डाळींना आग लावण्यासाठी.
• प्रतिध्वनी. हा पिन जोपर्यंत सेन्सरला प्रतिध्वनी मिळत नाही तोपर्यंत उच्च राहतो, त्यानंतर तो कमी होतो.
• जीएनडी किंवा ग्राउंड पिन.

हा सेन्सर प्रदान करतो 2 सेमी आणि 40 मीटर दरम्यानच्या मर्यादेत उच्च प्रमाणात विश्वासार्हता. आम्ही कमाल 3 मिमीच्या त्रुटीच्या फरकाबद्दल बोलत आहोत. सत्य हे आहे की ते अजिबात वाईट नाही.

जास्त अंतरावर, त्याची अचूकता हळूहळू कमी होत जाते, तर 2 सेमीपेक्षा कमी अंतरावर आपण मृत झोनच्या आधी संदर्भित केलेली समस्या दिसून येते. उच्च तापमान किंवा जास्त आर्द्रता असलेल्या पर्यावरणीय परिस्थितीत अचूकता देखील कमी असू शकते.

आणखी एक मनोरंजक वैशिष्ट्य म्हणजे, 5V सह ऑपरेट करताना, Arduino किंवा इतर तत्सम लॉजिक मायक्रोकंट्रोलरशी कोणत्याही समस्यांशिवाय थेट कनेक्ट केले जाऊ शकते. तसेच या अर्थाने, त्याच्या कॉम्पॅक्ट परिमाणांचे कौतुक केले पाहिजे: 45 x 20 x 15 मिमी.

ऑपरेशन आणि अंतर गणना

HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेन्सर हे कसे कार्य करते, अगदी सोप्या पद्धतीने स्पष्ट केले आहे:

1. उत्सर्जक किंवा ट्रिगर 40 kHz वर आठ डाळींचा अल्ट्रासोनिक बर्स्ट प्रसारित करते (सभोवतालच्या आवाजापासून प्रसारित नाडी वेगळे करणे सोपे करण्यासाठी आठ आहेत).
2. प्रसारणानंतर लगेच, इको पिन उच्च स्थानावर जाते इको सिग्नल सुरू करण्यासाठी.
3. जेव्हा परावर्तित सिग्नल परत येतो, इको पिन कमी होतो.*

(*) सिग्नलला सेन्सरच्या मर्यादेत कोणतेही अडथळे येत नसल्यास, प्रतिध्वनी प्राप्त होणार नाही.

सिग्नलच्या उत्सर्जन आणि त्याच्या प्रतिध्वनीद्वारे व्युत्पन्न केलेल्या डेटावरून, HC-SR04 नियंत्रण मॉड्यूल अंतर मोजण्यात सक्षम आहे. वास्तविक, ते तितकेच सोपे आहे साधे भौतिकशास्त्र सूत्र लागू करा की आम्हाला सर्व आमच्या शालेय वर्षांमध्ये शिकवले गेले होते (वरील प्रतिमा पहा).

निष्कर्ष

HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेन्सर आहे अंतर मापन आणि वस्तू शोधण्याच्या उद्देशाने Arduino-आधारित प्रकल्पांसाठी एक उत्कृष्ट पर्याय. त्याची उत्कृष्ट मालमत्ता म्हणजे त्याचे ऑपरेशन, सोपे परंतु प्रभावी (जोपर्यंत आम्ही लहान अंतरांबद्दल बोलत आहोत), तसेच त्याची किंमत, सुमारे 10-12 युरो.