Страница в pdf

Ультразвуковой метод измерения расстояния является одним из самых распространенных. Ультразвуковой модуль HC-SR04 имеет 4 вывода.

HC-SR04_01bVcc – напряжение питания 5 вольт
Trig – вход запускающих импульсов для процесса измерения
Echo – выход импульса длительность которого пропорциональна расстоянию.
GND – общий провод питания.

Для демо примера будем использовать плату ILLISSI-4B-03-primum и плату индикации ILLISSI-4С-01-secundo.

HC-SR04_02

В качестве управления будем использовать вывод RC2, для измерения длительности будем использовать вход T1G (RB5). Подключение:

HC-SR04_03

Для измерения частоты используется таймер 1 и его Gate-модуль управления.

HC-SR04_04

Gate-модуль управления появился в новых Pic-контроллерах серии PIC16F19xx. Теперь элементарно легко построить измерителей длительности и частоты сигнала, которые аппаратно, самостоятельно выполняют эти функции не отвлекая микроконтроллер от основной задачи.

Для измерения сигнала настроим таймер для измерение длительности импульсов. На вход будем подавать тактовую частоту 1 мГц. Что соответствует 1 мкс длительности. Измеряемый импульс (эхо от модуля HC-SR04) будем подавать на вход T1G.

Вариант настройки таймера выполнен с учетом, что тактовая частота контроллера 32 мГц. (хотя с успехом можно использовать и более низкие тактовые частоты от 1 мГц.).

Процесс измерения начинается с инициализации таймера и сброса флага переполнения таймера.


Особенности работы модуля не соответствующие описанию.

Флаг переполнения будет использоваться для определения ситуации когда модуль HC-SR04 не может получить эхо. На практике было определено, что работа модуля немного отличается от описания, которое было найдено в инете. Дело в том что при отсутствия эха, модуль формирует непрерывный импульс.

HC-SR04_05

Длительность импульса ответа непрерывна и прерывается только в момент формирования импульса запуска измерения. Вид на ответ от модуля в ситуации отсутствия эха.

HC-SR04_06

Если эхо присутствует, то мы будем видеть следующие осциллограммы работы с модулем.

HC-SR04_07

В начале формируется (на входе Trig) импульс запуска длительностью не менее 10 мкс. После этого модуль через 0,5 мс, начинает формировать ответ импульсом длительностью пропорциональной расстоянию. На нижнем рисунке, пример, формирования импульса (это расстояние от поверхности моего стола до потолка и составляет 1,74 м).

HC-SR04_08

Длительность 10114 мкс. Что составляет 10114/58=174 см.


После инициализации регистров таймера и очистки флага переполнения, формируем импульс запуска длительностью не менее 10 мкс.

После этого включаем таймер и запускаем режим измерения одиночного импульса.

Далее ожидаем окончания измерения, при этот контролируем, флаг переполнения таймера и если такое “неподобство” наступит, будем подсчитывать количество таких измерений. Это необходимо, чтобы сделать индикацию отсутствия эха, приемлемой для восприятия.

После выполнения измерения, останавливаем таймер:

Далее по результатам измерения выводим на индикатор измеренное расстояние или сообщение, что нет эха, т.е. нет препятствий в зоне чувствительности модуля.

Примечание: для устранения “дрожания” показаний применим «накапливающий интегратор». За это отвечают строки:

И в конце, сформируем задержку, которая необходима для формирования периода подачи импульсов изменения не менее чем через 50 мс.


Выводы: Датчик обладаем широким углом захвата, поэтому его рекомендуется устанавливать над плоскими поверхностями на расстоянии не менее 10 мм. В связи с этим он захватывает отраженные импульсы от предметов которые находятся от его оси до ±15 грд., что необходимо учитывать при конструировании устройств. Реальная чувствительность не более 3 метров. На большие расстояния не хватает или мощности формируемого импульса или чувствительности приемника. Мое мнение – я считаю, что для таких модулей вывод измеряемого параметра в виде ширины импульса не практично, так-как получается два цикла измерения, первое это измерение делает модуль, второе контроллер. Для таких устройств желательно, что-бы все эти преобразования были выполнены в самом модуле. А на выходе формировать уже значение расстояния в виде готовых цифровых данных. А получать данные из модуля, удобно через последовательные интерфейсы I2C, SPI или UART.


