Qu’est-ce que c’est et comment pouvons-nous utiliser un capteur à ultrasons sur Arduino? Guide étape par étape

Si vous aimez l’ électronique et la programmation, vous avez probablement déjà travaillé avec la plateforme Arduino , actuellement utilisée pour mener à bien un grand nombre de projets électroniques intéressants et réels . C’est le nombre de ces projets qui ont besoin d’un capteur à ultrasons , qui permet de déterminer la distance du capteur avec un objet placé devant et qui est actuellement largement utilisé dans le GPS automobile .

Ce type de capteur permettra aux utilisateurs de savoir s’ils ont un obstacle devant eux même s’ils ne peuvent pas voir autour d’eux . Par conséquent, ce composant aide la carte Arduino à mesurer les distances et à s’assurer que les différents mécanismes créés ont la capacité d’ éviter toutes sortes d’obstacles . Il est également important de mentionner que cet appareil a une plage de mesure comprise entre 3 cm et 3 m avec une précision de 3 mm.

Comme vous pouvez le voir, il est devenu l’un des compléments les plus utiles et les plus importants pour cette plate-forme lors de la création de projets liés à l’arrêt des objets en mouvement. C’est pourquoi nous allons ici vous expliquer un peu plus en quoi consiste ce capteur et comment il peut commencer à être utilisé, pour cela, suivez en détail tout ce que nous vous apprendrons ci-dessous.

Qu’est-ce qu’un capteur à ultrasons et à quoi sert-il lorsque vous travaillez avec Arduino?

Les capteurs à ultrasons avec Arduino vous permettront de mesurer la distance par ultrasons, c’est pourquoi il est maintenant devenu très courant de les trouver dans les nouvelles voitures , car beaucoup d’entre eux les ont intégrés dans le GPS, permettant aux utilisateurs de savoir quels obstacles sont devant vous au cas où vous ne pourriez pas voir autour de vous.

De la même manière, on peut dire qu’un capteur à ultrasons est un appareil qui permet de mesurer des distances. L’opération repose principalement sur l’envoi d’une impulsion haute fréquence , non audible par l’être humain. Cette impulsion rebondit sur les objets proches et finit par être réfléchie sur le capteur , qui dispose d’un microphone adapté à cette fréquence.

En étant capable de mesurer le temps entre les impulsions et en connaissant la vitesse du son , la distance de l’objet contre la surface duquel l’impulsion ultrasonore a été impactée peut être estimée . De cette manière, le capteur aura la capacité d’indiquer la proximité de l’impact contre n’importe quel objet, permettant à l’utilisateur de l’éviter.

Il faut garder à l’esprit que ces capteurs sont pour la plupart bon marché et surtout qu’ils sont très faciles à utiliser. Quant à la plage de mesure de ces capteurs, elle passe de 3 cm à 3 m en pratique , mais on considère que la plage de mesure réelle est beaucoup plus limitée et va de 20 cm à 2 mètres.

Ces composants sont des capteurs de faible précision où l’orientation de la surface à mesurer peut provoquer la réflexion de l’onde, faussant ladite mesure. En raison de cela et d’autres facteurs, ils ne sont pas considérés comme très appropriés dans les environnements avec de nombreux objets, car ils peuvent provoquer des rebonds sonores sur les surfaces pour générer des échos et de fausses mesures . Par conséquent, on peut dire qu’ils ne sont pas très adaptés à une utilisation en extérieur.

Bien qu’ils n’offrent pas une précision exacte de la distance des objets , les capteurs à ultrasons sont actuellement largement utilisés pour de nombreux types de projets de robotique , où il est déjà courant de monter un ou plusieurs capteurs . Dans le cas où une pression plus élevée est requise dans la mesure de la distance, il est alors préférable qu’ils soient accompagnés de télémètres équipés de capteurs optiques et infrarouges .

Comment fonctionne un capteur à ultrasons?

Comme cela a été mentionné, ledit capteur est principalement basé sur la mesure du temps entre l’émission et la réception d’une impulsion sonore . Par conséquent, les ondes ultrasonores sont envoyées par la gâchette, elle rebondit sur l’ objet et le récepteur ou l’écho détecte l’onde . En fonction du temps qu’il a fallu à la vague pour voyager, la distance qui existe par rapport à l’objet peut être déterminée.

