Tutorial Pencari Jangkauan Ultrasonik Dengan Arduino & LCD: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Banyak orang telah membuat Instruksi tentang cara menggunakan Arduino Uno dengan Sensor Ultrasonik dan, terkadang, juga dengan layar LCD. Saya selalu menemukan, bagaimanapun, bahwa instruksi lain ini sering melewatkan langkah-langkah yang tidak jelas bagi pemula. Sebagai hasilnya, saya mencoba membuat tutorial yang mencakup setiap detail yang memungkinkan sehingga pemula lainnya dapat, semoga, belajar darinya.

Saya pertama kali menggunakan Arduino UNO tetapi ternyata ukurannya agak besar untuk tujuan tersebut. Saya kemudian memeriksa Arduino Nano. Papan kecil ini menawarkan hampir semua yang dilakukan UNO, tetapi dengan jejak yang jauh lebih kecil. Dengan beberapa manuver, saya membuatnya cocok dengan papan tempat memotong roti yang sama dengan LCD, Sensor Ultrasonik dan berbagai kabel, resistor, dan potensiometer.

Bangunan yang dihasilkan benar-benar berfungsi dan merupakan batu loncatan yang baik untuk membuat pengaturan yang lebih permanen. Saya memutuskan untuk membuat Instruksi pertama saya untuk mendokumentasikan proses ini dan, semoga, membantu orang lain yang ingin melakukan hal yang sama. Jika memungkinkan, saya telah menunjukkan dari mana saya mendapatkan informasi saya dan saya juga telah mencoba memasukkan sebanyak mungkin dokumentasi pendukung ke dalam sketsa agar siapa pun yang membacanya dapat memahami apa yang sedang terjadi.

Langkah 1: Bagian yang Anda Butuhkan

Hanya ada beberapa bagian yang Anda butuhkan dan, untungnya, harganya sangat murah.

1 - Papan tempat memotong roti ukuran penuh (830 pin)

1 - Arduino Nano (dengan pin header terpasang di kedua sisi)

1 - Sensor Ultrasonik HC-SRO4

1 - Layar LCD 16x2 (dengan satu header terpasang). CATATAN: Anda tidak memerlukan versi I2C yang lebih mahal dari modul ini. Kami dapat bekerja secara langsung dengan unit "dasar" 16 pin

Potensiometer 1 - 10 K

1 - Resistor Ballast untuk digunakan dengan lampu latar LED untuk 16x2 (biasanya 100 Ohm- 220 Ohm, saya menemukan resistor 48 Ohm bekerja paling baik untuk saya)

Resistor Pembatas Beban 1 -1K Ohm - untuk digunakan dengan HC-SR04

Kabel papan tempat memotong roti dalam berbagai panjang dan warna.

OPSIONAL - Catu daya papan tempat memotong roti - Modul daya yang terhubung langsung ke papan tempat memotong roti yang memungkinkan Anda menjadi lebih portabel daripada tetap ditambatkan ke PC, atau memberi daya pada sistem melalui Arduino Nano.

1 - PC/Laptop untuk memprogram Arduino Nano Anda - Catatan Anda mungkin juga memerlukan driver CH340 untuk memungkinkan PC Windows Anda terhubung dengan benar ke Arduino Nano. Unduh driver DI SINI

1 - Lingkungan Pengembangan Terpadu Arduino (IDE) - Unduh IDE DI SINI

Langkah 2: Instal IDE Kemudian Driver CH340

Jika Anda belum menginstal driver IDE atau CH340, lanjutkan dengan langkah ini

1) Unduh IDE dari SINI.

2) Instruksi terperinci tentang cara menginstal IDE dapat ditemukan di situs web Arduino DI SINI

3) Unduh driver CH340 Serial dari SINI.

4) Petunjuk rinci tentang cara menginstal driver dapat ditemukan DI SINI.

Lingkungan perangkat lunak Anda sekarang sudah diperbarui

Langkah 3: Penempatan Komponen

Bahkan papan tempat memotong roti berukuran penuh hanya memiliki ruang terbatas di atasnya, dan proyek ini membawanya ke batas.

1) Jika Anda menggunakan catu daya papan tempat memotong roti, pasang terlebih dahulu di pin paling kanan di papan tempat memotong roti Anda

2) Instal Arduino Nano, dengan port USB menghadap ke kanan

3) Pasang layar LCD di "atas" papan tempat memotong roti (Lihat gambar)

4) Pasang HC-SR04 dan Potensiometer. Sisakan ruang untuk kabel dan resistor yang mereka perlukan.

5) Berdasarkan diagram Fritzing, hubungkan semua kabel pada papan tempat memotong roti. Perhatikan penempatan 2 resistor di papan juga. - Saya telah menambahkan file FZZ Fritzing untuk Anda unduh, jika Anda tertarik.

6) Jika Anda TIDAK menggunakan catu daya papan tempat memotong roti, pastikan Anda memiliki jumper yang berjalan dari tanah dan garis +V di "bawah" papan yang berjalan ke garis yang cocok di "atas" untuk memastikan bahwa semuanya diarde dan bertenaga.

Untuk konfigurasi ini saya mencoba untuk menjaga pin dari LCD dan pin pada Arduino secara berurutan untuk membuat segalanya sesederhana mungkin (D7-D4 pada LCD terhubung ke D7-D4 pada Nano). Ini juga memungkinkan saya untuk menggunakan diagram yang sangat bersih untuk menunjukkan pengkabelan.

