آموزش شیلد مولتی فانکشن آردوینو ساخت فاصله سنج فراصوت با SRF05

وجود یک شیلد با ورودی و خروجی پرکاربرد از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. شیلد مولتی فانکشن آردوینو دارای ورودی و خروجی های متفاوتی است. نمایشگر سون سگمنت ۴ دیجیت بر روی شیلد، رابط سنسورهای دما، بیزر، ۴ کلید و … از جمله رابط‌های شیلد مولتی فانکشن آردوینو است. سه پورت دیجیتال و یک پورت آنالوگ به همراه ۴ پورت GND , VCC بر روی شیلد جهت سهولت برای استفاده طراحی شده است. در این آموزش با استفاده از ماژول SRF یک فاصله سنج فراصوتی دیجیتال به همراه نمایش عدد طراحی خواهیم کرد. در ادامه آموزش ساخت فاصله سنج srf05 با مرجع آردوینو به زبان فارسی ، دیجی اسپارک همراه باشید.

ماژول فاصله سنج SRF

ماژول آلتراسونیک فاصله سنج، اجسامی در مسیر سنسور را تشخیص و فاصله آن‌ها را محاسبه می‌کند. ولتاژ کاری سنسور تشخیص فاصله ۴٫۵ تا ۵٫۵ ولت DC است. فرکانس کاری سنسور  فاصله سنج ۴۰ کیلوهرتز می‌باشد. سنسور SRF05 دارای ۵ پایه به ترتیب VCC, Trig, Echo, Out, GND است. حداقل فاصله قابل تشخیص در مدل‌هایی با کیفیت مرغوب ۲٫۵ سانتی متر تا ۴٫۵ متر می‌باشد. پایه تریگر Trigger و اکو Echo در خروجی پالس دیجیتال ۱۰uS ایجاد می‌کنند. خروجی پایه اکو Echo بین ۰ تا VCC می‌باشد. رزولوشن اندازه گیری سنسور SRF در حدود ۰٫۳ سانتی متر است و زاویه اندازه گیری تا ۱۵ درجه است. جریان کاری سنسور SRF از ۱۰ تا ۴۰ میلی آمپر خواهد بود. پالس ۱۰uS به پایه تریگر Trigger ارسال شده و سپس سنسور به صورت اتوماتیک در خروجی فرکانس ۴۰ کیلوهرتز ارسال خواهد کرد. توسط پایه Echo مانیتورینگ خروجی انجام شده و هنگامی که خروجی Echo افزایش می‌یابد، تایمر فعال خواهد شد. سپس هنگامی که خروجی Echo کاهش یابد، مدت زمان سپری شده در تایمر ذخیره شده و در آخر از فرمول زیر جهت محاسبه فاصله استفاده خواهد کرد.

Distance (in cm) = (elapsed time * sound velocity (340 m/s)) / 100 / 2

اتصال شیلد مولتی فانکشن

• شیلد مولتی فانکشن را طبق تصویر زیر بر روی برد آردوینو مگا Arduino Mega2560 قرار دهید. دقت کنید که پایه‌ها اشتباه قرار نگیرند.

اتصال ماژول SRF05 به شیلد

• پایه تریگر Trigger ماژول تشخیص فاصله SRF05 را به پایه ۵ شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino MultiFinction Shield اتصال دهید.
• پایه Echo ماژول تشخیص فاصله SRF05 را به پایه ۶ شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino MultiFinction Shield اتصال دهید.
• پایه VCC  ماژول تشخیص فاصله SRF05 را به پایه ۵ ولت شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino MultiFinction Shield اتصال دهید.
• پایه GND ماژول تشخیص فاصله SRF05 را به پایه GND شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino MultiFinction Shield اتصال دهید.

فراخوانی کتابخانه آردوینو

برای راه اندازی سنسورها نیاز به فراخوانی سه کتابخانه Library در کد آردوینو Arduinoخواهیم داشت. چنانچه شیوه نصب کتابخانه در آردوینو را نمی‌دانید. به پست آموزش نصب کتابخانه در نرم افزار آردوینو مراجعه کنید. اگر هم شیوه نصب و راه اندازی نرم افزار آردوینو را نمی‌دانید. به آموزش کار با برد آردوینو و نصب نرم افزار آردوینو Arduino IDE مراجعه کنید.

