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Video: AVR-Mikrocontroller. Ultraschall-Abstandssensor. HC-SR04 auf LCD NOKIA 5110 - Gunook
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-13 06:56
Hallo alle zusammen!
In diesem Abschnitt mache ich ein einfaches elektronisches Gerät zum Sensor der Entfernung und diese Parameter werden auf dem LCD NOKIA 5110 angezeigt. Die Parameter werden als Diagramm und Zahlen angezeigt. Das Gerät basiert auf dem Mikrocontroller AVR ATMEGA328P. Gerät ist ausgestattet mit Ultraschallsensor Abstand HC-SR04.
Schritt 1: Beschreibung Komponenten
Grundkomponenten des Gerätes:
- Mikrocontroller AVR «ATMEGA328P»
- Monochromes Grafik-LCD «NOKIA 5110»
- Ultraschall-Distanzsensor «HC-SR04»
Mikrocontroller AVR «ATMEGA328P»
Beteiligte Funktionen:
- 16-Bit-Timer/Zähler-Interrupt
- Externe Interrupts
- Serielle Master/Slave-SPI-Schnittstelle
Monochromes Grafik-LCD «NOKIA 5110»
Spezifikationen:
- 48 x 84 Dot LCD-Display
- Serielle Busschnittstelle mit maximaler Highspeed 4 Mbit/s
- Interner Controller/Treiber «PCD8544»
- LED-Hintergrundbeleuchtung
- Betrieb mit Spannung 2,7V-5V, geringer Stromverbrauch, geeignet für Batterieanwendungen
- Temperaturbereich von -25˚C bis +70˚C
- Unterstützt Signal-CMOS-Eingang
Ultraschall-Distanzsensor «HC-SR04»
Funktionen und Spezifikationen:
- Stromversorgung: +5V DC
- Ruhestrom: < 2mA, Arbeitsstrom: 15mA
- Reichweite: 2cm - 400cm / 1" - 13 ft, Auflösung: 0,3cm
- Messwinkel: 30 Grad
- Triggereingangsimpulsbreite: 10uS
- Abmessung: 45 mm x 20 mm x 15 mm
Schritt 2: Wie funktioniert es?
Der Ultraschallsensor arbeitet nach dem Prinzip des SONAR- und RADAR-Systems, mit dem die Entfernung zu einem Objekt bestimmt wird.
Ein Ultraschallsensor erzeugt die hochfrequenten Schallwellen (Ultraschall). Wenn dieser Ultraschall auf das Objekt trifft, wird er als Echo reflektiert, das vom Empfänger erfasst wird, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Durch Messen der Zeit, die das Echo benötigt, um den Empfänger zu erreichen, können wir die Entfernung berechnen.
Dies ist das grundlegende Arbeitsprinzip des Ultraschallmoduls zur Entfernungsmessung.
Im Ultraschallmodul HCSR04 müssen wir einen Triggerimpuls geben, damit Ultraschall der Frequenz 40 kHz erzeugt wird.
Nach der Erzeugung von Ultraschall, d. h. 8 Pulsen von 40 kHz, macht es den Echo-Pin hoch. Der Echo-Pin bleibt hoch, bis er den Echoton nicht zurückbekommt. Die Breite des Echo-Pins ist also die Zeit, in der der Schall zum Objekt wandert und wieder zurückkehrt. Sobald wir die Zeit haben, können wir die Entfernung berechnen, da wir die Schallgeschwindigkeit kennen.
HC-SR04 kann bis zu einem Bereich von 2 cm - 400 cm messen
So berechnen Sie die Entfernung: Entfernung = Geschwindigkeit x Zeit
Die Schallwellengeschwindigkeit beträgt 343 m/s
Gesamtentfernung = 343 x Zeit des Hochs (Echo) 2
Die Gesamtentfernung wird durch 2 geteilt, da das Signal vom HC-SR04 zum Objekt wandert und zum Modul HC-SR04 zurückkehrt
Schritt 3: Mikrocontroller-Firmware-Programmierung
Laden Sie das С-Code-Programm des Firmware-Mikrocontrollers mit Kommentaren herunter.
Dann kompilieren Sie es in eine HEX-Datei und laden Sie es in den Flash-Speicher des Mikrocontrollers hoch.
Firmware auf Mikrocontroller flashen:
Hochladen der HEX-Datei in den Flash-Speicher des Mikrocontrollers. Sehen Sie sich das Video mit einer detaillierten Beschreibung des Brennens des Mikrocontroller-Flash-Speichers an: Brennen des Mikrocontroller-Flash-Speichers…
Schritt 4: Ultraschall-Abstandssensor-Schaltungsbaugruppe
Komponenten gemäß Schaltplan anschließen.
Strom einstecken und es funktioniert!