کیت آردوینو بر پایه فاصله سنج آلتراسونیک SRF

کیت فاصله سنج آلتراسونیک

سنسور آلتراسونیک SRF Ultrasonic با استفاده از امواج صوتی فاصله شی را اندازه گیری می‌کند. سنسور آلتراسونیک به واسطه یک مبدل پالس ها را ارسال و دریافت می‌کند تا اطلاعات مربوط به فاصله یک شی را اندازه گیری کرده و ارسال کند. سنسورهایی که در دسترس ما هستند تنها از یک مبدل جهت ارسال پالس و دریافت اکو Echo استفاده می‌کنند. با اندازه گیری فاصله زمانی بین دریافت و ارسال پالس آلتراسونیک فاصله تا شی مورد نظر را اندازه گیری می‌کند. از سنسورهای آلتراسونیک در طراحی ربات ها جهت تشخیص مجاورت با شی، تشخیص سطح مانند سطح آب، تشخیص موقعیت و تشخیص فاصله می‌توان استفاده کرد. جهت اندازه گیری فاصله سنسور، از فرمول خاصی استفاده می‌کند که سرعت صوت در رفت و برگشت را محاسبه کرده و با تبدیل متر بر ثانیه به واحد میکرو در سانتی متر، فاصله را نمایش می‌هد. جهت نمایش فاصله از نمایشگر ال سی دی کاراکتری استفاده شده است. نمایشگرهای ال سی دی کاراکتری، به دلیل استفاده راحت و قیمت مناسب در بین کاربران بسیار محبوب هستند. نوع ال سی دی کاراکتری بوده و در ابعاد مختلف تولید شده است. ال سی دی مورد استفاده در این آموزش 2*16 است که دارای 16 ستون و 2 سطر می‌باشد. به این معنی که قابلیت نمایش 16 کاراکتر در دو خط را دارد. همچنین در این کیت از ال ای دی، سنسور فتوسل و بیزر جهت تعمیم پروژه استفاده شده است. 

ویژگی های کیت فاصله سنج آلتراسونیک

• مناسب برای شروع کار پروژه محور آردوینو
• بدون نیاز به پیشنیاز
• دارای آردوینو Arduino UNO
• برنامه نویسی با Arduino IDE

بررسی اتصال سنسور آلتراسونیک به آردوینو و ال سی دی

• پایه VSS را به پایه GND، پایه VCC را به ۵ ولت اتصال دهید.
• پایه VO را به پایه GND اتصال دهید.
•  پایه RS را به یکی از پایه های دیجیتال ( بسته به انتخاب در کدنویسی) اتصال دهید. در این آموزش از پایه شماره ۱۲ استفاده کنید.
• پایه RW را به پایه GND اتصال دهید.
• پایه E را به یکی از پایه های دیجیتال ( بسته به انتخاب در کدنویسی) اتصال دهید. در این آموزش از پایه شماره ۱۱ استفاده کنید.
• d4,d5,d6,d7 : با توجه به تعریف متغیر در کد برنامه از پایه های D0 تا D7 ال سی دی به پایه های آردوینو متصل می‌شود.در این آموزش به ترتیب به پایه های ۵،۴،۳،۲  اتصال دهید. پایه D4 به پایه شماره ۵، پایه D5 به پایه شماره ۴ , پایه D6 به پایه شماره ۳ و پایه D7 را به پایه شماره ۲ اتصال دهید.

• پایه تریگر سنسور SRF را یه پایه شماره ۹ دیجیتال آردوینو اتصال دهید.
• پایه اکو سنسور SRF را به پایه شماره ۸ دیجیتال آردوینو اتصال دهید.
• پایه VCC سنسور SRF را به پایه ۳٫۳ ولت آردوینو اتصال دهید.
• پایه GND سنسور SRF را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.

