Änderungen

[[Datei:4_G_S_T_VKY-050_Anschluss.png|none|450x235px]] ==Funktionsprinzip==Dieses Modul zeigt auf, wie man mittels eines Ultraschalllautsprechers und eines Mikrofons den Abstand berührungslos zu einem Objekt messen kann. Das Prinzip basiert darauf, dass die Schallgeschwindigkeit in der Luft bei gleichbleibender Temperatur nahezu konstant bleibt - bei 20°C beträgt sie 343,2m/s.  Aus diesem Fakt kann man die Abstandsmessung in eine Zeitmessung überführen, welche dann von Mikrokontrollern einfach übernommen werden kann. [[Datei:ky-050-Senden+Empfangen.jpg|none|530x415px]] Im hier vorgestellten Sensormodul sendet der Ultraschalllautsprecher acht 40KHz Signale aus, welche dann von einem Gegenstand reflektiert und vom Mikrofon aufgenommen werden können. Ultraschall wird verwendet, da es sich außerhalb des Hörbereiches des menschlichen Gehörsinns befindet (grob 20Hz-22.000Hz). <br /><br />Das Aussenden des Ultraschallsignals wird gestartet, in dem am "Trigger Eingangs-Pin" ein 10µs langes Startsignal (ActiveHigh) empfangen wird. Nach dem Aussenden wird am "Echo Ausgang-Signal Pin" das Signal aktiviert (ActiveHigh). Wird nun am Mikrofon das reflektierte Signal wieder aufgenommen, so wird nach der Detektion das Echo-Signal wieder deaktiviert. Die Zeit zwischen der Aktivierung und der Deaktivierung des Echosignals kann gemessen und in den Abstand umgerechnet werden, da dies auch der Zeit entspricht, wie lang das Ultraschallsignal gebraucht hat um in der Luft die Strecke zwischen Lautsprecher->reflektierende Wand -> Mikrofon zu überwinden. Die Umrechnung erfolgt dann über die Annäherung einer konstanten Luftgeschwindigkeit - der Abstand ist dann folglich die Hälfte der zurückgelegten Strecke.  [[Datei:KY-050-Ultraschall.jpg|none|859x534px]]

<pre class="brush:cpp"> /*HC-SR04 Ping distance sensor:VCC to arduino 5vGND to arduino GNDEcho to Das Beispielprogramm aktiviert nach o.g. Prinzip die Abstandsmessung und misst mit Hilfe der Arduino pin 7Trig to Arduino pin 8This sketch originates from Virtualmix: httpFunktion [https://goowww.gl/kJ8GlHas been modified by Winkle ink here: http://winkleink.blogspot.comarduino.aucc/2012en/05Reference/arduino-hc-sr04-ultrasonic-distancePulseIn pulseIn] die Zeit, wie lang das Ultraschallsignal in der Luft ist.htmlAnd modified further by ScottC here: http://arduinobasics.blogspot.com.au/2012/11/arduinobasicsDiese Zeit wird dann für die Umrechnung des Abstands als Basis genommen -hc-sr04-ultrasonic-sensordas Ergebnis wird danach in der seriellen Ausgabe ausgegeben.htmlon 10 Nov 2012Further modified by Peter Takacs on 04/02/04 https://patakacsSollte das Signal außerhalb des Messbereichs sein, wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben.wordpress.com/2014/02/04/ultrasonic-sensor-hc-sr04-and-piezo-speakers-measuring-distance-and-playing-a-tone-with-piezo/*/

int echoPin <pre class= "brush:cpp">#define Echo_EingangsPin 7;int trigPin = 8;int LEDPinYellow = 2; // Yellow LEDEcho Eingangs-Pinint LEDPinGreen = 4; // Green LEDint soundPin = 12; #define Trigger_AusgangsPin 8 // PiezoTrigger Ausgangs-Pin

// Benoetigte Variablen werden definiertint maximumRange = 100300;int minimumRange = 02; long Abstand;long duration, distanceDauer;

Serial.begin (9600); // Init communications to serial monitor pinMode(trigPinTrigger_AusgangsPin, OUTPUT); pinMode(echoPinEcho_EingangsPin, INPUT);pinMode Serial.begin (LEDPinYellow, OUTPUT);pinMode(LEDPinGreen, OUTPUT9600);

