Arduino 新手實作(五) 超音波應用(倒車雷達)

大家好 我是阿俊 上次利用紅外線的特性 來達成偵測物體的感應 這次要使用超音波的特性來達成偵測物體和之間的距離 來達成事件的作動應用 在現實生活中 某些汽車倒車時 會啟動後保險桿上的 超音波模組 藉由 聲波反射特性 來達成 不同的距離有不同的警報聲 讓駕駛能夠辨別是否快撞到後方物體的防撞機制 先來實作得影片吧~~~

  

 

何為超音波?

超音波(Ultrasound、超音波)是指任何聲波或振動，其頻率超過人類耳朵可以聽到的最高閾值20kHz（千赫）。超音波由於其高頻特性而被廣泛應用於眾多領域，比如金屬探傷，工件清洗等。

某些動物，如狗隻、海豚、以及蝙蝠等等都有著超乎人類的耳朵，也因此可以聽到超音波。亦有人利用這個特性製成能產生超音波來呼喚狗隻的犬笛。(取至維基)

沒錯正常人是聽不到 超音波 應其頻率太高 超過耳朵可以聽到的範圍 也因為這樣 使用該特性 來達成 生活中所運用到的便利工具

 

 

 

  

準備材料

Arduino X 1

連接線 X N

蜂鳴器 X1

超音波模組 X1 

官方程式編譯器  

麵包板

超音波程式庫 下載後解壓到C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries

 

超音波模組我則是使用HC-SR04 探測的距離為 2cm-400cm，精度為 0.3 cm感應角度為 15 度 價格 差不多100內有找

 

 

 

 

接下來是電路圖

 

SR04 接線電路 不會太難 4隻腳 按照圖接不太會有問題 其中Trig 和 Echo   Trig是 發送 40KHz 超聲波給物體  Echo是接收 Trig碰撞物體反射回來的超聲波  探測距離的原理就是使用 Trig發送至少10µS寬度的脈波 發射後 Echo會由低電位變為高電位 直到接收到反射回來的超音波Echo由高電位回復為低電位 其中間的反應時間 藉由換算 得到我們可知的 公分 和 英吋

 

接下來是程式碼

 

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//　—————–新手實作　超音波應用(HC-SR04) 倒車雷達 by 　阿俊　～ //
#include <Ultrasonic.h> //　使用超音波的程式庫
#define TRIGGER_PIN 12 //　定義模組triger端為數位接腳12
#define ECHO_PIN 11 //　定義模組echo端為數位接腳11
int spk=13; //　定義揚聲器為數位接腳13
Ultrasonic ultrasonic(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN); //設定HC-SR04初始化參數
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(spk, OUTPUT);
}

 

void loop()
{
float cmMsec; //　定義浮動數
long microsec = ultrasonic.timing(); //　 測距，返回的是一個時間單位(microsec)

 

cmMsec = ultrasonic.convert(microsec,Ultrasonic::CM); //將測得的時間單位計算為距離單位
Serial.print(” CM: “);
Serial.println(cmMsec);

 

if( cmMsec >= 80 && cmMsec <= 100){ //　假設距離介於80~100之間
for(int i = 0; i < 12000; i++) //　迴圈重複
digitalWrite(spk, 0);
digitalWrite(spk, 1);
delay(300);

 

}
else if (cmMsec >= 60 && cmMsec <= 79){ //　假設距離介於60~79之間
for(int i = 0; i < 12000; i++) //　迴圈重複
digitalWrite(spk, 1);

digitalWrite(spk, 0);
delay(100);

 

}
else if (cmMsec >= 40 && cmMsec <= 59){ //　假設距離介於40~59之間
for(int i = 0; i < 12000; i++) //　迴圈重複
digitalWrite(spk, 1);

digitalWrite(spk, 0);
delay(50);
}
else if (cmMsec >= 30 && cmMsec <= 39){ //　假設距離介於30~39之間
for(int i = 0; i < 12000; i++) //　迴圈重複
digitalWrite(spk, 1);
digitalWrite(spk, 0);
delay(20);
}
else if (cmMsec >= 20 && cmMsec <= 29){ //　假設距離介於20~29之間
for(int i = 0; i < 6000; i++) //　迴圈重複
digitalWrite(spk, 1);

digitalWrite(spk, 0);
delay(10);

 

}
else if (cmMsec <19){ //　假設距離小於19

digitalWrite(spk, 1);

delay(10);

 

}
else
digitalWrite(spk, 0); 

}

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這是有許多使用新的語法  其中  &&  是邏輯閘應用語法 其中有 && (邏輯上的 and) || (邏輯上的 or) ! (not) 那又代表什麼呢? 我附上高中時的筆記~~

 

And 代表 兩件事為真才能通 Or 代表 只要一件事為真 就可以通 Not 只要是假的 就能通 所以 And( cmMsec >= 80 && cmMsec <= 100) 用意在於 讓他有介於某數和某數之間的 定義域

再來是 for  for是迴圈用的語法 後面用到像(int i =0; i <X; i++)  X為任意數 ++為遞增  i=0 一直加到不超過X 在X之前重覆執行 我用迴圈主要控制 蜂鳴器的 響應頻率 讓他有急促的感覺

總結

利用超音波讀取到的距離 在利用程式上的變化 來達成蜂鳴器的變化 越近越急的感覺 汽車的倒車雷達 其原理都一樣 我是阿俊 謝謝大家~~