La vitesse du son dans des conditions de température de 20 ° C et 50% d’humidité et de pression atmosphérique au niveau de la mer est de 343 m / s. la transformation de ces unités entraîne les résultats suivants:

Cela signifie que le son mettra 29,2 microsecondes à parcourir un centimètre , cela permet d’obtenir la distance à partir du temps entre l’émission et la réception de l’impulsion.

Pour cela, il est nécessaire d’utiliser l’équation suivante:

Ici, le temps doit être divisé en deux car lors de la mesure du temps que met l’impulsion à aller et venir , la distance parcourue par l’impulsion est le double de la distance à mesurer.

Pour tout cela, le schéma électrique suivant doit être appliqué:

D’autre part, l’assemblage est une maquette qui ressemblerait à ceci:

Apprenez étape par étape comment connecter un capteur à ultrasons à votre carte Arduino à partir de zéro

Si vous souhaitez commencer à utiliser le capteur à ultrasons sur votre carte Arduino , nous vous expliquerons ici comment effectuer cette procédure de manière simple et rapide. Gardez à l’esprit que pour cela, vous n’avez besoin que d’une carte Arduino, cela peut être n’importe quel modèle de carte car la procédure sera la même pour tous. Dans ce cas, nous travaillerons avec une carte Arduino UNO R3 .

Pour ce faire, suivez simplement chacune des étapes que nous indiquerons ci-dessous:

• La première chose sera d’insérer le capteur à ultrasons dans une maquette et avec les câbles vous devez effectuer les connexions suivantes: «Déclenchement du capteur sur la broche 2 de l’Arduino» et «Echo du capteur sur la broche 3 de l’Arduino».

• Si vous le souhaitez, vous pouvez également connecter le module directement à l’Arduino sans utiliser la maquette.

• Gardez à l’esprit que toutes ces connexions doivent toujours être effectuées avec l’Arduino éteint , il est donc recommandé de le déconnecter du PC ou de toute autre source externe.
• Plus tard, vous devez ouvrir l’environnement de programmation Arduino , pour eux, vous devez aller dans les options «Outil» puis dans «Carte», une fois là, vous devez sélectionner le modèle de la carte Arduino qui est utilisée. Dans ce cas, l’option «Arduino Uno» sera choisie .

• Lorsque l’EDI est déjà configuré, alors vous devriez commencer à programmer notre sketch , afin que vous puissiez mieux comprendre tout cela, ici nous allons expliquer tout le code étape par étape.

La première chose à faire sera de configurer les broches et la communication série à 9800 bauds:

const int Trigger = 2; // Broche numérique 2 pour le déclenchement du capteur

const int Echo = 3; // Broche numérique 3 pour l'écho du capteur

void setup () {

Serial.begin (9600); // nous commençons la communication

pinMode (déclencheur, sortie); // broche en sortie

pinMode (Echo, INPUT); // broche comme entrée

digitalWrite (Trigger, LOW); // On initialise la broche avec 0

Maintenant, à partir de la boucle vide, vous devez commencer par envoyer une impulsion 10us au déclencheur du capteur:

digitalWrite (Trigger, HIGH);

delayMicrosecondes (10); // Nous envoyons une impulsion de 10us

digitalWrite (Trigger, LOW);

• Par la suite, l’impulsion de réponse du capteur sera reçue via la broche Echo pour mesurer l’impulsion que nous utilisons la fonction pulseln:

t = pulseIn (Echo, HIGH); // on obtient la largeur de l'impulsion

Dans le cas de la variable t, vous aurez le temps qu’il faut pour que l’écho ultrasonore arrive , maintenant l’étape suivante consiste à calculer la distance entre le capteur ultrasonique et l’objet.

Pour cela, la formule suivante doit être utilisée:

• La variable «Speed» est la vitesse du son 340 m / s, mais dans ce cas les unités utilisées doivent être cm / us car il fonctionnera en centimètres et en microsecondes. Le «temps» est le temps qu’il faudra à l’échographie pour atteindre l’objet et revenir au capteur. Et enfin la variable de «Distance parcourue» est le double de la distance à l’objet, le remplacement de toutes ces données dans la formule obtiendra ce qui suit:

• Enfin, la valeur de distance doit être envoyée en série et on termine par placer une pause de 100ms , ce qui est supérieur aux 60ms préconisés par les données techniques du capteur.