• کتابخانه MultiFunction

کتابخانه مولتی فانکشن جهت راه اندازی شیلد فراخوانی می‌شود. لینک دانلود کتابخانه multifunction در صفحه محصول شیلد مولتی فانکشن در قسمت دانلود قرار گرفته شده است. بر روی لینک کلیک کرده و کتابخانه مولتی فانکشن را دانلود کنید. سپس فابل را از حالت زیپ خارج کرده و در مسیر نصب آردوینو کپی کنید.

• کتابخانه TimerOne

لینک دانلود کتابخانه تایمر TimerOne در صفحه محصول شیلد مولتی فانکشن در قسمت دانلود قرار گرفته شده است. بر روی لینک کلیک کرده و کتابخانه مولتی فانکشن را دانلود کنید. سپس فابل را از حالت زیپ خارج کرده و در مسیر نصب آردوینو کپی کنید.

• کتابخانه Wire

کتابخانه wire به صورت پیش فرض در لیست کتابخانه های آردوینو قرار گرفته شده است. آن را فراخوانی کنید.

کد آردوینو فاصله سنج فراصوت

تحلیل کد آردوینو

کد را از طریق کلیدهای میانبری که برای انتقال کدها در نظر گرفته شده است، کپی و سپس به نرم افزار آردوینو Arduino انتقال دهید. جهت فعال کردن کلیدهای قرار گرفته بر روی شیلد باید در کد برنامه توسط دستور Switch هر یک از کلیدهای مورد نیاز را به صورت جداگانه تعریف کنید:

switch ( test ) {

  case 1 : 
    // Process for test = 1
    ...
    break;

  case 5 : 
    // Process for test = 5
    ...
    break;

  default : 
    // Process for all other cases.
    ...

}

حالت اول کلید S1 – A1

با فشردن کلید S1 سنسور تشخیص فاصله عمل کرده و سپس با قرار گرفتن شی در مسیر سنسور، فاصله را اندازه گیری کرده و سپس فاصله اندازه گیری شده را در سون سگمنت شیلد مولتی فانکشن Arduino نمایش می‌دهد. با هر بار دور و نزدیک کردن شی به سنسور تشخیص فاصله SRF، مقدار فاصله اندازه گیری شده از ۲٫۵  سانتی متر تا ۴ متر تغییر خواهد کرد.

حالت دوم کلید S2 – A2

با فشردن کلید S2 سنسور تشخیص فاصله غیر فعال شده و سپس بیزر قطع خواهد شد. برای فعال شدن مجدد سنسور کلید S1 را فشار دهید.

وسایل مورد نیاز

برد آردوینو مگا Arduino Mega2560

شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino MultiFunction Shield

ماژول آلتراسونیک تشخیص فاصله SRF05

کابل فلت مادگی به مادگی

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

پروژه

طی چند قسمت قبلی که طرح پروژه را پیاده سازی کردیم، با استقبال شما کاربران مواجه شدیم. در این سری برای اینکه گستره بیشتری از افراد بتوانند فرصت استفاده از بن خرید را داشته باشند؛ روال دیگری را در پیش گرفتیم. در این روش تصمیم گرفته‌ایم به ۱۰ نفر از کاربران بن خرید ارایه شود. برای دریافت بن خرید از دانشجو کیت، کاربران بایستی با استفاده از وسایل این آموزش، پروژه را اجرا کرده و بسته به خلاقیتشان، مدار جدیدی ایجاد کنند. مثلا همین پروژه فاصله سنج را روی خودرو به عنوان سنسور دنده عقب قرار دهند. سپس از اجرای کار فیلم گرفته و در شبکه‌های اجتماعی از جمله آپارات و اینستگرام، با هشتگ «#دیجی_اسپارک» و «#دانشجوکیت» و «#digispark» و «#daneshjookit» منتشر کنند. سپس از طریق بخش نظرات در ادامه همین آموزش، جهت دریافت بن خرید ارسال رایگان از دانشجو کیت، لینک را ارسال کنید.

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.