HC-SR04: उत्कृष्ट ज्ञात अल्ट्रासोनिक सेन्सरको लागि पूर्ण गाइड

HC-SR04 यो सबैभन्दा लोकप्रिय अल्ट्रासोनिक सेन्सरहरू मध्ये एकको नाम हो। यो उत्सर्जन गरेर दूरी मापन गर्न प्रयोग गरिन्छ उच्च-आवृत्ति ध्वनि तरंगहरूयस पोस्टमा, हामी यो कसरी काम गर्छ भन्ने सबै विवरणहरू व्याख्या गर्छौं।

यो एउटा मोडेल हो जुन फेला परेको छ खुला स्रोत इलेक्ट्रोनिक प्लेटफर्म Arduino मार्फत सिर्जना गरिएका असंख्य परियोजनाहरूमा उपस्थितयसको सफलताको धेरै कारणहरू छन्: यसको कम पावर खपत (यसलाई ब्याट्रीबाट चल्ने उपकरणहरूको लागि एक उत्तम सेन्सर बनाउने), सजिलो अन्तरसम्बन्ध, र तुलनात्मक रूपमा सस्तो।

अल्ट्रासोनिक सेन्सरहरूले कसरी काम गर्छन्

HC-SR04 सेन्सरले कसरी काम गर्छ भनेर बुझ्नको लागि, तपाईंले पहिले जान्नु आवश्यक छ अल्ट्रासोनिक सेन्सरहरू के हुन्? (जसलाई अल्ट्रासोनिक सेन्सर पनि भनिन्छ)। यी विभिन्न दूरीमा रहेका वस्तुहरू पत्ता लगाउन सक्षम निकटता डिटेक्टरहरू हुन्।

मूलतः, सेन्सरले गर्ने काम भनेको ध्वनि उत्सर्जन गर्नु हो र उत्सर्जित संकेतलाई वस्तुमा ठोक्किन र फर्कन लाग्ने समय मापन गर्नु हो। उत्सर्जित तरंगलाई प्राविधिक शब्दजालमा "ट्रिगर" भनिन्छ, जबकि परावर्तित तरंगलाई "इको" भनिन्छ।

यसले तपाईंलाई प्रदर्शन गर्न अनुमति दिन्छ धेरै उच्च परिशुद्धताका साथ दूरी गणना। यसरी, HC-SR04 जस्ता सेन्सरहरूले ठोस वा तरल, विभिन्न आकारका वस्तुहरू पत्ता लगाउन सक्छन्।

अल्ट्रासोनिक सेन्सरहरूको असाधारण शुद्धता मुख्यतया निम्न कारणले गर्दा हो: función de aprendizaje जुन तिनीहरूले सामान्यतया समावेश गर्छन्। यो ध्यान दिनुपर्छ कि यस प्रकारको सेन्सरले हावाको उपस्थिति भएको वातावरणमा मात्र भरपर्दो परिणाम प्रदान गर्दछ। तिनीहरू शून्यमा काम गर्न सक्दैनन्।किनकि ध्वनिलाई प्रसारणको माध्यम चाहिन्छ।

यी सेन्सरहरूको एउटा कमजोरी यो हो कि तिनीहरूले विरुद्ध केही गर्न सक्दैनन् अन्धा धब्बाहरू, अर्थात्, डिटेक्टरको संवेदनशील भाग र न्यूनतम दायरा बीचको खाली ठाउँ। 

हामी अल्ट्रासाउन्ड किन सुन्न सक्दैनौं? El oído humano यसले प्रति सेकेन्ड लगभग २० देखि २०,००० पटकको दरमा कम्पन हुने ध्वनि तरंगहरू मात्र पत्ता लगाउन सक्षम छ। यद्यपि, अल्ट्रासाउन्डको फ्रिक्वेन्सी २०,००० हर्ट्जभन्दा बढी हुन्छ, जसले गर्दा यो हामीलाई पूर्ण रूपमा सुन्न सकिँदैन।