به همراه برد آردوینو چه اقلامی باید خریداری شود؟

برد آردوینو Arduino Uno R3 با تراشه R3 اورجینال

برد بورد کوچک 170 مخصوص آردوینو Breadboard

ال سی دی کاراکتری LCD 2x16 با پین هدر مخصوص

ماژول آلتراسونیک تشخیص فاصله SRF04 Ultrasonic Module

60 رشته کابل مخصوص برد بورد جامپر breadboard

ال ای دی 5 میلیمتری سبز LED 5mm

ال ای دی اوال سبز Oval LED مارک HG اورجینال - کد A34

میکروسوئیچ بزرگ 4 پایه push Button مارک Omron

فتوسل Photocell LDR سنسور نوری

بیزر قطب دار 5 ولت Buzzer 5V

راه اندازی سنسور فاصله سنج با آردوینو

ابتدا دو ثابت trigPin و echoPin را تعریف می‌کنیم که شماره پین‌هایی هستند که حسگر SRF04 به آن‌ها متصل شده است.در تابع setup()، ارتباط سریالی را مقداردهی اولیه می‌کنیم و trigPin را به عنوان خروجی و echoPin را به عنوان ورودی تنظیم می‌کنیم.در تابع loop()، ابتدا دو متغیر duration و distance را برای ذخیره مقادیری که محاسبه خواهیم کرد، اعلام می‌کنیم.سپس یک پالس ۱۰ میکروثانیه‌ای را به trigPin ارسال کرده و حسگر را فعال می‌کنیم.تابع pulseIn() برای منتظر ماندن به بازگشت سیگنال در echoPin صبر می‌کند و سپس مدت زمان پالس را محاسبه می‌کند. این مدت زمان نسبتی به فاصله بین حسگر و شیء است.سپس با ضرب مدت زمان در سرعت صدا (۰.۰۳۴ سانتی‌متر بر میکروثانیه) و تقسیم بر ۲، به دلیل اینکه موج صوتی باید به شی برسد و به سمت برگردد، مدت زمان را به فاصله تبدیل می‌کنیم.سپس بررسی می‌کنیم که فاصله در محدوده معتبر است (۲ تا ۴۰۰ سانتی‌متر) و فاصله را به سانتی‌متر در نمایشگر سریال چاپ می‌کنیم.در نهایت، یک تأخیر ۵۰۰ میلی‌ثانیه‌ای قبل از تکرار اندازه‌گیری اضافه می‌کنیم. این برای جلوگیری از اندازه‌گیری سریع حسگر و دریافت خواندنی نامناسب است.

#define trigPin 2
#define echoPin 3

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  long duration, distance;
  
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2;
  
  if (distance >= 400 || distance <= 0) {
    Serial.println("Out of range");
  } else {
    Serial.print(distance);
    Serial.println(" cm");
  }
  
  delay(500);
}

راه اندازی سنسور فتوسل با آردوینو

در این کد، ابتدا با استفاده از متغیر photocellPin، پینی که سنسور فتوسل به آن متصل شده است (در این مورد پین آنالوگ ۰) تعریف می‌کنیم.در تابع setup()، با استفاده از تابع Serial.begin()، ارتباط سریال با سرعت ۹۶۰۰ بود را مقداردهی اولیه می‌کنیم.در تابع loop()، مقدار را از سنسور فتوسل با استفاده از تابع analogRead() که یک مقدار بین صفر و ۱۰۲۳ برمی‌گرداند (صفر به معنی عدم نور و ۱۰۲۳ به معنی حداکثر نور) می‌خوانیم.سپس، مقدار سنسور فتوسل را با استفاده از توابع Serial.print() و Serial.println() در مانیتور سریال چاپ می‌کنیم.

int photocellPin = A0; //اتصال سنسور به پایه آنالوگ

void setup() {
  Serial.begin(9600); //ارتباط سریال
}

void loop() {
  int photocellValue = analogRead(photocellPin); // خواندن دیتا از فتوسل
  Serial.print("Photocell Value: "); // چاپ دیتا در سریال مانیتور
  Serial.println(photocellValue);
  delay(500); // تاخیر در برنامه
}

