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【Arduino實驗13 超聲波測距】_arduino超聲波測距程序

作者:佚名    文章來源:網絡整理    點擊數:    更新時間:2024/11/2

目錄

一、實驗目的

二、實驗設備與(yu) 環境

三、實驗重點

四、實驗難點

五、實驗內(nei) 容

5.1實驗任務

5.2實驗原理

5.3實驗內(nei) 容

5.4實驗結果

5.5思考題


一、實驗目的

1熟悉超聲波傳(chuan) 感器基本性能;

2掌握超聲波傳(chuan) 感器測距原理;

3 掌握超聲波測距的編程方法

4 編程實現一個(ge) 數顯超聲波測距儀(yi)

二、實驗設備與環境

Arduino UNO套件、Arduino IDE、計算機、超聲波傳(chuan) 感器、1602 LCD顯示屏等

三、實驗重點

1超聲波測距編程;2 編程實現超聲波測距的LCD數字顯示

四、實驗難點

1超聲波測距原理代碼

五、實驗內容

5.1實驗任務

任務描述:超聲波傳(chuan) 感器的使用與(yu) 參數測定;脈寬測量函數pulseIn()的使用;編程實現超聲波測距與(yu) LCD顯示。

5.2實驗原理

1.超聲波傳(chuan) 感器

超聲波傳(chuan) 

超聲探頭性能指標

探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小,如直徑和厚度也各不相同,因此每個(ge) 探頭的性能是不同的,我們(men) 使用前必須預先了解它的性能。超聲波傳(chuan) 感器的主要性能指標包括:

(1)工作頻率:工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩(liang) 端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時,輸出的能量最大,靈敏度也最高。

(2)工作溫度:由於(yu) 壓電材料的居裏點一般比較高,特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小,所以工作溫度比較低,可以長時間地工作而不失效。醫療用的超聲探頭的溫度比較高,需要單獨的製冷設備。

(3)靈敏度:主要取決(jue) 於(yu) 製造晶片本身。機電耦合係數大,靈敏度高;反之,靈敏度低。

(4)指向性:超聲波傳(chuan) 感器探測的範圍。

超聲波具有頻率較高,沿直線傳(chuan) 播、方向性好、繞射小、穿透力強、傳(chuan) 播速度慢(約340m/s,與(yu) 聲速相同)等特點。

2.超聲波測距原理

超聲波測距原理 

由超聲波發射探頭發出的超聲波脈衝(chong) ,經媒質(空氣)傳(chuan) 到物體(ti) 表麵,反射後通過媒質(空氣)傳(chuan) 到接收探頭,測定出超聲脈衝(chong) 從(cong) 發射到接收所需的時間,根據傳(chuan) 輸媒質中的聲速,計算從(cong) 探頭到物體(ti) 表麵之間的距離。

距離的計算:

設探頭到物體(ti) 表麵的距離為(wei) L,超聲在空氣中的傳(chuan) 播速為(wei) v,從(cong) 發射到接收所需的傳(chuan) 播時間為(wei) t

測定距離:L = v×t/2。測出時間t,求出距離L。

超聲波測距信號電平:

(1)傳(chuan) 感器Trig引腳觸發信號電平脈衝(chong)

傳(chuan) 

// 給TrigPin引腳一個(ge) 10us的高電平觸發脈衝(chong)

DitigalWrite(TrigPin,LOW);
delayMicroseconds(2);
DitigalWrite(TrigPin,HIGH);
delayMicroseconds(10);
DitigalWrite(TrigPin,LOW);

(2)傳(chuan) 感器被觸發後,發射探頭發出8個(ge) 40KHz檢測超聲波脈衝(chong) ,接收探頭自動檢測回波信號

 

(3)回波信號檢測,Echo引腳輸出超聲波從(cong) 發出到返回持續時間t的高電平信號

pulseIn()函數檢測電平持續時間

語法:pusle(EchonPin,HIGH|LOW)

 

參數說明:EchonPin,檢測電平引腳;HIGH|LOW,讀取引腳的高電平或低電平脈衝(chong)

continueTime = pulseIn(EchoPin,HIGH)//檢測高電平持續時間(單位us)並賦值給變量

3.1602 LCD顯示屏

顯示屏電路、顯示屏庫函數(略)

4.arduino超聲波測距電路:

arduino超聲波測距電路 

5.3實驗內容

1.超聲波傳(chuan) 感器參數測試

步驟1:如圖所示,連接電路

步驟2:編寫(xie) 超聲波測距、串口顯示程序程序功能:間隔500ms測定一次距離;串口監視器以cm為(wei) 單位實時顯示測定的距離值

步驟3:程序調試(略)

2.LCD數字顯示超聲波測距

步驟1:如圖所示,連接電路
步驟2:數字顯示超聲波測距程序代碼實現功能:超聲波測距;1602 LCD實時顯示測定距離的值

步驟3:程序調試

源代碼:

#include <LiquidCrystal.h> #define LM35 A0 #define Trig 8 #define Echo 9 float cm; float temp; LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2); int val = 0; void setup() { lcd.begin(16,2); lcd.print("Welcome to use!"); delay(1000); lcd.clear(); pinMode(Trig, OUTPUT); pinMode(Echo, INPUT); } void loop() { digitalWrite(Trig, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(Trig,HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(Trig, LOW); temp = float(pulseIn(Echo, HIGH)); cm = (temp * 17 )/1000; lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Now Distance:"); lcd.setCursor(2,1); lcd.print(cm); lcd.print("cm"); delay(1000); } 5.4實驗結果

結論:通過編程連接電路實現了顯示距離的LCD

反思:通過本次實驗,我熟悉了熟悉超聲波傳(chuan) 感器基本性能;掌握超聲波傳(chuan) 感器測距原理;掌握超聲波測距的編程方法。本次實驗結果就是通過編程連接電路實現了顯示距離的LCD。最後,在今後的學習(xi) 中,我還需要繼續努力。

作品:

Arduino實驗13 超聲波測距 

5.5思考題

1.思考超聲波倒車雷達警報器實現原理,自己可否實現一個(ge) 簡易的超聲波倒車報警器?

Tags:超聲波測距,Arduino,超聲波  
責任編輯:admin
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