HC-SR04 हार्डवेयर विवरणहरू

HC-SR04 अल्ट्रासोनिक दूरी सेन्सर यो दुई अल्ट्रासोनिक ट्रान्सड्यूसरहरू मिलेर बनेको छपहिलोले ट्रान्समिटरको रूपमा काम गर्छ र दोस्रोले रिसीभरको रूपमा। प्रसारण यन्त्र विद्युतीय संकेतलाई ४० kHz अल्ट्रासोनिक ध्वनि पल्समा रूपान्तरण गर्दछ। यसको भागको लागि, प्राप्त गर्ने उपकरण यसले प्रसारित पल्सहरूलाई "सुन्छ" र आउटपुट पल्स उत्पन्न गर्छ जसको चौडाइ सिग्नल बाउन्स भएको वस्तुबाट दूरीसँग समानुपातिक हुन्छ।

उपकरणमा चार पिनहरू छन्:

• VCCName, HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेन्सरमा पावर आपूर्तिको लागि (एकमा अर्डिनो, ५V आउटपुटमा जडान गर्न सकिन्छ)।
• Trig (Trigger वा ट्रिगर), अल्ट्रासोनिक ध्वनिको पल्सहरू प्रहार गर्न।
• Echoसेन्सरले प्रतिध्वनि प्राप्त नगरेसम्म यो पिन उच्च रहन्छ, त्यसपछि यो कम हुन्छ।
• जीएनडी वा ग्राउन्ड पिन।

यो सेन्सरले प्रदान गर्दछ २ सेन्टिमिटर र ४० मिटर बीचको दायरा भित्र उच्च स्तरको विश्वसनीयता। हामी बढीमा ३ मिमीको त्रुटिको मार्जिनको बारेमा कुरा गर्दैछौं। त्यो वास्तवमा नराम्रो होइन।

लामो दूरीमा, शुद्धता बिस्तारै घट्दै जान्छ, जबकि २ सेन्टिमिटर भन्दा कम दूरीमा, माथि उल्लिखित मृत क्षेत्र समस्या उत्पन्न हुन्छ। उच्च तापक्रम वा अत्यधिक आर्द्रतामा पनि शुद्धता कम हुन सक्छ।

अर्को रोचक विशेषता के हो भने, ५V मा सञ्चालन गर्दा, यसलाई Arduino वा अन्य कुनै समान तर्क माइक्रोकन्ट्रोलरमा कुनै समस्या बिना सिधै जडान गर्न सकिन्छ।। साथै यस अर्थमा, यसको कम्प्याक्ट आयामहरूको मूल्याङ्कन गरिनु पर्छ: ४५ x २० x १५ मिमी।

सञ्चालन र दूरी गणना

HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेन्सरले यसरी काम गर्छ, धेरै सरल तरिकाले व्याख्या गरिएको छ:

1. ट्रान्समिटर वा ट्रिगर ४० kHz मा आठ-पल्स अल्ट्रासोनिक फट प्रसारण गर्दछ (परिवेशको आवाजबाट प्रसारित पल्सहरू छुट्याउन सजिलो बनाउन आठवटा छन्)।
2. प्रसारण पछि, इको पिन उच्च स्थानमा जान्छ प्रतिध्वनि संकेत सुरु गर्न।
3. जब परावर्तित संकेत फर्काउँछ, इको पिन तल जान्छ।*

(*) यदि सिग्नलले सेन्सरको दायरा भित्र कुनै पनि अवरोधहरूको सामना गरेन भने, कुनै प्रतिध्वनि प्राप्त हुनेछैन।

सिग्नल उत्सर्जन र यसको प्रतिध्वनि मार्फत उत्पन्न डेटाबाट, HC-SR04 नियन्त्रण मोड्युलले दूरी गणना गर्न सक्षम छ। वास्तविकतामा, यो जत्तिकै सरल छ साधारण भौतिक सूत्र लागू गर्नुहोस् हामी सबैलाई हाम्रो स्कूल वर्षहरूमा सिकाइएको थियो (माथिको चित्र हेर्नुहोस्)।

निष्कर्ष

HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेन्सर हो दूरी मापन र वस्तु पत्ता लगाउने काममा केन्द्रित Arduino-आधारित परियोजनाहरूको लागि उत्कृष्ट विकल्प।यसको मुख्य शक्ति भनेको यसको सरल तर प्रभावकारी सञ्चालन (छोटो दूरीको बारेमा कुरा गर्दा), साथै यसको मूल्य, लगभग १०-१२ युरो हो।