HC-SR04: بہترین الٹراسونک سینسر کے لیے مکمل گائیڈ

HC-SR04۔ سب سے مشہور الٹراسونک سینسر میں سے ایک کا نام ہے۔ کے اخراج کے ذریعے فاصلوں کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اعلی تعدد آواز کی لہریں. اس پوسٹ میں ہم اس کے آپریشن کی تمام تفصیلات بیان کرتے ہیں۔

یہ ایک ماڈل ہے جو پایا جاتا ہے۔ اوپن سورس الیکٹرانک پلیٹ فارم Arduino کے ذریعے بنائے گئے متعدد پروجیکٹس میں موجود ہے۔. بہت سی وجوہات ہیں جو اس کی کامیابی کی وضاحت کرتی ہیں: اس کی توانائی کی کھپت کم ہے (اسی وجہ سے یہ بیٹری سے چلنے والے آلات کے لیے ایک بہترین سینسر ہے)، آپس میں جڑنا آسان اور نسبتاً سستا ہے۔

الٹراسونک سینسر کیسے کام کرتے ہیں۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ HC-SR04 سینسر کیسے کام کرتا ہے، آپ کو پہلے جاننا چاہیے۔ الٹراسونک سینسر کیا ہیں؟ (الٹراسونک سینسر کے نام سے بھی جانا جاتا ہے)۔ یہ قربت کا پتہ لگانے والے ہیں جو مختلف فاصلے پر اشیاء کا پتہ لگانے کے قابل ہیں۔

بنیادی طور پر، سینسر جو کچھ کرتا ہے وہ آواز کو خارج کرتا ہے اور اس وقت کی پیمائش کرتا ہے جو خارج ہونے والے سگنل کو کسی چیز سے ٹکرانے اور واپس آنے میں لگتا ہے۔ خارج ہونے والی لہر کو تکنیکی اصطلاح میں "ٹرگر" کہا جاتا ہے، جب کہ منعکس لہر کو "ایکو" کہا جاتا ہے۔

یہ آپ کو انجام دینے کی اجازت دیتا ہے۔ انتہائی اعلیٰ درجے کی درستگی کے ساتھ فاصلے کا حساب۔ اس طرح، HC-SR04 جیسے سینسر مختلف اشکال کی چیزوں کا پتہ لگا سکتے ہیں، چاہے ٹھوس ہو یا مائع۔

الٹراسونک سینسر کی درستگی کی غیر معمولی ڈگری بڑے حصے کی وجہ سے ہے۔ سیکھنے کی تقریب کہ وہ عام طور پر شامل ہوتے ہیں۔ یہ کہنا ضروری ہے کہ اس قسم کے سینسر صرف ہوا کی موجودگی والے ماحول میں قابل اعتماد نتائج پیش کرتے ہیں۔ وہ خلا میں کام نہیں کر سکتےچونکہ آواز کو پھیلانے کے لیے ایک میڈیم کی ضرورت ہوتی ہے۔

ان سینسرز کی ایک کمزوری یہ ہے کہ وہ اس کے خلاف کچھ نہیں کر سکتے اندھے علاقوں، یعنی ڈیٹیکٹر کے حساس حصے اور کم از کم رینج کے درمیان خالی جگہ۔ 

ہم الٹراساؤنڈ کیوں نہیں سن سکتے؟ El انسانی کان یہ صرف صوتی لہروں کا پتہ لگانے کے قابل ہے جو تقریباً 20 سے 20.000،20 بار فی سیکنڈ کی حد میں ہلتی ہیں۔ تاہم، الٹراساؤنڈ کی فریکوئنسی 000 ہرٹز سے زیادہ ہوتی ہے، جس کی وجہ سے یہ ہمارے لیے مکمل طور پر ناقابل سماعت ہے۔

HC-SR04 ہارڈ ویئر کی تفصیلات

HC-SR04 الٹراسونک فاصلہ سینسر یہ دو الٹراسونک ٹرانس ڈوسرز پر مشتمل ہے۔. ان میں سے پہلا ٹرانسمیٹر اور دوسرا ریسیور کے طور پر کام کرتا ہے۔ وہ بھیجنے کا آلہ الیکٹریکل سگنل کو 40 کلو ہرٹز الٹراسونک ساؤنڈ پلس میں تبدیل کرتا ہے۔ اس کے حصے کے لئے، وصول کرنے والا آلہ یہ منتقل ہونے والی دالوں کو "سنتا ہے" اور ایک آؤٹ پٹ پلس تیار کرتا ہے جس کی چوڑائی اس چیز کے فاصلے کے متناسب ہوتی ہے جہاں سے سگنل باؤنس ہوا ہے۔

