การตรวจจับระยะทางด้วย Micro:bit และ Sonar (โมดูล HC-SR04): 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

สัปดาห์นี้ฉันได้ใช้เวลาเล่นกับ BBC micro:bit ที่ยอดเยี่ยมและเซ็นเซอร์โซนิค ฉันได้ลองใช้โมดูลต่างๆ มาสองสามโมดูลแล้ว (รวมแล้วมากกว่า 50 รายการ) และคิดว่ามันน่าจะดี ดังนั้นโปรดแชร์ผลลัพธ์บางส่วนของฉัน

โมดูลที่ดีที่สุดที่ฉันพบคือโมดูล Sparkfun HC-SR04 ฉันเลือกของฉันจาก Kitronik ในสหราชอาณาจักรและในสหรัฐอเมริกาแน่นอนว่ามีให้จากสถานที่เช่น Adafruit (ล้อเล่น Sparkfun นี่คือลิงค์ของคุณ). เหตุผลข้อนี้ดีที่สุด เพราะดูเหมือนว่าจะใช้งานได้ประมาณ 95% ของเวลาบน 3V ที่จัดหาโดย BBC micro:bit ซึ่งอาจล้มลงได้เมื่อคุณมีเซ็นเซอร์และเอาต์พุตอื่นๆ ที่ทำงานอยู่ในการตั้งค่าของคุณ อย่างไรก็ตามเมื่อใช้จอแสดงผล LED ออนบอร์ดบน micro:bit คุณอาจจะไม่เป็นไร

ในขณะที่ฉันแค่กำลังซ่อมแซม แทนที่จะฝังโซนิคในโครงการ ฉันใช้กระดานฝ่าวงล้อมและเขียงหั่นขนมที่รวมอยู่ในชุดเริ่มต้น micro:bit ที่ฉันหยิบขึ้นมาจาก Kitronik ในสหราชอาณาจักร

ขั้นตอนที่ 1: การตั้งค่าฮาร์ดแวร์

การตั้งค่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกนั้นค่อนข้างง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเซ็นเซอร์ Sparkfun เนื่องจากทำงานบน 3V ได้ มันมีสี่พินเท่านั้น จากซ้ายไปขวา ได้แก่ VCC, Trig, Echo และ GND VCC และ GND มีไว้สำหรับจ่ายไฟ และ Trig, Echo และ GND ใช้สำหรับสัญญาณของคุณ ฉันรวม GND ไว้ในชุดสัญญาณเนื่องจากจำเป็นสำหรับเส้นฐาน ข้อผิดพลาดทั่วไปอย่างหนึ่งของฉันเกี่ยวกับเซ็นเซอร์และสิ่งต่างๆ เช่น ไฟ LED อัจฉริยะ ไม่ได้เชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดเข้ากับกราวด์ทั่วไป ฉันได้รวมรูปภาพและแผนผังของการตั้งค่าของฉัน

พินที่ง่ายที่สุดที่จะใช้บน micro:bit คือ 0, 1 และ 2 ดังนั้นฉันจึงใช้ 0 สำหรับ Trig และ 1 สำหรับ Echo

หากคุณพบว่าคุณไม่ได้รับการอ่านค่าจาก HC-SR04 ของคุณ อาจเป็นเพราะว่าอุปกรณ์ได้รับพลังงานไม่เพียงพอ หากเป็นกรณีนี้ คุณสามารถเพิ่มกำลังให้กับโมดูลดังที่แสดงในภาพที่สอง การใช้แบตเตอรี่ AA 3 ก้อนให้ 4.5V ซึ่งน่าจะเพียงพอ เบ็ดขึ้นตามที่แสดงไว้ที่นี่ด้วยพื้นดินทั่วไปนั้น อย่าเสียบ 4.5V เข้ากับ Micro:bit ของคุณ เพราะมันอาจจะฆ่ามันได้!

