KY-050 Ultraschallabstandssensor: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 28. April 2016, 13:12 Uhr

Bild

Technische Daten / Kurzbeschreibung

Wird am Trigger-Eingang ein Signal (fallende Flanke) eingegeben, so wird eine Abstandsmessung durchgeführt und am Echo-Ausgang als PWM-TTL Signal ausgegeben

messbare Distanz: 2cm—300cm Messauflösung: 3mm

min. Zeit zwischen den Messungen 50µs

Pin-Belegung

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.

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).

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.

Codebeispiel Arduino

 
/*
HC-SR04 Ping distance sensor:
VCC to arduino 5v
GND to arduino GND
Echo to Arduino pin 7
Trig to Arduino pin 8
This sketch originates from Virtualmix: http://goo.gl/kJ8Gl
Has been modified by Winkle ink here: http://winkleink.blogspot.com.au/2012/05/arduino-hc-sr04-ultrasonic-distance.html
And modified further by ScottC here: http://arduinobasics.blogspot.com.au/2012/11/arduinobasics-hc-sr04-ultrasonic-sensor.html
on 10 Nov 2012
Further modified by Peter Takacs on 04/02/04 https://patakacs.wordpress.com/2014/02/04/ultrasonic-sensor-hc-sr04-and-piezo-speakers-measuring-distance-and-playing-a-tone-with-piezo/
*/

int echoPin =  7;
int trigPin =  8;
int LEDPinYellow = 2; // Yellow LED
int LEDPinGreen = 4; // Green LED
int soundPin = 12; // Piezo

int maximumRange = 100;
int minimumRange = 0;
long duration, distance;

void setup() {
Serial.begin (9600); // Init communications to serial monitor
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(LEDPinYellow, OUTPUT);
pinMode(LEDPinGreen, OUTPUT);
}

void loop() {
/* The following trigPin/echoPin cycle is used to determine the
distance of the nearest object by bouncing soundwaves off of it. */
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

//Calculate the distance (in cm) based on the speed of sound.
distance = duration/58.2;

if (distance >= maximumRange || distance <= minimumRange){// Yellow led indicated out of maximumRange. Prints “Out Of Range” to serial if target is outside maximumRange.Serial.println(“Out Of Range”);digitalWrite(LEDPinYellow, HIGH);digitalWrite(LEDPinGreen, LOW);
}
else {
// When ultasonic sensor picks up a signal _within_ maximumRange, print distance in cm to serial monitor, turn off YellowLed and turn on GreenLED.
Serial.print(“Distance = ” );
Serial.print(distance);
Serial.println(” cm” );
digitalWrite(LEDPinYellow, LOW);
digitalWrite(LEDPinGreen, HIGH);
tone(soundPin, 800, 300);
delay(distance); // Distance is the delay in ms between tones, ie Near maxRange -> Long tones, Near minimumRange -> Rapid tones.
noTone(soundPin);

}

// Mandatory delay
delay(50);
}

Quelle: https://patakacs.wordpress.com/2014/02/04/ultrasonic-sensor-hc-sr04-and-piezo-speakers-measuring-distance-and-playing-a-tone-with-piezo/

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