راه اندازی ال سی دی با آردوینو

در این کد، ابتدا کتابخانه LiquidCrystal را با استفاده از دستور #include وارد می کنیم.سپس با استفاده از سازنده شیء LiquidCrystal، پین های مورد استفاده برای ماژول LCD را تعریف می کنیم. در این مورد، از پین های 12، 11، 5، 4، 3 و 2 استفاده می کنیم.در تابع setup()، با فراخوانی تابع begin() و ارسال تعداد ستون ها و ردیف های LCD، ماژول LCD را مقداردهی اولیه می کنیم. در این مورد، LCD دارای 16 ستون و 2 ردیف است. همچنین پیام "Hello, World!" را به LCD می فرستیم.در تابع loop()، با استفاده از تابع setCursor()، موقعیت نمایشگر را در ستون 0 و ردیف 1 قرار می دهیم. سپس با استفاده از تابع print()، تعداد ثانیه های گذشته از زمان ریست را (با استفاده از تابع millis()) به LCD چاپ می کنیم.

#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // set up the LCD's number of columns and rows
  lcd.begin(16, 2);
  // print a message to the LCD
  lcd.print("Hello, World!");
}

void loop() {
  // set the cursor to column 0, line 1
  lcd.setCursor(0, 1);
  // print the number of seconds since reset:
  lcd.print(millis() / 1000);
}

راه اندازی بیزر Buzzer با آردوینو

 در این کد یک متغیر با نام buzzerPin برای ذخیره شماره پینی که بیزر متصل به آن است تعریف می‌شود. در تابع setup() با استفاده از تابع pinMode() پین buzzerPin را به عنوان یک پین خروجی تنظیم می‌کنیم.در تابع loop() با استفاده از تابع tone() بیزر با فرکانس 1000 هرتز را روشن می‌کنیم و سپس با استفاده از تابع delay() به مدت 500 میلی‌ثانیه صبر می‌کنیم. سپس با استفاده از تابع noTone() بوق را خاموش می‌کنیم و به مدت دیگری 500 میلی‌ثانیه صبر می‌کنیم تا فرآیند تکرار شود.توجه کنید که تابع tone() موج مربعی با فرکانس مشخص شده را در پین مشخص شده تولید می‌کند که به عنوان یک صدا شنیده می‌شود. تابع noTone() نیز صدای تولید شده در پین مشخص شده را متوقف می‌کند.

int buzzerPin = 8; // انتخاب یک پایه برای بیزر

void setup() {
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT); // انتخاب بیزر به عنوان خروجی
}

void loop() {
  tone(buzzerPin, 1000); //فعال کردن بیرز در فرکانس 1000 هرتز
  delay(500); //تاخیر برای 500 میلی ثانیه
  noTone(buzzerPin); //خاموش شدن بیزر
  delay(500); // تاخیر برای 500 میلی ثانیه
}

راه اندازی میکروسوییچ با آردوینو

در این کد، ما با استفاده از متغیر switchPin پینی که میکروسویچ به آن متصل شده است (در این حالت پین دیجیتال 2) را تعریف می کنیم.در تابع setup()، با استفاده از تابع Serial.begin() ارتباط سریال با سرعت baud rate برابر 9600 را مقداردهی اولیه می کنیم. همچنین با استفاده از تابع pinMode() پین switchPin را به عنوان یک ورودی تنظیم می کنیم.در تابع loop()، با استفاده از تابع digitalRead() وضعیت میکروسویچ را خوانده و اگر میکروسویچ بسته شده باشد، با استفاده از تابع Serial.println() یک پیام را به مانیتور سریال چاپ می کنیم.

int switchPin = 2; //انتخاب یک پایه برای کلید
int switchState = 0; // تعریف متغیر برای وضعیت فعال و غیرفعال بودن کلید

void setup() {
  pinMode(switchPin, INPUT); //انتخاب کلید برای ورودی
  Serial.begin(9600); //
}

void loop() {
  switchState = digitalRead(switchPin); // خواندن دیتا از کلید
  if (switchSta