ڈیوائس میں چار پن ہیں:

• VCC، HC-SR04 الٹراسونک سینسر کو بجلی کی فراہمی کے لیے (a Arduino، 5V آؤٹ پٹ سے منسلک کیا جاسکتا ہے)۔
• ٹرگ (ٹریگر یا ٹرگر)، الٹراسونک آواز کی دالوں کو فائر کرنے کے لیے۔
• ایکو. یہ پن اس وقت تک اونچا رہتا ہے جب تک کہ سینسر کو بازگشت نہیں ملتی، جس کے بعد یہ کم ہوجاتا ہے۔
• GND یا زمینی پن۔

یہ سینسر فراہم کرتا ہے۔ 2 سینٹی میٹر اور 40 میٹر کے درمیان رینج کے اندر قابل اعتماد کی اعلی ڈگری۔ ہم زیادہ سے زیادہ 3 ملی میٹر کی غلطی کے مارجن کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔ سچ یہ ہے کہ یہ بالکل بھی برا نہیں ہے۔

زیادہ فاصلے پر، اس کی درستگی بتدریج کم ہوتی جاتی ہے، جب کہ 2 سینٹی میٹر سے کم فاصلے پر وہ مسئلہ ظاہر ہوتا ہے جس کا ہم نے ڈیڈ زون سے پہلے ذکر کیا تھا۔ اعلی درجہ حرارت یا ضرورت سے زیادہ نمی کے ماحولیاتی حالات میں بھی درستگی کم ہو سکتی ہے۔

ایک اور دلچسپ خصوصیت یہ ہے کہ، 5V کے ساتھ کام کرتے وقت، کسی Arduino یا اسی طرح کے کسی دوسرے منطقی مائیکرو کنٹرولر سے بغیر کسی پریشانی کے براہ راست منسلک کیا جا سکتا ہے۔. اس لحاظ سے بھی، اس کے کمپیکٹ طول و عرض کو سراہا جانا چاہیے: 45 x 20 x 15 ملی میٹر۔

آپریشن اور فاصلے کا حساب کتاب

HC-SR04 الٹراسونک سینسر اس طرح کام کرتا ہے، جس کی وضاحت بہت آسان ہے:

1. ایمیٹر یا محرک آٹھ دالوں کے الٹراسونک برسٹ کو 40 کلو ہرٹز پر منتقل کرتا ہے۔ (ماحولیاتی شور سے منتقل ہونے والی دالوں کو آسانی سے الگ کرنے کے لیے آٹھ ہیں)۔
2. نشر ہونے کے فوراً بعد، ایکو پن ہائی پوزیشن پر جاتا ہے۔ ایکو سگنل شروع کرنے کے لیے۔
3. جب عکاس سگنل واپس آتا ہے، ایکو پن کم ہو جاتا ہے۔*

(*) اگر سگنل سینسر کی حدود میں کسی رکاوٹ کا سامنا نہیں کرتا ہے، تو کوئی بازگشت موصول نہیں ہوگی۔

سگنل کے اخراج اور اس کی بازگشت کے ذریعے پیدا ہونے والے ڈیٹا سے، HC-SR04 کنٹرول ماڈیول فاصلے کا حساب لگانے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ دراصل، یہ اتنا ہی آسان ہے۔ ایک سادہ فزکس فارمولہ لاگو کریں۔ کہ ہم سب کو ہمارے اسکول کے سالوں میں پڑھایا گیا تھا (اوپر کی تصویر دیکھیں)۔

حاصل يہ ہوا

HC-SR04 الٹراسونک سینسر ہے۔ Arduino پر مبنی منصوبوں کے لیے ایک بہترین آپشن جس کا مقصد فاصلے کی پیمائش اور آبجیکٹ کا پتہ لگانا ہے۔. اس کے عظیم اثاثے اس کے آپریشن، سادہ لیکن موثر ہیں (جب تک کہ ہم مختصر فاصلے کے بارے میں بات کر رہے ہیں)، اور ساتھ ہی اس کی قیمت تقریباً 10-12 یورو ہے۔