अल्ट्रासोनिक सेंसर और आर्डिनो का उपयोग करके दूरी माप

अल्ट्रासोनिक सेंसर दूरी को मापने और भौतिक दुनिया के साथ किसी भी वास्तविक संपर्क के बिना वस्तुओं का पता लगाने के लिए महान उपकरण हैं। इसका उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि तरल स्तर को मापने के लिए, स्व-पार्किंग या टकराव-रोधी प्रणालियों में सहायता के लिए ऑटोमोबाइल में निकटता और यहां तक ​​कि अधिक लोकप्रिय तरीके से जाँच करना। पहले हमने कई अल्ट्रासोनिक सेंसर परियोजनाओं का निर्माण भी किया है जैसे जल स्तर का पता लगाना, अल्ट्रासोनिक रडार आदि। यह छोटी दूरी को सटीक रूप से मापने का एक प्रभावी तरीका है। इस परियोजना में, हमने Arduino के साथ HC-SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग किया है सेंसर से एक बाधा की दूरी निर्धारित करने के लिए। अल्ट्रासोनिक दूरी माप का मूल सिद्धांत ईसीएचओ पर आधारित है। जब ध्वनि तरंगें पर्यावरण में संचारित होती हैं तो तरंगें बाधा पर प्रहार करने के बाद ECHO के रूप में वापस मूल में लौटती हैं। इसलिए हमें केवल दोनों ध्वनियों के यात्रा समय की गणना करने की आवश्यकता है, जिसका मतलब है कि बाहर जाने का समय और बाधा पर प्रहार करने के बाद वापस लौटने का समय। जैसा कि ध्वनि की गति हमें ज्ञात है, कुछ गणना के बाद हम दूरी की गणना कर सकते हैं। हम इस Arduino दूरी माप परियोजना के लिए इसी तकनीक का उपयोग करने जा रहे हैं, तो चलिए शुरू करते हैं।

उपयोग किए गए घटक

1. Arduino Uno या Pro Mini
2. अल्ट्रासोनिक सेंसर मॉड्यूल
3. 16x2 एलसीडी
4. स्केल
5. ब्रेड बोर्ड
6. 9 वोल्ट की बैटरी
7. तारों को जोड़ना

अल्ट्रासोनिक सेंसर मॉड्यूल

कई प्रकार के Arduino दूरी सेंसर हैं, लेकिन इस परियोजना में हमने 3 मिमी की सटीकता के साथ 2cm-400cm की सीमा में दूरी को मापने के लिए HC-SR04 का उपयोग किया है। सेंसर मॉड्यूल में एक अल्ट्रासोनिक ट्रांसमीटर, रिसीवर और नियंत्रण सर्किट शामिल हैं। अल्ट्रासोनिक सेंसर का कार्य सिद्धांत निम्नानुसार है:

1. ट्रिगर के उपयोग से 10us के लिए उच्च स्तर का संकेत भेजा जाता है।
2. मॉड्यूल स्वचालित रूप से आठ 40 KHz सिग्नल भेजता है, और फिर पता लगाता है कि पल्स प्राप्त हुआ है या नहीं।
3. यदि संकेत प्राप्त होता है, तो यह उच्च स्तर के माध्यम से है। उच्च अवधि का समय सिग्नल भेजने और प्राप्त करने के बीच का समय अंतराल है।

दूरी = (वायु में ध्वनि का समय x गति (340 मीटर / सेकंड)) / 2

समय आरेख

मॉड्यूल ध्वनि की ईसीएचओ की प्राकृतिक घटना पर काम करता है। मॉड्यूल को ट्रिगर करने के लिए लगभग 10us के लिए एक पल्स भेजा जाता है। जिसके बाद मॉड्यूल स्वचालित रूप से 40 KHz अल्ट्रासाउंड सिग्नल के 8 चक्र भेजता है और इसकी गूंज की जांच करता है। एक बाधा के साथ हड़ताली के बाद संकेत वापस लौटता है और रिसीवर द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। इस प्रकार सेंसर से बाधा की दूरी की गणना केवल दिए गए सूत्र द्वारा की जाती है

दूरी = (समय x गति) / 2।

यहां हमने गति और समय के उत्पाद को 2 से विभाजित किया है क्योंकि समय वह समय है जब बाधा पहुंचने और वापस लौटने में कुल समय लगा है। इस प्रकार बाधा पहुंचने का समय कुल लगने वाले समय का आधा है।

अल्ट्रासोनिक सेंसर Arduino सर्किट आरेख और स्पष्टीकरण

दूरी को मापने के लिए आर्डिनो और अल्ट्रासोनिक सेंसर के लिए सर्किट आरेख ऊपर दिखाया गया है। सर्किट कनेक्शन में अल्ट्रासोनिक सेंसर मॉड्यूल के "ट्रिगर" और "इको" पिन सीधे arduino के 18 (A4) और 19 (A5) से जुड़े होते हैं। 4x बिट मोड में एक 16x2 एलसीडी आर्डिनो के साथ जुड़ा हुआ है। कंट्रोल पिन RS, RW और En सीधे Arduino Pin 2, GND और 3. से जुड़े होते हैं और डेटा पिन D4-D7, Arduino के 4, 5, 6 और 7 से जुड़ा होता है।

सबसे पहले हमें Arduino का उपयोग करके संकेत संचारित करने के लिए अल्ट्रासोनिक सेंसर मॉड्यूल को ट्रिगर करना होगा और फिर ECHO प्राप्त करने की प्रतीक्षा करनी होगी। Arduino ट्रिगर और प्राप्त ECHO के बीच के समय को पढ़ता है। हम जानते हैं कि ध्वनि की गति लगभग 340 मी / से है। इसलिए हम दिए गए सूत्र का उपयोग करके दूरी की गणना कर सकते हैं:

दूरी = (यात्रा समय / 2) * ध्वनि की गति

जहां ध्वनि की गति लगभग 340 मीटर प्रति सेकंड है।

दूरी प्रदर्शित करने के लिए 16x2 एलसीडी का उपयोग किया जाता है।

इस ट्यूटोरियल में डिस्टेंस मेजरमेंट प्रोजेक्ट के काम के बारे में अधिक जानें: अल्ट्रासोनिक सेंसर और AVR माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके डिस्टेंस माप।

दूरी माप के लिए Arduino अल्ट्रासोनिक सेंसर कोड

इस अल्ट्रासोनिक दूरी माप परियोजना के लिए पूरा कोड इस पृष्ठ के नीचे दिया गया है। कोड में हम पल्स इन (पिन) का उपयोग करके समय पढ़ते हैं। और फिर उचित कार्यों का उपयोग करके गणना और प्रदर्शन 16x2 एलसीडी पर प्रदर्शित करें।