Sementara banyak situs meminta resistor 220 ohm untuk melindungi lampu latar LCD pada layar 2x20, saya menemukan ini terlalu tinggi dalam kasus saya. Saya mencoba beberapa nilai yang semakin kecil sampai saya menemukan satu yang bekerja dengan baik untuk saya. Dalam hal ini berfungsi untuk resistor 48 ohm (itulah yang muncul seperti pada ohm-meter saya). Anda harus mulai dengan 220 Ohm dan hanya bekerja turun jika LCD tidak cukup terang.

Potensiometer digunakan untuk mengatur kontras pada Layar LCD, jadi Anda mungkin perlu menggunakan obeng kecil untuk memutar soket bagian dalam ke posisi yang paling sesuai untuk Anda.

Langkah 4: Sketsa Arduino

Saya menggunakan beberapa sumber sebagai inspirasi untuk sketsa saya, tetapi semuanya membutuhkan modifikasi yang signifikan. Saya juga telah mencoba untuk sepenuhnya mengomentari kode sehingga jelas mengapa setiap langkah dijalankan seperti itu. Saya percaya jumlah komentar melebihi instruksi pengkodean yang sebenarnya dengan persentase yang adil!!!

Bagian yang paling menarik dari sketsa ini, bagi saya, berkisar pada Sensor Ultrasonik. HC-SR04 sangat murah (kurang dari 1 US atau $ Kanada di Ali Express). Ini juga cukup akurat untuk jenis proyek ini.

Ada 2 "mata" bulat pada sensor tetapi masing-masing memiliki tujuan yang berbeda. Salah satunya adalah pemancar suara yang lain adalah penerima. Ketika pin TRIG diatur ke TINGGI, pulsa dikirim keluar. Pin ECHO akan mengembalikan nilai dalam Milidetik yaitu penundaan total antara saat pulsa dikirim dan saat diterima. Ada beberapa rumus sederhana dalam skrip untuk membantu mengonversi Milidetik menjadi Sentimeter atau Inci. Ingat bahwa waktu kembali perlu dipotong setengah karena pulsa pergi KE objek dan kemudian KEMBALI, menempuh jarak dua kali.

Untuk detail lebih lanjut tentang cara kerja Sensor Ultrasonik, saya sangat merekomendasikan tutorial Dejan Nedelkovski di Howtomechatronics. Dia memiliki video dan diagram luar biasa yang menjelaskan konsepnya jauh lebih baik daripada yang saya bisa!

CATATAN: Kecepatan suara tidak konstan. Ini bervariasi berdasarkan suhu dan tekanan. Ekspansi yang sangat menarik untuk proyek ini akan menambahkan sensor suhu dan tekanan untuk mengimbangi "melayang". Saya telah memberikan beberapa sampel untuk suhu alternatif sebagai titik awal, jika Anda ingin mengambil langkah selanjutnya!

Sumber Internet yang telah menghabiskan banyak waktu untuk meneliti sensor ini menemukan nilai-nilai ini. Saya merekomendasikan saluran You Tube Andreas Spiess untuk berbagai video menarik. Saya menarik nilai-nilai ini dari salah satunya.

// 340 M/detik adalah kecepatan suara pada 15 derajat C. (0,034 CM/Detik)// 331,5 M/detik adalah kecepatan suara pada 0 derajat C (0,0331,5 CM/Detik)

// 343 M/Detik adalah kecepatan suara pada 20 derajat C (0,0343 CM/Detik)

// 346 M/Detik adalah kecepatan suara pada 25 derajat C (0,0346 CM/Detik)

Tampilan LCD sedikit menantang, hanya karena membutuhkan banyak pin (6!) untuk mengontrolnya. Keuntungannya adalah bahwa versi dasar LCD ini juga sangat murah. Saya dapat dengan mudah menemukannya di Aliexpress dengan harga kurang dari $2 Kanada.

Untungnya, begitu Anda terhubung, mengendalikannya sangat mudah. Anda menghapusnya, lalu mengatur di mana Anda ingin menampilkan teks Anda kemudian mengeluarkan serangkaian perintah LCD. PRINT untuk mendorong teks dan angka ke layar. Saya menemukan tutorial yang bagus tentang ini dari Vasco Ferraz di vascoferraz.com. Saya mengubah tata letak pinnya agar lebih jelas bagi pemula (Seperti saya sendiri!).

Langkah 5: Kesimpulan

Saya tidak berpura-pura menjadi insinyur listrik atau Coder profesional. (Saya awalnya belajar bagaimana melakukan pemrograman pada tahun 1970-an!). Karena itu, saya menemukan seluruh ruang Arduino sangat membebaskan. Saya, dengan hanya pengetahuan dasar, dapat memulai dengan eksperimen yang berarti. Menciptakan hal-hal yang benar-benar berfungsi dan menunjukkan utilitas dunia nyata yang cukup sehingga bahkan istri saya mengatakan "Keren!".

Seperti yang kita semua lakukan, saya menggunakan sumber daya yang tersedia untuk saya dari internet untuk belajar bagaimana melakukan sesuatu, kemudian saya menghubungkannya bersama-sama, semoga, membuat sesuatu yang bermanfaat. Saya telah melakukan yang terbaik untuk menghargai sumber-sumber ini dalam ible ini dan dalam sketsa saya.

Sepanjang jalan, saya percaya bahwa saya dapat membantu orang lain, yang juga memulai perjalanan belajar mereka. Saya harap Anda menganggap ini sebagai Instruksi yang berguna dan saya menyambut setiap komentar atau pertanyaan yang mungkin Anda miliki.