Ultraheli kauguseotsija õpetus Arduino ja LCD -ekraaniga: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Paljud inimesed on loonud juhised Arduino Uno kasutamiseks koos ultrahelianduriga ja mõnikord ka LCD -ekraaniga. Olen aga alati leidnud, et need muud juhendid jätavad sageli vahele sammud, mis pole algajatele ilmsed. Selle tulemusena olen püüdnud luua õpetuse, mis sisaldab kõiki võimalikke üksikasju, et teised algajad saaksid sellest loodetavasti õppida.

Kasutasin esmalt Arduino UNO -d, kuid leidsin, et see oli selleks otstarbeks pisut suur. Seejärel uurisin Arduino Nano. See väike plaat pakub peaaegu kõike, mida UNO teeb, kuid palju väiksema jalajäljega. Mõne manööverdamisega sain selle sobituda samale leivalauale nagu LCD, ultraheliandur ja erinevad juhtmed, takistid ja potentsiomeeter.

Saadud konstruktsioon on täiesti funktsionaalne ja on hea samm püsivama seadistuse tegemiseks. Otsustasin teha oma esimese Instructable'i selle protsessi dokumenteerimiseks ja loodetavasti aidata teisi, kes tahavad sama asja teha. Kui vähegi võimalik, olen märkinud, kust olen oma teabe saanud, ning püüdnud visandisse lisada ka võimalikult palju täiendavaid dokumente, et kõik, kes seda loevad, saaksid toimuvast aru.

Samm: vajalikud osad

Vajalikke osi on vaid käputäis ja õnneks on need väga odavad.

1 - täissuuruses leivalaud (830 tihvti)

1 - Arduino Nano (mõlemale küljele on paigaldatud tihvtide päised)

1 - ultraheli andur HC -SRO4

1 - 16x2 LCD -ekraan (ühe päise paigaldamisega). MÄRKUS. Te ei vaja selle mooduli kallimat I2C versiooni. Saame töötada otse 16 -kontaktilise "põhiseadmega"

1 - 10 K potentsiomeeter

1 - liiteseadise takisti kasutamiseks LED -taustvalgustusega 16x2 (tavaliselt 100 oomi - 220 oomi, leidsin, et 48 oomi takisti töötas minu jaoks kõige paremini)

1 -1K oomi koormust piirav takisti -kasutamiseks koos HC -SR04 -ga

Leivaplaadi juhtmed erinevates pikkustes ja värvides.

VALIKULINE - Leivaplaadi toiteallikas - Toitemoodul, mis ühendub otse leivaplaadiga, võimaldades teil olla rohkem kaasaskantav, selle asemel et jääda arvutiga seotuks või toita süsteemi Arduino Nano kaudu.

1 - Arvuti/ sülearvuti Arduino Nano programmeerimiseks - Märkus. Võimalik, et vajate ka CH340 draivereid, et võimaldada Windowsi arvutil Arduino Nanoga õigesti ühenduda. Lae alla draiverid SIIT

1 - Arduino integreeritud arenduskeskkond (IDE) - laadige IDE alla siit

Samm: installige IDE ja seejärel CH340 draiverid

Kui teil pole veel IDE või CH340 draivereid installitud, jätkake selle sammuga

1) Laadige IDE alla SIIT.

2) Üksikasjalikud juhised IDE installimise kohta leiate Arduino veebisaidilt SIIT

3) Laadige CH340 Serial draiverid alla SIIT.

4) Üksikasjalikud juhised draiverite installimise kohta leiate SIIT.

Teie tarkvarakeskkond on nüüd ajakohane

3. samm: komponentide paigutamine

Isegi täissuuruses leivalaual on ainult piiratud ruum ja see projekt viib selle piirini.

1) Kui kasutate leivaplaadi toiteplokki, kinnitage see kõigepealt leivalaua kõige parempoolsete tihvtide külge

2) Paigaldage Arduino Nano, nii et USB -port on suunatud paremale

3) Paigaldage LCD -ekraan leivalaua "ülaossa" (vt pilte)

4) Paigaldage HC-SR04 ja potentsiomeeter. Jätke ruumi juhtmetele ja takistitele, mida nad vajavad.

5) Fritzingu skeemi põhjal ühendage kõik leivaplaadi juhtmed. Pange tähele ka kahe takisti paigutust plaadile. - Kui olete huvitatud, lisasin teile allalaadimiseks Fritzing FZZ -faili.

6) Kui te EI kasuta leivaplaadi toiteallikat, veenduge, et maapinnast jooksevad hüppajad ja +V joon laua „põhjas” jooksevad „ülaosa” vastavate joonte juurde, et kõik oleks maandatud ja toitega.

Selle konfiguratsiooni jaoks püüdsin hoida LCD-ekraanil olevaid tihvte ja Arduino tihvte järjestikku, et asjad oleksid võimalikult lihtsad (D7-D4 LCD-l ühendub N7-ga D7-D4). See võimaldas mul ka juhtmestiku näitamiseks kasutada väga puhast skeemi.

