اندازه گیری فاصله با رزبری پای (پروژه فاصله سنج)

سلام. اندازه گیری فاصله با رزبری پای و التراسونیک (پروژه فاصله سنج Raspberry pi) را آماده کردیم.

آموزش ساخت فاصله سنج با رزبری پای

در این پروژه رزبری پای میخواهیم ماژول سنسور التراسونیک را به Raspberry pi متصل کنیم تا یک فاصله سنج راه اندازی کنیم. ما قبلا از سنسور التراسونیک با رزبری پای استفاده کرده بودیم و یک ربات عدم برخورد با مانع ساخته بودیم.

فیلم زیر به شما در درک نحوه کار این پروژه کمک میکند.

توضیحات سنسور التراسونیک HC-SR04

ما باید یه اطلاعات کلی نسبت به سنسور التراسونیک داشته باشیم. ما میدانیم که ارتعاش صدا نمیتواند از طریق جامدات نفوذ کند. بنابراین وقتی یک منبع صدا باعث ایجاد ارتعاش شود ، آن ارتعاش از طریق هوا با سرعت 220 متر در هر ثانیه حرکت میکند. همانطور که گفتیم این ارتعاش ها نمیتوانند از طریق جامدات نفوذ کنند ، یعنی وقتی به یک سطح مثل دیوار برخورد کنند ، با همان سرعت برمیگردند به سمت سنسور ، این تکنیک اکو (ECHO) نامگذاری شده است.

سنسور التراسونیک HC-SR04 یک سیگنال خروجی متناسب با فاصله بر اساس اکو فراهم می کند. سنسور در اینجا یک لرزش صدا را در محدوده سنسور ایجاد می کند، و بعد از فرستادن یک ارتعاش ، برای بازگشت صدا منتظر می ماند.

فرستنده یک موج التراسونیک را در فرکانس 40 هرتز ساطع می کند ، این موج از طریق هوا عبور می کند و هنگامی که یک جسم را حس می کند باز میگردد. امواج برگشتی توسط گیرنده مشاهده می شود. اکنون می دانیم زمان لازم برای بازتاب و بازگشت این موج گرفته شده است و سرعت موج التراسونیک 3400 سانتی متر در ثانیه است. با استفاده از این اطلاعات و فرمول زیر میتوان فاصله را حساب کرد [ فاصله = سرعت موج * زمان ]

شماتیک اندازه گیری فاصله با رزبری پای

شماتیک مدار پروژه فاصله سنج با رزبری پای در تصویر زیر آورده شده است.

در این مدار از ارتباط 8bit (D0-D7) برای اتصال LCD با Raspberry Pi استفاده کردیم، اما این اجباری نیست، می توان از ارتباطات 4 بیتی (D4-D7) نیز استفاده کرد، اما با برنامه ارتباط 4 بیتی برنامه برای مبتدیان کمی سخت میشود. بنابراین در اینجا ما از همان ارتباط 8 بیتی استفاده میکنیم. در اینجا ما 10 پین LCD را به Raspberry Pi متصل کرده ایم که در آن 8 پین دارای داده و 2 پین کنترل هستند.

اتصالات بین Raspberry Pi و LCD در جدول زیر آمده است :

پین اکو سنسور التراسونیک پالس خروجی +5 ولت را فراهم می کند که به طور مستقیم به Raspberry Pi قابل اتصال نیست. بنابراین ما با استفاده از مدار تقسیم کننده ولتاژ (ساخته شده با استفاده از R1 و R2 ، ولتاژ 5 را به 3.3 تبدیل میکنیم.

قطعات مورد نیاز

در اینجا ما از Raspberry Pi 2 Model B با سیستم عامل Raspbian Jessie استفاده می کنیم.

1. سنسور التراسونیک HC-SR04
2. مقاومت 1 کیلو اهم – سه عدد
3. خازن 1000uF
4. ال سی دی کاراکتری 16*2

نحوه محاسبه فاصله با Raspberry pi

کار این پروژه در زیر توضیح داده شده است.

1. با فعال سازی پین تریگر، برای 10us سنسور فعال میشود.
2. موج صدا ارسال میشود و هنگام بازگشت موج، ماژول خروجی را در پین Echo فعال میکند.
3. فاصله زمانی بین ارسال و دریافت موج ذخیره میشود و با استفاده از فرمولی که توضیح داده شد، فاصله حساب میشود.
4. فاصله در ال سی دی کاراکتری نمایش داده میشود.

بنابراین ما باید یک برنامه را با پایتون بنویسیم که اعمال زیر را انجام دهد :

1. پین تریگر را فعال کند
2. زمان شروع و توقف پالس را را ذخیره کند.
3. با استفاده از فاصله زمانی، فاصله مکانی را محاسبه کند.
4. نتیجه را روی ال سی دی کاراکتری نمایش دهد.

برای دانلود فایل ها باید حساب کاربری داشته باشید ثبت نام / ورود