HC-SR04 është emri i një prej sensorëve tejzanor më të njohur. Përdoret për të matur distancat përmes emetimit të valët e zërit me frekuencë të lartë. Në këtë postim ne shpjegojmë të gjitha detajet e funksionimit të tij.
Është një model që gjendet i pranishëm në projekte të shumta të krijuara përmes platformës elektronike me kod të hapur Arduino. Ka shumë arsye që shpjegojnë suksesin e tij: konsumi i tij i energjisë është i ulët (kjo është arsyeja pse është një sensor i përsosur për pajisjet me bateri), i lehtë për t'u ndërlidhur dhe relativisht i lirë.
Si funksionojnë sensorët tejzanor
Për të kuptuar se si funksionon sensori HC-SR04, së pari duhet të dini çfarë janë sensorët tejzanor (të njohur edhe si sensorë tejzanor). Këta janë detektorë afërsie të aftë për të zbuluar objekte në distanca të ndryshme.
Në thelb, ajo që bën sensori është të lëshojë një tingull dhe të matë kohën që duhet që sinjali i emetuar të godasë një objekt dhe të kthehet. Vala e emetuar quhet "shkasë" në zhargonin teknik, ndërsa vala e reflektuar quhet "jehonë".
Kjo ju lejon të kryeni një llogaritja e distancës me një shkallë shumë të lartë saktësie. Në këtë mënyrë, sensorë si HC-SR04 mund të zbulojnë objekte të formave të ndryshme, qofshin të ngurta apo të lëngëta.
Shkalla e jashtëzakonshme e saktësisë së sensorëve tejzanor është kryesisht për shkak të función de aprendizaje që ato zakonisht përfshijnë. Duhet thënë se ky lloj sensorësh ofrojnë rezultate të besueshme vetëm në mjedise me prani të ajrit. Ata nuk mund të punojnë në vakum, meqenëse tingulli ka nevojë për një medium për t'u përhapur.
Një nga dobësitë e këtyre sensorëve është se ata nuk mund të bëjnë asgjë kundër zona të verbër, pra hapësirat ndërmjet pjesës së ndjeshme të detektorit dhe intervalit minimal.
Pse nuk mund të dëgjojmë ultratinguj? El oído humano Është në gjendje të zbulojë vetëm valët e zërit që dridhen në një interval prej afërsisht 20 herë deri në 20.000 herë në sekondë. Megjithatë, ultratingulli ka një frekuencë prej më shumë se 20 Hz, gjë që e bën atë plotësisht të padëgjueshëm për ne.
HC-SR04 Detajet e harduerit
Sensori i distancës tejzanor HC-SR04 Ai përbëhet nga dy transduktorë tejzanor. E para prej tyre vepron si transmetues dhe e dyta si marrës. Ai pajisje dërguese Shndërron sinjalin elektrik në impulse tingulli tejzanor 40 kHz. Nga ana e tij, pajisje marrëse Ai "dëgjon" pulset e transmetuara dhe gjeneron një impuls dalës, gjerësia e të cilit është në përpjesëtim me distancën e objektit nga i cili sinjali është kthyer.
Pajisja ka katër kunja:
- KQV, për furnizimin me energji të sensorit tejzanor HC-SR04 (në a Arduino, mund të lidhet me daljen 5V).
- Trig (Trigger ose shkas), për të ndezur pulset e tingullit tejzanor.
- Jehona. Ky pin mbetet LARTË derisa sensori të marrë një jehonë, pas së cilës zbret.
- GND ose kunja e tokës.
Ky sensor ofron një shkallë e lartë besueshmërie brenda një diapazoni midis 2 cm dhe 40 metra. Ne po flasim për një marzh gabimi prej maksimumi 3 mm. E vërteta është se nuk është aspak keq.
Në distanca më të mëdha, saktësia e tij zvogëlohet gradualisht, ndërsa në distanca më të vogla se 2 cm shfaqet problemi që përmendëm më parë për zonat e vdekura. Saktësia mund të jetë gjithashtu më e ulët në kushtet mjedisore të temperaturave të larta ose lagështisë së tepërt.
Një veçori tjetër interesante është se kur punoni me 5V, mund të lidhet drejtpërdrejt pa probleme me një Arduino ose ndonjë mikrokontrollues tjetër logjik të ngjashëm. Gjithashtu në këtë kuptim duhen vlerësuar përmasat e tij kompakte: 45 x 20 x 15 mm.
Llogaritja e operimit dhe e distancës
Kështu funksionon sensori tejzanor HC-SR04, i shpjeguar shumë thjesht:
- Emituesi ose Këmbëza transmeton një shpërthim tejzanor prej tetë pulsesh në 40 kHz (Janë tetë për ta bërë më të lehtë dallimin e pulseve të transmetuara nga zhurma e ambientit).
- Menjëherë pas transmetimit, kunja e jehonës shkon në pozicionin LARTË për të nisur sinjalin e jehonës.
- Kur sinjal i reflektuar kthehet, kunja e jehonës zbret.*
(*) Nëse sinjali nuk ndeshet me ndonjë pengesë brenda rrezes së sensorit, nuk do të merret jehonë.
Nga të dhënat e gjeneruara nga emetimi i sinjalit dhe jehona e tij, moduli i kontrollit HC-SR04 është i aftë të llogarisë distancën. Në fakt, është aq e thjeshtë sa aplikoni një formulë të thjeshtë të fizikës që ne të gjithë ishim mësuar në vitet e shkollës (shih figurën e mësipërme).
Përfundim
Sensori tejzanor HC-SR04 është një opsion i shkëlqyer për projektet e bazuara në Arduino që synojnë matjen e distancës dhe zbulimin e objekteve. Asetet e tij të mëdha janë funksionimi i tij, i thjeshtë por efektiv (për sa kohë që flasim për distanca të shkurtra), si dhe çmimi i tij, rreth 10-12 euro.
Redaktor i specializuar në çështjet e teknologjisë dhe internetit me më shumë se dhjetë vjet përvojë në media të ndryshme dixhitale. Unë kam punuar si redaktor dhe krijues i përmbajtjes për kompanitë e tregtisë elektronike, komunikimit, marketingut online dhe reklamave. Kam shkruar gjithashtu në faqet e internetit të ekonomisë, financave dhe sektorëve të tjerë. Puna ime është edhe pasioni im. Tani, përmes artikujve të mi në Tecnobits, Përpiqem të eksploroj të gjitha të rejat dhe mundësitë e reja që bota e teknologjisë na ofron çdo ditë për të përmirësuar jetën tonë.