راه‌اندازی سنسور آلتراسونیک HC-SR04

۱۷ اردیبهشت ۱۴۰۴
0 دیدگاه

آموزش کامل راه‌اندازی سنسور آلتراسونیک HC-SR04 با آردوینو

مقدمه:

در پروژه‌های رباتیکی و هوشمند، آگاهی از محیط اطراف یکی از اساسی‌ترین نیازهاست. یکی از ساده‌ترین و در عین حال دقیق‌ترین ابزارها برای اندازه‌گیری فاصله، سنسور آلتراسونیک مدل HC-SR04 است. این سنسور در بسیاری از پروژه‌های دانش‌آموزی و آموزشی، به‌ویژه در کلاس‌های آموزشگاه رباتیک لمپا و دیگر مراکز آموزش رباتیک دربابل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سنسور آلتراسونیک چگونه کار می‌کند؟

سنسور HC-SR04 از اصول فیزیکی صوت برای اندازه‌گیری فاصله استفاده می‌کند. با ارسال یک پالس صوتی (با فرکانس بالا) و محاسبه مدت‌زمان برگشت آن، فاصله تا جسم مورد نظر محاسبه می‌شود.

فرمول محاسبه فاصله:

Distance (cm)=2Time (µs)×0.034

این فرمول بر اساس سرعت صوت در هوا (تقریباً 340 متر بر ثانیه) نوشته شده است.

کاربردهای سنسور آلتراسونیک در رباتیک

  • ربات‌های مسیریاب: برای تشخیص موانع و جلوگیری از برخورد

  • اندازه‌گیری سطح مایعات: بدون تماس مستقیم

  • پارکینگ هوشمند: تشخیص جای پارک خالی

  • ربات‌های تعقیب اجسام یا فاصله‌نگهدار

وسایل مورد نیاز برای راه‌اندازی پروژه

  • برد آردوینو Uno یا Nano

  • سنسور HC-SR04

  • سیم جامپر نری به نری

  • برد بورد

  • کابل USB

  • نرم‌افزار Arduino IDE

اتصالات سنسور به آردوینو

پین سنسوراتصال به آردوینو
VCC5 ولت
GNDGND
Trigپایه دیجیتال 9
Echoپایه دیجیتال 10

کد کامل آردوینو برای خواندن فاصله

				
					const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
long duration;
int distance;

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

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2;

  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  
  delay(500);
}

				
			

آموزش گام به گام اجرای پروژه

  1. نصب Arduino IDE: برنامه را از arduino.cc دانلود کرده و نصب کنید.

  2. اتصال برد آردوینو: از طریق کابل USB آن را به رایانه متصل نمایید.

  3. کپی کد: کد بالا را در Arduino IDE وارد کرده و آپلود کنید.

  4. باز کردن Serial Monitor: برای مشاهده فاصله‌ها به صورت زنده.

نکات مهم آموزشی

  • از پایه‌های دیجیتال برای اتصال Trig و Echo استفاده شود.

  • فاصله سنجش بهینه برای HC-SR04 بین 2 تا 400 سانتی‌متر است.

  • سنسور باید رو به روی جسم قرار گیرد و سطح جسم برای بازتاب امواج مناسب باشد.

  • در کلاس‌های آموزش رباتیک بابل، معمولاً این سنسور به عنوان اولین تجربه‌ی دانش‌آموزان با حسگرهای فاصله معرفی می‌شود.

نتیجه‌گیری

سنسور آلتراسونیک HC-SR04 یک ابزار عالی برای ورود به دنیای حسگرها و الکترونیک است. با ترکیب این سنسور با آردوینو، می‌توان پروژه‌های متنوع و خلاقانه‌ای طراحی کرد. در کلاس‌های پروژه‌محور آموزشگاه رباتیک لمپا، دانش‌آموزان با همین پروژه‌ها یاد می‌گیرند چگونه علم را به عمل تبدیل کنند. اگر به دنبال یادگیری رباتیک در شمال کشور هستید، آموزش  رباتیک در بابل یکی از بهترین گزینه‌ها برای شروع مسیر تخصصی شما خواهد بود.

0 دیدگاه