Kuigi paljud saidid nõuavad 220 -oomist takistit, et kaitsta ekraanil 2x20 LCD -taustvalgustust, leidsin, et see on minu puhul liiga kõrge. Proovisin mitmeid järk -järgult väiksemaid väärtusi, kuni leidsin ühe, mis minu jaoks hästi töötas. Sel juhul töötab see 48-oomise takistiga (seda näitab see minu oomemõõturil). Peaksite alustama 220 oomi võimsusega ja töötama ainult siis, kui vedelkristallekraan pole piisavalt hele.

Potentsiomeetrit kasutatakse LCD -ekraani kontrastsuse reguleerimiseks, seega peate võib -olla kasutama väikest kruvikeerajat, et pöörata sisemine pistikupesa teile kõige paremini sobivasse asendisse.

Samm: Arduino visand

Kasutasin oma eskiisi inspiratsiooniks mitmeid allikaid, kuid need kõik vajasid olulisi muudatusi. Samuti olen püüdnud koodi täielikult kommenteerida, et oleks selge, miks iga toimingut teostatakse nii, nagu see on. Usun, et kommentaare ületab tegelikult kodeerimisjuhiseid õiglase protsendi võrra !!!

Selle visandi kõige huvitavam osa keerleb minu jaoks ultraheli anduri ümber. HC-SR04 on väga odav (Ali Expressis alla 1 USA või Kanada dollari). See on ka seda tüüpi projektide puhul üsna täpne.

Anduril on kaks ümmargust silma, kuid neil on erinev eesmärk. Üks neist on heli kiirgaja ja teine vastuvõtja. Kui TRIG -tihvt on seatud asendisse HIGH, saadetakse välja impulss. ECHO PIN tagastab väärtuse millisekundites, mis on kogu viivitus impulsi saatmise ja selle vastuvõtmise vahel. Skriptis on mõned lihtsad valemid, mis aitavad teisendada millisekundeid sentimeetritesse või tollidesse. Pidage meeles, et tagastatud aeg tuleb poole võrra vähendada, sest impulss läheb objektile ja seejärel naaseb, läbides vahemaa kaks korda.

Ultraheli anduri toimimise kohta lisateabe saamiseks soovitan soojalt Dejan Nedelkovski õpetust Howtomechatronicsis. Tal on suurepärane video ja diagrammid, mis selgitavad kontseptsiooni palju paremini kui mina!

MÄRKUS. Helikiirus ei ole konstantne. See varieerub sõltuvalt temperatuurist ja rõhust. Selle projekti väga huvitav laiendus lisab triivi kompenseerimiseks temperatuuri- ja rõhuanduri. Kui soovite astuda järgmise sammu, olen alustuseks andnud mitu proovi alternatiivsete temperatuuride jaoks!

Interneti -allikas, kes on kulutanud palju aega nende andurite uurimisele, pakkus välja need väärtused. Soovitan Andreas Spiessi kanalit You Tube mitmesuguste huvitavate videote jaoks. Võtsin need väärtused ühelt neist.

// 340 M/sek on helikiirus 15 ° C juures (0,034 CM/sek) // 331,5 M/sek on heli kiirus 0 ° C juures (0,0331,5 CM/sek)

// 343 M/sek on helikiirus 20 ° C juures (0,0343 CM/sek)

// 346 M/sek on helikiirus 25 ° C juures (0,0346 CM/sek)

LCD -ekraan on natuke väljakutse, ainult sellepärast, et selle juhtimiseks on vaja nii palju tihvte (6!). Eeliseks on see, et see LCD -põhiversioon on ka väga odav. Leian selle hõlpsalt Aliexpressist alla $ 2 Kanada eest.

Õnneks, kui olete selle ühendanud, on selle juhtimine väga lihtne. Tühjendage see, seejärel määrake, kuhu soovite oma teksti väljastada, ja seejärel andke välja rida LCD -sid. PRINT -käsud teksti ja numbrite ekraanile surumiseks. Leidsin selle kohta suurepärase õpetuse Vasco Ferrazilt saidilt vascoferraz.com. Muutsin tema nööpnõelte paigutust, et see oleks algajale (nagu mina!) Selgemaks tehtud.

5. samm: järeldus

Ma ei teeskle, et olen elektriinsener ega professionaalne kodeerija. (Algselt õppisin programmeerimist 1970ndatel!). Seetõttu leian, et kogu Arduino ruum on tohutult vabastav. Mina, kellel on vaid põhiteadmised, saan alustada sisukatest katsetest. Selliste asjade loomine, mis tegelikult töötavad ja näitavad piisavalt reaalse maailma kasulikkust, mida isegi mu naine ütleb "Lahe!".

Nagu me kõik teeme, kasutan internetist mulle kättesaadavaid ressursse, et õppida asju tegema, seejärel ühendan need loodetavasti millegi kasulikuga. Olen andnud endast parima, et krediteerida neid allikaid selles tabelis ja oma visandis.

Teekonnal usun, et saan aidata teisi, kes samuti alustavad oma õppereisi. Loodan, et leiate, et see on kasulik juhendatav ja ma tervitan kõiki teie kommentaare või küsimusi.