Ο αισθητήρας υπερήχων και το Arduino UNO

Σήμερα θα μάθουμε να χρησιμοποιούμε τον αισθητήρα υπερήχων HC-SR04 με το Arduino uno. Πριν απ' αυτό όμως θα πρέπει να δούμε τι είναι ο υπέρηχος και πως η χρήση του μπορεί να μας δώσει την απόσταση από κάποιο αντικείμενο.

Όπως φαίνεται και στην παραπάνω εικόνα, οι υπέρηχοι βρίσκονται πάνω απ' τις ακουστικές συχνότητες, έτσι δεν μπορεί να τους ακούσει το ανθρώπινο αυτί. Παρόλο πάντως που εμείς δεν τους ακούμε κάποια ζώα μπορούν και να τους ακούν αλλά και να τους χρησιμοποιούν. Χαρακτηριστικά παραδείγματα που μας το δείχνουν αυτό είναι η κίνηση των νυχτερίδων και η σφυρίχτρα που χρησιμοποιείται για τους σκύλους. Αισθητήρες υπερήχων συναντάμε σε πολλές εφαρμογές στην ιατρική, στην πλοήγηση σκαφών/πλοίων ακόμα και στα αυτοκίνητα μας στα γνωστά park sensors.

Οι αισθητήρες υπερήχων λειτουργούν με την ίδια αρχή που λειτουργούν τα ραντάρ και τα σόναρ. Εκτιμούν την απόσταση ενός στόχου λαμβάνοντας υπόψη τους την αντανάκλαση ενός ραδιοκύματος ή ενός ηχητικού σήματος πάνω στο στόχο.

Δημιουργούν υψηλής συχνότητας κύματα και χρησιμοποιώντας το επιστρεφόμενο σήμα καθορίζουν την απόσταση ή ακόμα και την ταχύτητα του στόχου. Για να το επιτύχουν αυτό χρησιμοποιούν τον χρόνο που έκανε το σήμα για να καλύψει την απόσταση από τον αισθητήρα στο αντικείμενο και πίσω.

Στο Arduino η διαδικασία αυτή (αντιστοίχηση χρόνου σε απόσταση) είναι αρκετά απλή διότι υπάρχει συγκεκριμένη βιβλιοθήκη για τον αισθητήρα HC-SR04 που κάνει την "δύσκολη" δουλεία. Εμείς στον κώδικα μας αρκεί να κάνουμε χρήση μόνο μιας εντολής! Η εντολή αυτή θα μας επιστρέψει την απόσταση σε εκατοστά (cm).

Download HC-SR04 Library

Κάντε unzip το αρχείο στον φάκελο Libraries του Arduino IDE.
c\Αρχεία Εφαρμογών\Arduino\libraries
c\Αρχεία Εφαρμογών (x86)\Arduino\libraries

Τα υλικά που θα χρειαστούμε:

• Arduino uno
• HC-SR04 Ultrasonic Sensor
  

Το κύκλωμα μας σε breadboard:

Κώδικας: Download