【雕爺學(xué)編程】Arduino動手做(106)---US026超聲波測距

37款傳感器與執(zhí)行器的提法,在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳耽梅,其實(shí)Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止這37種的挨约。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊,依照實(shí)踐出真知(一定要動手做)的理念儒飒,以學(xué)習(xí)和交流為目的谬莹,這里準(zhǔn)備逐一動手嘗試系列實(shí)驗(yàn),不管成功(程序走通)與否桩了,都會記錄下來---小小的進(jìn)步或是搞不掂的問題附帽,希望能夠拋磚引玉。

【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)(資料代碼+仿真編程+圖形編程)

實(shí)驗(yàn)一百零六:US-026超聲波測距傳感器模塊 代替HC-SR04 工業(yè)級 3V~5.5V

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CS100
是蘇州順憬志聯(lián)推出的一款工業(yè)級超聲波測距芯片井誉,CS100 內(nèi)部集成超聲波發(fā)射電路蕉扮,超聲波接收電路,數(shù)字處理電路等颗圣,單芯片即可完成超聲波測距喳钟,測距結(jié)果通過脈寬的方式進(jìn)行輸出,通信接口兼容現(xiàn)有超聲波模塊欠啤。CS100 配合使用 40KHZ 的開放式超聲波探頭荚藻,只需要一個 22MR 的下拉電阻和 8M 的晶振,即可實(shí)現(xiàn)高性能測距功能洁段。更少的器件使用应狱,可以大幅減少電路板面積,提高可靠性祠丝;同時疾呻,較少的外圍器件使得布線更為簡單,在成本敏感的引用場景下写半,使用單面PCB即可實(shí)現(xiàn)超聲波測距功能岸蜗,大幅降低成本。

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02 (1).jpg

模塊采用蘇州順憬志聯(lián)的高性價比超聲波測距芯片 CS100叠蝇;測距可達(dá) 6 米以上璃岳,測距精度高;測量一致性好悔捶,測距穩(wěn)定可靠铃慷。US-025/US-026 超聲波測距模塊可實(shí)現(xiàn) 2cm~6m 的非接觸測距功能,工作電壓為 3V-5.5V蜕该,工作電流為 5.3mA犁柜,支持 GPIO通信模式,工作穩(wěn)定可靠堂淡。US-025 與 US-026 性能相同馋缅,尺寸大小相同扒腕,原理相同。區(qū)別:
? US-025 采用的是雙面板萤悴,US-026 采用的是單面板瘾腰;US-025 的 4Pin 排針在正面焊接(探頭一側(cè)),
? US-026因是單面板稚疹,正面(探頭一側(cè))無焊盤居灯,焊盤在背面(芯片一側(cè))焊接祭务。

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模塊電原理圖

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測距工作原理
US-025/US-026 測距時序圖

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只需要在 Trig 管腳輸入一個 10US 以上的高電平内狗,系統(tǒng)便可發(fā)出 8 個 40KHZ 的超聲波脈沖,然后檢測回波信號义锥。當(dāng)檢測到回波信號后柳沙,通過 Echo 管腳輸出。根據(jù) Echo 管腳輸出高電平的持續(xù)時間可以計(jì)算距離值拌倍。即距離值為:(高電平時間*340m/s)/2赂鲤。

超過測量范圍時返回值及測量周期
當(dāng)測量距離超過 US-025/US-026 的測量范圍時,仍會通過Echo 管腳輸出高電平的信號柱恤,高電平的寬度約為 66ms数初。

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測量周期:當(dāng)接收到 US-025/US-026 通過 Echo 管腳輸出的高電平脈沖后,便可進(jìn)行下一次測量梗顺,所以測量周期取決于測量距離泡孩,當(dāng)距離被測物體很近時,Echo 返回的脈沖寬度較窄寺谤,測量周期就很短仑鸥;當(dāng)距離被測物體比較遠(yuǎn)時,Echo 返回的脈沖寬度較寬变屁,測量周期也就相應(yīng)的變長眼俊。最壞情況下,被測物體超出超聲波模塊的測量范圍粟关,此時返回的脈沖寬度最長疮胖,約為 66ms,所以最壞情況下的測量周期稍大于 66ms 即可(取 70ms 足夠)闷板。

05 (1).jpg

接口說明
模塊有一個接口:4 Pin 供電及通信接口澎灸,US-025 與US-026 接口相同。 4 Pin 接口為 2.54mm 間距的彎排針蛔垢,如圖 所示: 4 Pin 接口從左到右依次編號 1,2,3,4击孩。它們的定義如下:
? 1 號 Pin:接 VCC 電源(直流 3V-5.5V)。
? 2 號 Pin:接外部電路的 Trig 端鹏漆,向此管腳輸入一個
10uS 以上的高電平巩梢,可觸發(fā)模塊測距创泄。觸發(fā)信號 10US高電平 發(fā)射探頭發(fā)出信號 輸出回響信號 循環(huán)發(fā)出8個40KHZ脈沖 脈沖寬度為超聲 波往返時間之和
? 3 號 Pin:接外部電路的 Echo 端,當(dāng)測距結(jié)束時括蝠,此管腳會輸出一個高電平鞠抑,電平寬度為超聲波往返時間之和。
? 4 號 Pin:接外部電路的地忌警。

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09.jpg
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實(shí)驗(yàn)開源代碼(Arduino 1.8.19)

/*

【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)(資料代碼+仿真編程+圖形編程)

實(shí)驗(yàn)一百零六:US-026超聲波測距傳感器模塊 代替HC-SR04 工業(yè)級 3V~5.5V

1搁拙、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:US-025/US-026高精度測距例程

2、實(shí)驗(yàn)接腳:

EchoPin = D2

TrigPin = D3

GND = GND

VCC  = 5V

*/



unsigned int EchoPin = 2;

unsigned int TrigPin = 3;

unsigned long Time_Echo_us = 0;

unsigned long Len_mm_X100 = 0;

unsigned long Len_Integer = 0;

unsigned int Len_Fraction = 0;



void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(EchoPin, INPUT);

pinMode(TrigPin, OUTPUT);

}



void loop(){

digitalWrite(TrigPin, HIGH);

delayMicroseconds(50);

digitalWrite(TrigPin, LOW);

Time_Echo_us = pulseIn(EchoPin, HIGH);

if((Time_Echo_us < 60000) && (Time_Echo_us > 1))

{

Len_mm_X100 = (Time_Echo_us*34)/2;

Len_Integer = Len_mm_X100/100;

Len_Fraction = Len_mm_X100%100;

Serial.print("Present Length is: ");

Serial.print(Len_Integer, DEC);

Serial.print(".");

if(Len_Fraction < 10)

Serial.print("0");

Serial.print(Len_Fraction, DEC);

Serial.println("mm");

}

delay(1000);

}


實(shí)驗(yàn)串口返回情況


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實(shí)驗(yàn)開源代碼(Arduino 1.8.19)之二

/*

【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)(資料代碼+仿真編程+圖形編程)

實(shí)驗(yàn)一百零六:US-026超聲波測距傳感器模塊 代替HC-SR04 工業(yè)級 3V~5.5V

1法绵、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之二:US-025/US-026高精度測距例程2

2箕速、實(shí)驗(yàn)接腳:

EchoPin = D2

TrigPin  = D3

GND = GND

VCC  = 5V

*/



unsigned int EchoPin = 2;        // connect Pin 2(Arduino digital io) to Echo at US-025/US-026

unsigned int TrigPin = 3;        // connect Pin 3(Arduino digital io) to Trig at US-025/US-026

unsigned long Time_Echo_us = 0;

unsigned long Len_mm  = 0;



void setup(){  //Initialize

  Serial.begin(9600);                //Serial: output result to Serial monitor

  pinMode(EchoPin, INPUT);              //Set EchoPin as input, to receive measure result from US-025,US-026

  pinMode(TrigPin, OUTPUT);            //Set TrigPin as output, used to send high pusle to trig measurement (>10us)

}



void loop(){

  digitalWrite(TrigPin, HIGH);          //begin to send a high pulse, then US-025/US-026 begin to measure the distance

  delayMicroseconds(20);              //set this high pulse width as 20us (>10us)

  digitalWrite(TrigPin, LOW);          //end this high pulse

  

  Time_Echo_us = pulseIn(EchoPin, HIGH);          //calculate the pulse width at EchoPin,

  if((Time_Echo_us < 60000) && (Time_Echo_us > 1))    //a valid pulse width should be between (1, 60000).

  {

    Len_mm = (Time_Echo_us*34/100)/2;    //calculate the distance by pulse width, Len_mm = (Time_Echo_us * 0.34mm/us) / 2 (mm)

    Serial.print("Present Distance is: ");  //output result to Serial monitor

    Serial.print(Len_mm, DEC);        //output result to Serial monitor

    Serial.println("mm");            //output result to Serial monitor

  }

  delay(1000);                  //take a measurement every second (1000ms)

}

實(shí)驗(yàn)開源代碼(Arduino 1.8.19)之三

/*

【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)(資料代碼+仿真編程+圖形編程)

實(shí)驗(yàn)一百零六:US-026超聲波測距傳感器模塊 代替HC-SR04 工業(yè)級 3V~5.5V

1、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之三:用串口顯示測出的距離值

2朋譬、實(shí)驗(yàn)接腳:

EchoPin = D2

TrigPin  = D3

GND = GND

VCC  = 5V

*/



// 設(shè)定US-026連接的Arduino引腳

const int TrigPin = 3;

const int EchoPin = 2;

float distance;



void setup(){  // 初始化串口通信及連接的引腳

      Serial.begin(9600);

      pinMode(TrigPin, OUTPUT);

  // 要檢測引腳上輸入的脈沖寬度盐茎,需要先設(shè)置為輸入狀態(tài)

      pinMode(EchoPin, INPUT);

  Serial.println("Ultrasonic sensor:");

}



void loop(){

  // 產(chǎn)生一個10us的高脈沖去觸發(fā)TrigPin

      digitalWrite(TrigPin, LOW);

      delayMicroseconds(2);

      digitalWrite(TrigPin, HIGH);

      delayMicroseconds(10);

      digitalWrite(TrigPin, LOW);

  // 檢測脈沖寬度,并計(jì)算出距離

      distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00;

      Serial.print(distance);

      Serial.print("cm");

      Serial.println();

      delay(1000);

}

實(shí)驗(yàn)串口返回情況


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實(shí)驗(yàn)開源圖形編程(Mind+徙赢、編玩邊學(xué))


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實(shí)驗(yàn)串口返回情況


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實(shí)驗(yàn)開源圖形編程(Mind+字柠、編玩邊學(xué))之二


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實(shí)驗(yàn)串口返回情況(距離小于50厘米時LED點(diǎn)亮)


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實(shí)驗(yàn)開源圖形編程(Mind+、編玩邊學(xué))之三


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實(shí)驗(yàn)開源仿真編程(Linkboy V4.63)


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實(shí)驗(yàn)開源仿真編程(Linkboy V4.63)之二


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實(shí)驗(yàn)開源仿真編程(Linkboy V4.63)之三


實(shí)驗(yàn)場景圖


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?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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