Đo khoảng cách bằng cảm biến siêu âm HC-SRF04 (Mới nhất 2021)

Cảm biến siêu âm (khoảng cách) là gì? Là một sóng siêu âm (Sonar) có sóng cao tầng mà con người không thể nghe thấy được. Tuy nhiên, ta có thể thấy được sự hiện diện của sóng siêu âm ở khắp mọi nơi trong tự nhiên. Ở các loài động vật như dơi, cá heo … dùng sóng siêu âm để liên lạc với nhau, để săn mồi hay định vị trong không gian.

Cảm biến siêu âm (HC – SRF04)

Cảm biến siêu âm HC-SR04 (Ultrasonic Sensor) được sử dụng rất phổ biến để xác định khoảng cách vì giá thành rẻ và khá chính xác. Cảm biến siêu âm HC-SR04 sử dụng sóng siêu âm và có thể đo khoảng cách trong khoảng từ 2 -> 300cm.

Bạn đang đọc: Đo khoảng cách bằng cảm biến siêu âm HC-SRF04 (Mới nhất 2021)

Nguyên lý hoạt động

Để đo khoảng cách, ta sẽ phát 1 xung rất ngắn (5 microSeconds) từ chân Trig. Sau đó, cảm biến siêu âm sẽ tạo ra 1 xung HIGH ở chân Echo cho đến khi nhận lại được sóng phản xạ ở pin này. Chiều rộng của xung sẽ bằng với thời gian sóng siêu âm được phát từ cảm biển và quay trở lại. 

Tốc độ của âm thanh trong không khí là 340 m / s ( hằng số vật lý ), tương tự với 29,412 microSeconds / cm ( 106 / ( 340 * 100 ) ). Khi đã tính được thời hạn, ta sẽ chia cho 29,412 để nhận được khoảng cách .

Lưu ý: Cảm biến siêu âm càng xa thì càng bắt không chính xác, vì góc quét của cảm biến sẽ mở rộng dần theo hình nón, ngoài ra bề mặt xiên hay xù xì cũng làm giảm độ chính xác của cảm biến, thông số kỹ thuật ghi ở dưới đây là của nhà sản xuất test trong điều khiện lý tưởng, còn thực tế thì tùy theo môi trường làm việc của cảm biến.

Các chân chức năng

VCC	Cấp nguồn cho cảm biến (5V) hoặc 3.3V ở cảm biến 3V3
TRIGGER	Chân phát sóng âm. Là chu kỳ của của điện cao /thấp diễn ra.
ECHO	Trạng thái ban dầu là 0V, khi có tín hiệu trả về sẽ là 5V và sau đó trở về 0V
GND	Nối cực âm của mạch
OUT	Không sử dụng

Sơ đồ

Các linh kiện cần thiết

Tên linh kiện	Số lượng	Shopee
Aduino Uno R3 (Chưa có cáp)	1	Mua ngay
Dây cáp nạp	1	Mua ngay
Cảm biến khoảng cách SRF04	1	Mua ngay
Breadboard	1	Mua ngay
Dây cắm (Đực – Đực)	1	Mua ngay

Bạn sẽ học được gì

• Có kiến thức cơ bản về Robotics

• Chế tạo Robot dò đường thông minh

• Đánh thức nhà khoa học bên trong bạn

• Tìm hiểu thêm về Robotics, các thuật toán Robot tự động

• Kiến thức nền tảng để chế tạo các máy móc tự động phục vụ đời sống sinh hoạt, lao động sản xuất

• Kiến thức để chế tạo sản phẩm, tham gia các cuộc thi khoa học công nghệ trong nước và quốc tế

KHÓA HỌC
CHẾ TẠO ROBOT DÒ ĐƯỜNG

ĐĂNG KÝ NGAY

Đã có 284 học viên ĐK

Code mẫu

#define TRIG_PIN 3
#define ECHO_PIN 2
#define TIME_OUT 5000

float GetDistance()
{
  long duration, distanceCm;
   
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  
  duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, TIME_OUT);

  // convert to distance
  distanceCm = duration / 29.1 / 2;
  
  return distanceCm;
}

void setup() {  
  Serial.begin(9600);

  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  long distance = GetDistance();

  if (distance <= 0)
  {
    Serial.println("Echo time out !!");
  }
  else
  {   
    Serial.print("Distance to nearest obstacle (cm): ");
    Serial.println(distance);
  }
  delay(1000);
}

Giải thích Code

duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, TIME_OUT);

Trong chương trình tất cả chúng ta cần quan tâm hàm pulseIn

Hàm pulseIn có tính năng trả về thời hạn ( tính bằng milisec ) kể từ khi hàm này được gọi cho đến khi có tín hiệu tại PIN chỉ định trước, hay trả về 0 nếu không nhận được tín hiệu / quá thời hạn timeout .

Các tham số

ECHO_PIN: Pin chờ

Xem thêm: Linh Kiện Máy Tính Cũ, Linh Kiện PC Cũ – Tin Học Anh Phát

HIGH: Giá trị chờ

TIME_OUT: Thời gian chờ tín hiệu, mặc định là 1s

distanceCm = duration / 29.1 / 2;

Ta biết thời gian âm thanh truyền trong không khí ở 20°C là 344 m/s.Bằng quy tắc tam suất đơn giản ta có thể dễ dàng tính được sóng âm di chuyển 1 cm trong không khí sẽ mất 1000 / 344 * 100 ~= 29.1 ms. Do thời gian được tính từ lúc phát tín hiệu tới khi sóng âm phản xạ lại, vì vậy ta chia đôi sẽ ra được quãng đường mà sóng âm đã đi.

Bài viết liên quan

Share

Pin

1

1 Shares

Xem thêm: Cảm Biến Kim Loại Là Gì? Đặc điểm Và ứng Dụng | CNSG