超聲波傳感器
超聲波是一種超出人類聽覺極限的聲波即其振動(dòng)頻率高于20 kHz的機(jī)械波。超聲波傳感器在工作的時(shí)候就是將電壓和超聲波之間的互相轉(zhuǎn)換,當(dāng)超聲波傳感器發(fā)射超聲波時(shí),發(fā)射超聲波的探頭將電壓轉(zhuǎn)化的超聲波發(fā)射出去,當(dāng)接收超聲波時(shí),超聲波接收探頭將超聲波轉(zhuǎn)化的電壓回送到單片機(jī)控制芯片。超聲波具有振動(dòng)頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小而且方向性好還能夠?yàn)榉瓷渚定向傳播等優(yōu)點(diǎn),而且超聲波傳感器的能量消耗緩慢有利于測(cè)距。在中、長(zhǎng)距離測(cè)量時(shí),超聲波傳感器的精度和方向性.都要大大優(yōu)于紅外線傳感器,但價(jià)格也稍貴。
超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。聲波在空氣中的傳播速度為340m/s,根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離s,即:s=340m/s× t / 2 。這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法。本實(shí)驗(yàn)利用超聲波測(cè)得的距離從串口中顯示。
HC-SR04超聲波測(cè)距模塊的數(shù)據(jù)接口如上圖,與Arduino uno的接口連接方法:VCC接+5V,GND接地,Trig接數(shù)字I/O接口5(也可以是其它),Echo接數(shù)字I/O接口4(也可以是其它)。
知識(shí)要點(diǎn):
/* 日期:2014.10.24 功能:利用SR04超聲波傳感器進(jìn)行測(cè)距,并用串口顯示測(cè)出的距離值 方式:1、使用Arduino采用數(shù)字引腳給SR04的Trig引腳至少10μs的高電平信號(hào),觸發(fā)SR04模塊測(cè)距功能; 2、觸發(fā)后,模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40KHz的超聲波脈沖,并自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回。 這步會(huì)由模塊內(nèi)部自動(dòng)完成。 3、如有信號(hào)返回,Echo引腳會(huì)輸出高電平,高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。 此時(shí),我們能使用pulseIn()函數(shù)獲取到測(cè)距的結(jié)果,并計(jì)算出距被測(cè)物的實(shí)際距離。 */ // 設(shè)定SR04連接的Arduino引腳 const int TrigPin = 2; const int EchoPin = 3; const int LedPin = 17; float distance; void setup() // 初始化串口通信及連接SR04的引腳 { Serial.begin(9600); pinMode(TrigPin, OUTPUT); pinMode(TrigPin, OUTPUT); pinMode(EchoPin, INPUT); // 要檢測(cè)引腳上輸入的脈沖寬度,需要先設(shè)置為輸入狀態(tài) Serial.println("Ultrasonic sensor:"); } void loop() { // 產(chǎn)生一個(gè)10us的高脈沖去觸發(fā)TrigPin digitalWrite(LedPin,HIGH); delayMicroseconds(2); digitalWrite(TrigPin,HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(TrigPin,LOW); // 檢測(cè)脈沖寬度,并計(jì)算出距離 distance = pulseIn(EchoPin,HIGH); Serial.print(distance); Serial.print("ms"); distance = distance/58; distance = (int(distance*100.0))/100.0; //保留兩位小數(shù) Serial.print(".....distance is:"); Serial.print(distance); Serial.print("cm"); Serial.println(); delay(1000); }