// Abstandsmessung wird mittels des 10us langen Triggersignals gestartet digitalWrite(trigPinTrigger_AusgangsPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(Trigger_AusgangsPin, LOW); // Nun wird am Echo-Eingang gewartet, bis das Signal aktiviert wurde // und danach die Zeit gemessen, wie lang es aktiviert bleibt Dauer = pulseIn(Echo_EingangsPin, HIGH); // Nun wird der Abstand mittels der aufgenommenen Zeit berechnet Abstand = Dauer/58.2; // Überprüfung ob gemessener Wert innerhalb der zulässingen Entfernung liegt if (Abstand >= maximumRange || Abstand <= minimumRange) { // Falls nicht wird eine Fehlermeldung ausgegeben. Serial.println("Abstand außerhalb des Messbereichs"); Serial.println("-----------------------------------"); } else { // Der berechnete Abstand wird in der seriellen Ausgabe ausgegeben Serial.print("Der Abstand betraegt:"); Serial.print(Abstand); Serial.println("cm"); Serial.println("-----------------------------------"); } // Pause zwischen den einzelnen Messungen delay(500);}</pre>

//Calculate the distance (in cm) based on the speed of sound.distance {| style= duration/58.2"height: 58px;padding-left: 30px;" width="228"|-||VCC||=||[Pin 5V]|-||Echo||=||[Pin 7]|-||Trigger||=||[Pin 8]|-||Sensor GND||=||[Pin GND]|}

if (distance '''Beispielprogramm Download''' [[Medium:KY-050-UltraschallabstandSensor.zip|KY-050-UltraschallabstandSensor.zip]] ==Codebeispiel Raspberry Pi==<span style="color: #ff6600;">!! <span style= maximumRange || distance "color: #ff0000;">Achtung</span> !! <span style= minimumRange){"color: #99cc00;">5V Spannungslevel</span>  !! <span style="color: #ff0000;">Achtung</ Yellow led indicated out of maximumRangespan> !!</span> Der Raspberry Pi arbeitet mit seinem ARM-Prozessorkern, anders als der auf Atmel Atmega basierende Arduino, mit 3,3V Spannungslevel, anstatt mit 5V - dieser Sensor funktioniert jedoch nur mit dem höheren Spannungslevel. Prints “Out Of Range” to serial if target is outside maximumRangeWürde man den Sensor uneingeschränkt am Raspberry Pi ohne Vorsichtsmaßnahmen betreiben, könnten dies bei den Eingängen des Raspberry Pi's permanente Schäden hervorrufen.SerialFür solche Fälle Grund besitzt dieses Sensorkit-Set mit dem KY-051 einen Voltage-Translator, welcher die Spannungslevel anpasst und somit einen sicheren Betrieb gewährleistet.println(“Out Of Range”)<u>Dieser muss bei diesem Sensor zwischen den Rasperry Pi und dem Sensor zwischengeschaltet sein</u>. Nähere Informationen entnehmen Sie der Informationsseite zum [[KY-051 Voltage Translator / Level Shifter]] <span style="color: #ff6600;">!! <span style="color: #ff0000;">Achtung</span> !! <span style="color: #99cc00;">5V Spannungslevel</span>  !! <span style="color: #ff0000;">Achtung</span> !!</span>digitalWrite(LEDPinYellow---- Das Beispielprogramm aktiviert nach o.g. Prinzip die Abstandsmessung und misst mit Hilfe einer Art Stoppuhr die Zeit, HIGHwie lang das Ultraschallsignal in der Luft ist. Diese Stoppuhr wird realisiert, indem beim Zeitpunkt des Umschaltens des Echosignals, die aktuelle Systemzeit aus time.time()herausgelesen wird;die Differenz zwischen der Einschaltzeit und der Ausschaltzeit ist die gesuchte Zeit wie lang das Signal unterwegs ist.<br /> Diese Zeit wird dann für die Umrechnung des Abstands als Basis genommen - das Ergebnis wird danach in der Kosnole ausgegeben. Sollte das Signal außerhalb des Messbereichs sein, wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben.digitalWrite  <pre class="brush:py"># coding=utf-8# Benötigte Module werden eingefügt und konfiguriertimport timeimport RPi.GPIO as GPIOGPIO.setmode(LEDPinGreen, LOWGPIO.BCM);}else {# Hier können die jeweiligen Eingangs-/Ausgangspins ausgewählt werdenTrigger_AusgangsPin = 17Echo_EingangsPin = 27 # Die Pause zwischen den einzelnen Messugnen kann hier in Sekunden eingestellt werdensleeptime = 0.8 # Hier werden die Ein-// When ultasonic sensor picks up a signal _within_ maximumRangeAusgangspins konfiguriertGPIO.setup(Trigger_AusgangsPin, print distance in cm to serial monitorGPIO.OUT)GPIO.setup(Echo_EingangsPin, turn off YellowLed and turn on GreenLEDGPIO.IN)SerialGPIO.printoutput(“Distance = ” Trigger_AusgangsPin, False);Serial# Hauptprogrammschleifetry: while True: # Abstandsmessung wird mittels des 10us langen Triggersignals gestartet GPIO.printoutput(distanceTrigger_AusgangsPin, True);Serial time.printlnsleep(” cm” 0.00001);digitalWrite GPIO.output(LEDPinYellowTrigger_AusgangsPin, LOWFalse);digitalWrite # Hier wird die Stopuhr gestartet EinschaltZeit = time.time(LEDPinGreen) while GPIO.input(Echo_EingangsPin) == 0: EinschaltZeit = time.time() # Es wird solange die aktuelle Zeit gespeichert, HIGHbis das Signal aktiviert wird  while GPIO.input(Echo_EingangsPin);== 1:tone AusschaltZeit = time.time(soundPin) # Es wird die letzte Zeit aufgenommen, 800wo noch das Signal aktiv war  # Die Differenz der beiden Zeiten ergibt die gesuchte Dauer Dauer = AusschaltZeit - EinschaltZeit # Mittels dieser kann nun der Abstand auf Basis der Schallgeschwindigkeit der Abstand berechnet werden Abstand = (Dauer * 34300) / 2  # Überprüfung, ob der gemessene Wert innerhalb der zulässigen Entfernung liegt if Abstand < 2 or (round(Abstand) > 300);:delay # Falls nicht wird eine Fehlermeldung ausgegeben print(distance"Abstand außerhalb des Messbereich") print("------------------------------") else: # Der Abstand wird auf zwei Stellen hinterm Komma formatiert Abstand = format((Dauer * 34300); // Distance is the delay in ms between tones2, ie Near maxRange -> Long tones'.2f') # Der berechnete Abstand wird auf der Konsole ausgegeben print("Der Abstand beträgt:"), Near minimumRange Abstand,("cm") print("-> Rapid tones-----------------------------")  # Pause zwischen den einzelnen Messungen time.sleep(sleeptime)noTone# Aufraeumarbeiten nachdem das Programm beendet wurdeexcept KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup(soundPin);