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่าซอฟต์แวร์

micro:bit ถูกตั้งโปรแกรมไว้ในเบราว์เซอร์ คุณสามารถไปที่ https://makecode.microbit.org/ เพื่อเริ่มตั้งโปรแกรมโซนิคเซนเซอร์ของคุณ ขั้นแรก คุณจะต้องเพิ่มแพ็คเกจใหม่ให้กับชุดมาตรฐาน ฉันเคยใช้แพ็คเกจที่เรียกว่าโซนาร์

เพิ่มแพ็คเกจ Sonar ลงในบล็อกของคุณและตั้งค่ารหัสตามที่แสดงในภาพที่สี่

เราใช้คำสั่ง bargraph เพื่อแสดงข้อมูลเซ็นเซอร์ (ตัวแปรที่เรียกว่า item) ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกราฟแท่งสามารถดูได้ที่นี่: https://makecode.microbit.org/reference/led/plot-… แม้ว่าผมต้องดูโค้ดบน GitHub อย่างน่าอัศจรรย์ เพื่อค้นหาว่าการปล่อยให้ค่าต่ำสุดเป็น 0 อนุญาตให้ทำได้ ปรับอัตโนมัติ. คุณสามารถเปลี่ยนค่านี้เพื่อกำหนดจุดสูงสุดที่คุณต้องการวัดได้ มันจะให้ข้อมูลเป็นจำนวนเต็ม (จำนวนเต็ม) และในหน่วยที่คุณเลือก ฉันเชื่อว่าโซนาร์บล็อคกำลังคำนวณการแปลงสำหรับเรา ฉันพบว่าเมื่อเปลี่ยนไปพิมพ์ข้อมูลเซ็นเซอร์ไปที่หน้าจอ (ดังแสดงในภาพที่ห้า) ฉันสัมผัสได้ถึงระยะทางที่ต้องการวัดและเขียนโค้ด หากคุณกำลังติดตาม คุณจะสังเกตเห็นว่ามีค่าเป็นศูนย์จำนวนมาก ซึ่งทำให้กราฟแท่งหรือผลลัพธ์อื่นๆ กะพริบ ฉันคิดว่ามันง่ายที่สุดที่จะกรองสิ่งเหล่านี้ด้วยคำสั่ง if (พบได้ในตรรกะ) นี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดที่ฉันพบว่าทำงานโดยใช้ไฟ LED เช่น NeoPixels ตัวอย่างนี้แสดงในภาพที่หกที่นี่

ขั้นตอนที่ 3: เพิ่มไฟ LED ค้นหาโครงการ

เป็นเรื่องดีที่มีเอาต์พุต LED บนบอร์ดโดยตรง แต่เพื่อให้เซ็นเซอร์รู้สึกมีประโยชน์มากขึ้น ฉันจึงใช้ไฟ LED ภายนอกสองสามรุ่น รูปภาพและรหัสบางส่วนอยู่ด้านล่าง สำหรับสิ่งเหล่านี้ ฉันต้องการพินเพิ่มเติม ดังนั้นบอร์ดฝ่าวงล้อมตัวเชื่อมต่อ Kitronik Edge จึงมีประโยชน์มาก!

การตั้งค่ากระดานเหมือนภาพแรก ฉันตัดสินใจสร้างระบบสัญญาณไฟจราจรสำหรับเวลาที่สิ่งต่างๆ เข้ามาใกล้เกินไป ไฟ LED สีเขียวนั้นดี สีเหลืองอำพันสำหรับการได้ใกล้ชิดกับเพื่อนสนิท และตอนนี้สีแดงก็อยู่ใกล้เกินไป แล้วคุณล่ะถอยออกไป ฉันสงสัยว่านี่อาจเป็นประโยชน์สำหรับการวิ่งบนจักรยานอย่างใกล้ชิดหรือไม่ การเชื่อมโยงกับจอแสดงผลที่ด้านหน้าของจักรยานยนต์จะให้ผลตอบรับที่ดีกับผู้ขับขี่ว่าบัตรผ่านหรือไม่ ระยะทางคงเปลี่ยนไปในตัวอย่างในชีวิตจริง คนปั่นจักรยาน 12 นิ้วผ่าน ไม่เป็นไร!!