Фото демо проекта

HC-SR04_11

HC-SR04_09


Видео демо проекта

__


Проект

Описание с изменениями V2.0


Это может быть интересно


  • Проект с использованием MCC часть 10Проект с использованием MCC часть 10
    Алгоритм управления освещением от нажатия кнопки. Обработка удержания кнопки: Мы должны проверить кнопка в настоящий момент нажата и флаг удержания установлен, если да Проверить таймер удержания “отработал” – это значит, …
  • Проект с использованием MCC часть 08Проект с использованием MCC часть 08
    И так создадим проект в котором при помощи двух кнопок мы сможем управлять яркостью светодиодов. При использовании МСС у нас лафа полная, добрые дяди с Microchipa подготовили функции, которыи позволяет …
  • ch-4050 – дифференциальный терморегуляторch-4050 – дифференциальный терморегулятор
    ch-4050 – это не новая модель, это расширенная версия универсального терморегулятора ch-4000. Различия коснулись в появлении новой функции дифференциального регулирования. Это вид регулирования по разности температур измеренного двумя датчиками. Теперь …
  • Проект с использованием MCC часть 14Проект с использованием MCC часть 14
    С выводом данных на дисплей мы справились (но могу сразу сказать библиотеку графики к этой статьи пришлось доработать, поэтому в этом проекте она обновлена). У нас на текущем этапе имеется …
  • AD9833 – Programmable Waveform GeneratorAD9833 – Programmable Waveform Generator
    Простой генератор звуковых частот на AD9833. Для тестирования БПФ в светомузыке мне нужен был генератор звуковых частот. Я  использовал советский Г3-112, но он себя давно изжил.  Все думал купить чёто такое …
  • Мультизоновый индикатор-терморегулятор ch-c3010Мультизоновый индикатор-терморегулятор ch-c3010
    Часто возникает необходимость получить информацию по температуре с множества точек контроля. Вам необходимо знать температуру в комнате, в коридоре,  температуру на улице, а в погребе (или на балконе) не только …
  • Тестирование модуля генератораТестирование модуля генератора
      Тестирование модуля генератора Настройка, запуск и проверка рабочей частоты на примере PIC18F26K40. PIC18F26K40 Чтобы понять из-за чего зависит производительность микроконтроллера просто надо понять как работает его задающий тактовый генератор. …
  • Акриловый корпус для платы ch-4000Акриловый корпус для платы ch-4000
    Плата ch-4000 подходит для монтажа в корпуса на дин рейку, но для домашней автоматики необходимо что-то другое, поэтому был разработан корпус из акрила который позволит создавать настольные и настенные устройства. Корпус состоит из …
  • BMP280 – температура и атмосферное давление – учебный проектBMP280 – температура и атмосферное давление – учебный проект
    Учебный проект на PIC32 и светодиодной панели P5 (2121)-168-6432-80 (32*64). Проект позволяет ознакомиться с простой графикой и с чтением давления и температуры с датчика BMP280. Для тестирования необходимо собрать следующую …
  • Ссылки на интересные источникиСсылки на интересные источники
    Сбор 3D моделей от André L’Hérault конденсаторы, резисторы, индуктивности dropbox IPC-SM-782 Surface Mount Design and Land Pattern Standard Видео уроки по Altium designer Alexey Sabunin https://www.youtube.com/channel/UCG7N5CqXpyK8nQjr1EmMgng Сергей Булавинов https://www.youtube.com/channel/UCISAMXRnN_Qw9UTjUwZI1Jw Robert Feranec https://www.youtube.com/user/matarofe Самый быстрый, …



Translate »

Copyright © Catcatcat electronics 2013-2019. Все права защищены.
Копирование разрешается только с указанием активной ссылки на правообладателя.

e-mail: catcatcat.electronics@gmail.com