Quelle'''Anschlussbelegung Raspberry Pi: https''' Sensor KY-050://patakacs.wordpress.com/2014/02/ {| style="height: 85px; padding-left: 30px;" width="441"|-||VCC||=||5V||[Pin 2 (RPi)]|-||Trigger||=||Pin B1||[KY-051-Voltage Translator]|-||Echo||=||Pin B2||[KY-051-Voltage Translator]|-||GND||=||Masse||[Pin 6 (RPi)]|} KY-051- Voltage Translator: {| style="height: 127px; padding-left: 30px;" width="436"|-||VCCb||=||5V||[Pin 04/ultrasonic(RPi)]|-sensor||Pin B1||=||Trigger||[KY-hc050-sr04UltraschallSensor]|-and||Pin B2||=||Echo||[KY-piezo050-speakersUltraschallSensor]|-measuring||VCCa||=||3,3V||[Pin 01(RPi)]|-distance||Pin A1||=||GPIO17||[Pin 11(RPi)]|-and||Pin A2||=||GPIO27||[Pin 13(RPi)]|-playing||GND||=||Masse||[Pin 06(RPi)]|} * Alle restlichen Pins am KY-a051-toneVoltage-withTranslator-piezoModul müssen nicht angeschlossen werden (OE,B3,B4,A3,A4). '''Beispielprogramm Download''' [[Medium:KY-050-RPi_UltraschallAbstandSensor.zip|KY-050-RPi_UltraschallAbstandSensor.zip]] Zu starten mit dem Befehl: <pre class="brush:bash">sudo python KY-050-RPi_UltraschallAbstandSensor.py</pre>