【雕爷学编程】Arduino动手做(106)---US026超声波测距

37款传感器与执行器的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手尝试系列实验,不管成功(程序走通)与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。

 

【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)

实验一百零六:US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V

 

 

 

CS100
是苏州顺憬志联推出的一款工业级超声波测距芯片,CS100 内部集成超声波发射电路,超声波接收电路,数字处理电路等,单芯片即可完成超声波测距,测距结果通过脉宽的方式进行输出,通信接口兼容现有超声波模块。CS100 配合使用 40KHZ 的开放式超声波探头,只需要一个 22MR 的下拉电阻和 8M 的晶振,即可实现高性能测距功能。更少的器件使用,可以大幅减少电路板面积,提高可靠性;同时,较少的外围器件使得布线更为简单,在成本敏感的引用场景下,使用单面PCB即可实现超声波测距功能,大幅降低成本。

 

模块采用苏州顺憬志联的高性价比超声波测距芯片 CS100;测距可达 6 米以上,测距精度高;测量一致性好,测距稳定可靠。US-025/US-026 超声波测距模块可实现 2cm~6m 的非接触测距功能,工作电压为 3V-5.5V,工作电流为 5.3mA,支持 GPIO通信模式,工作稳定可靠。US-025 与 US-026 性能相同,尺寸大小相同,原理相同。区别:
⚫ US-025 采用的是双面板,US-026 采用的是单面板;US-025 的 4Pin 排针在正面焊接(探头一侧),
⚫ US-026因是单面板,正面(探头一侧)无焊盘,焊盘在背面(芯片一侧)焊接。

 

 

模块电原理图

测距工作原理
US-025/US-026 测距时序图

 

 

只需要在 Trig 管脚输入一个 10US 以上的高电平,系统便可发出 8 个 40KHZ 的超声波脉冲,然后检测回波信号。当检测到回波信号后,通过 Echo 管脚输出。根据 Echo 管脚输出高电平的持续时间可以计算距离值。即距离值为:(高电平时间*340m/s)/2。

 

超过测量范围时返回值及测量周期
当测量距离超过 US-025/US-026 的测量范围时,仍会通过Echo 管脚输出高电平的信号,高电平的宽度约为 66ms。

 

 

测量周期:当接收到 US-025/US-026 通过 Echo 管脚输出的高电平脉冲后,便可进行下一次测量,所以测量周期取决于测量距离,当距离被测物体很近时,Echo 返回的脉冲宽度较窄,测量周期就很短;当距离被测物体比较远时,Echo 返回的脉冲宽度较宽,测量周期也就相应的变长。最坏情况下,被测物体超出超声波模块的测量范围,此时返回的脉冲宽度最长,约为 66ms,所以最坏情况下的测量周期稍大于 66ms 即可(取 70ms 足够)。

 

接口说明
模块有一个接口:4 Pin 供电及通信接口,US-025 与US-026 接口相同。 4 Pin 接口为 2.54mm 间距的弯排针,如图 所示: 4 Pin 接口从左到右依次编号 1,2,3,4。它们的定义如下:
⚫ 1 号 Pin:接 VCC 电源(直流 3V-5.5V)。
⚫ 2 号 Pin:接外部电路的 Trig 端,向此管脚输入一个
10uS 以上的高电平,可触发模块测距。触发信号 10US高电平 发射探头发出信号 输出回响信号 循环发出8个40KHZ脉冲 脉冲宽度为超声 波往返时间之和
⚫ 3 号 Pin:接外部电路的 Echo 端,当测距结束时,此管脚会输出一个高电平,电平宽度为超声波往返时间之和。
⚫ 4 号 Pin:接外部电路的地。

 

  实验开源代码(Arduino 1.8.19)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
/*
 
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
 
实验一百零六:US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
 
1、实验项目:US-025/US-026高精度测距例程
 
2、实验接脚:
 
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);
 
}

  

 实验开源代码(Arduino 1.8.19)之二

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
/*
 
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
 
实验一百零六:US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
 
1、实验项目之二:US-025/US-026高精度测距例程2
 
2、实验接脚:
 
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)
 
}

  

 实验开源代码(Arduino 1.8.19)之三

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
/*
 
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
 
实验一百零六:US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
 
1、实验项目之三:用串口显示测出的距离值
 
2、实验接脚:
 
EchoPin = D2
 
TrigPin  = D3
 
GND = GND
 
VCC  = 5V
 
*/
 
 
 
// 设定US-026连接的Arduino引脚
 
const int TrigPin = 3;
 
const int EchoPin = 2;
 
float distance;
 
 
 
void setup(){  // 初始化串口通信及连接的引脚
 
      Serial.begin(9600);
 
      pinMode(TrigPin, OUTPUT);
 
  // 要检测引脚上输入的脉冲宽度,需要先设置为输入状态
 
      pinMode(EchoPin, INPUT);
 
  Serial.println("Ultrasonic sensor:");
 
}
 
 
 
void loop(){
 
  // 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin
 
      digitalWrite(TrigPin, LOW);
 
      delayMicroseconds(2);
 
      digitalWrite(TrigPin, HIGH);
 
      delayMicroseconds(10);
 
      digitalWrite(TrigPin, LOW);
 
  // 检测脉冲宽度,并计算出距离
 
      distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00;
 
      Serial.print(distance);
 
      Serial.print("cm");
 
      Serial.println();
 
      delay(1000);
 
}

  实验串口返回情况

 

实验开源图形编程(Mind+、编玩边学)

 

实验串口返回情况

 

 

实验开源图形编程(Mind+、编玩边学)之二

 

 

实验串口返回情况(距离小于50厘米时LED点亮)

 

 

实验开源图形编程(Mind+、编玩边学)之三

 

 

实验开源仿真编程(Linkboy V4.63)

 

实验开源仿真编程(Linkboy V4.63)之二
 
 

 

实验开源仿真编程(Linkboy V4.63)之三
 
 

 

实验场景图

posted @   行者花雕  阅读(679)  评论(0编辑  收藏  举报
相关博文:
阅读排行:
· PowerShell开发游戏 · 打蜜蜂
· 在鹅厂做java开发是什么体验
· 百万级群聊的设计实践
· WPF到Web的无缝过渡:英雄联盟客户端的OpenSilver迁移实战
· 永远不要相信用户的输入:从 SQL 注入攻防看输入验证的重要性
点击右上角即可分享
微信分享提示