Ultrazvukový radar s HC-SR04

Záverečný projekt predmetu MIPS / LS2026 - Werner Federmayer

Zadanie

Úlohou projektu bolo navrhnúť a naprogramovať ultrazvukový merač vzdialenosti s použitím senzora HC-SR04 a vývojovej dosky Arduino. Program má zabezpečiť vyslanie spúšťacieho impulzu na pin TRIG, odmeranie dĺžky impulzu na pine ECHO a následný výpočet vzdialenosti v centimetroch. Nameraná vzdialenosť sa zobrazuje cez sériovú linku, prípadne na LCD displeji.

Bloková schéma zariadenia na meranie vzdialenosti pomocou ultrazvukového senzora HC-SR04.

Literatúra:

• HC-SR04 Datasheet + User guide
• ATmega328P Datasheet

Analýza a opis riešenia

Zariadenie je určené na meranie vzdialenosti prekážky pomocou ultrazvukového senzora HC-SR04. Ako riadiaca jednotka bola použitá vývojová doska Arduino Uno s mikrokontrolérom ATmega328P. Arduino zabezpečuje vyslanie spúšťacieho impulzu pre senzor, meranie dĺžky prijatého impulzu a následný výpočet vzdialenosti v centimetroch. Výsledok merania sa zobrazuje cez sériovú linku v počítači, prípadne na LCD displeji.

Senzor HC-SR04 má štyri vývody: VCC, TRIG, ECHO a GND. Vývod VCC je pripojený na napájanie 5 V, vývod GND na zem. Vývod TRIG slúži na spustenie merania a je pripojený na digitálny výstup Arduina. Vývod ECHO je pripojený na digitálny vstup Arduina a jeho dĺžka impulzu zodpovedá času, za ktorý sa ultrazvukový signál odrazí od prekážky a vráti späť k senzoru.

Princíp merania

Po privedení spúšťacieho impulzu na vstup TRIG začne senzor HC-SR04 meranie vzdialenosti. Senzor vyšle krátky ultrazvukový signál smerom k prekážke. Na výstupe ECHO sa vytvorí impulz, ktorého dĺžka zodpovedá času letu ultrazvukového signálu od senzora k prekážke a späť. Arduino túto dĺžku impulzu odmeria a zo známej rýchlosti šírenia zvuku vypočíta vzdialenosť. Keďže zvuk prejde dráhu tam aj späť, pri výpočte sa nameraný čas delí dvomi.

Výpočet vzdialenosti

Opíšte sem čo a ako ste spravili, ak treba, doplňte obrázkami... Podrobne opíšte použité komponenty (okrem základnej dosky s ATmega328P procesorom), pridajte linky na datasheety alebo opis obvodu.

Celkový pohľad na zariadenie.

Nezabudnite doplniť schému zapojenia! V texte by ste mali opísať základné veci zo zapojenia, samotná schéma nie je dostačujúci opis.

Schéma zapojenia.

Algoritmus a program

Algoritmus programu využíva toto a toto, základné funkcie sú takéto a voláma ich tuto... Výpis kódu je nižšie...

AVR C-codefilename.h

#include <avr/io.h>

int main(void)
{
  unsigned int measuredValue;

  while (1)
  {
    /*  relax  */  
  }

  return(0);
}

#include <avr/io.h>

void adc_init(void);                                   // A/D converter initialization

unsigned int adc_read(char a_pin);

Pridajte sem aj zbalený kompletný projekt, napríklad takto (použite jednoznačné pomenovanie, nemôžeme mať na serveri 10x zdrojaky.zip:

Zdrojový kód: zdrojaky.zip

Overenie

Ako ste overili funkciu, napríklad... Na používanie našej aplikácie stačia dve tlačítka a postup používania je opísaný v sekcii popis riešenia. Na konci uvádzame fotku hotového zariadenia.

Aplikácia.

Video:

Čo by som urobil inak

Zamyslite sa spätne nad problémom, ktorý ste riešili a napíšte, čo sa vám nepodarilo a nabudúce by ste spravili inak.

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.