Ici vous pouvez voir le code complet du programme:

Const déclencheur int = 2; // broche numérique 2 pour le déclenchement du capteur

Const int Echo = 3; // broche numérique 3 pour l'écho du capteur


Void setup () {

Seria.begin (9600); // Nous initialisons la communication

pinMode (déclencheur, SORTIE); // broche en sortie

pinMode (Echo, IMPUT); // broche comme entrée

écriture numérique (Trigger, LOW); // On initialise la broche avec 0

}


Boucle vide ()

{


Long t; // temps nécessaire à l'arrivée de l'écho

Long d; // distance en centimètres


Digitalwrite (Trigger, HIGH);

delayMicrosecondes (10); // nous envoyons une impulsion de 10us

écriture numérique (Trigger, LOW);


t = pulseIn (Echo, HIGH); // on obtient la largeur de l'impulsion

d = T / 59: // nous mettons le temps à l'échelle d'une distance en cm


Serial.print 'distance:');

Serial.print (d); // nous envoyons la valeur de distance en série

Serial.print ('cm');

Serial.print ();

Retard (100); // on fait une pause de 100 ms

}

Découvrez comment programmer rapidement et facilement un capteur à ultrasons connecté à une carte Arduino

Sachant comment connecter un capteur à ultrasons à votre carte Arduino, voici comment le programmer.

Pour ce faire, il vous suffit de suivre les étapes que nous allons vous indiquer ci-dessous:

• La première chose à faire est de connecter l’Arduino UNO , puis de charger le programme.
• Après cela, l’Arduino et le capteur devraient déjà fonctionner.Pour afficher les données, vous devez accéder à l’outil et y ouvrir le moniteur série.

• À l’intérieur du moniteur série, vous trouverez toutes les valeurs de la distance obtenues par le HC-SR04 ou le capteur à ultrasons . Vous devez maintenant placer un objet devant et faire varier sa distance par rapport au capteur et vérifier la distance qui sera affichée sur le moniteur pour savoir si elle est correcte ou non.

Meilleurs projets Arduino avec des capteurs à ultrasons que vous pouvez bricoler

Sans aucun doute, les capteurs à ultrasons vous permettront de créer des projets vraiment étonnants. De plus, ce volet permet la création d’une grande variété de projets qui sont très utiles au profit des êtres humains de différentes manières. C’est ainsi que nous allons expliquer ici quels sont les meilleurs projets Arduino avec des capteurs à ultrasons que vous pouvez créer vous-même depuis chez vous.

Pour ce faire, suivez tout ce que nous vous expliquerons ci-dessous:

Bâton de marche pour les aveugles

Ce projet a été conçu pour toutes les personnes qui souhaitent aider d’autres personnes ayant une déficience visuelle . C’est très simple à faire, vous n’aurez donc pas besoin d’être un expert dans le domaine pour cela. Grâce à ce capteur à ultrasons, il a été possible de concevoir une canne pour les aveugles pour identifier les objets qui se trouvent à proximité et qui peuvent obstruer le chemin de la personne malvoyante . Idéal pour que les aveugles puissent marcher dans la rue sans trop de danger.

Poubelle intelligente

Il est devenu l’un des projets les plus pratiques et les plus utilisés , il peut être créé soit pour le plaisir, soit pour acquérir plus d’expérience car il ne nécessite pas beaucoup d’investissement financier, ce qui facilite tout cela. Par conséquent, cette poubelle intelligente consiste à activer un capteur pour qu’il s’ouvre de lui-même lorsque vous êtes à proximité, vous n’aurez donc pas à faire d’effort pour soulever le couvercle.

De plus, cela vous évitera d’avoir à toucher la poubelle, ce qui est désagréable pour beaucoup. Ce type de projet fonctionne avec les petites et les grandes poubelles , gardez simplement à l’esprit que plus le conteneur est grand, plus le projet électronique sera complexe.

Voiture qui se gare

Comme nous l’avons mentionné précédemment dans l’article, ces capteurs à ultrasons sont principalement utilisés dans les voitures, car ils s’y adaptent parfaitement pour effectuer diverses fonctions. Dans ce cas, c’est un projet de voiture qui lui permet de se garer, ce qui indique que la voiture sera contrôlée par la carte Arduino.

C’est un projet qui à première vue peut sembler très compliqué, mais il a vraiment besoin de beaucoup de logique.