超聲波傳感器開(kāi)源分享

HC-SR04 超聲波傳感器引腳

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引腳

• VCC：+5VDC

• 觸發(fā)：觸發(fā)（輸入）

• 回聲：回聲（輸出）

• 接地：接地

標(biāo)準(zhǔn)代碼：

代碼的主要部分是一個(gè)函數(shù)，它測(cè)量觸發(fā)引腳上的信號(hào)到 Echo 引腳上的信號(hào)變低的那一刻的時(shí)間。

digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
// Read the signal from the sensor: a HIGH pulse whose
// duration is the time (in microseconds) from the sending
// of the ping to the reception of its echo off of an object.
pinMode(echoPin, INPUT);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
//With measured time we calculate the distance in cm:
cm = (duration/2) * 0.034;

一切似乎都很好！但它不起作用。

標(biāo)準(zhǔn)代碼有什么問(wèn)題？

在收集了一些數(shù)據(jù)后，我們用它繪制了一個(gè)圖表。它顯示了聲音從傳感器傳播到 30 厘米距離和向后的障礙物所花費(fèi)的時(shí)間。

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如您所見(jiàn)，這絕對(duì)是一團(tuán)糟。您可能會(huì)說(shuō)這只是傳感器的不準(zhǔn)確，但我找到了解決方案。問(wèn)題不在于傳感器，而在于 Arduino。當(dāng) Arduino 工作時(shí)，它會(huì)執(zhí)行您編寫(xiě)的代碼，但不僅如此。有時(shí)處理器會(huì)收到一個(gè)信號(hào)來(lái)凍結(jié)你的代碼并制作其他東西，然后，他會(huì)恢復(fù)他凍結(jié)的東西。這種情況稱為處理中斷，在 Arduino 上很常見(jiàn)。問(wèn)題是中斷凍結(jié)了我們的計(jì)時(shí)器（PulseIn 函數(shù)），因此我們的讀數(shù)被弄亂了。解決這個(gè)問(wèn)題很容易。標(biāo)準(zhǔn)代碼中只有兩行：

noInterrupts();
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
interrupts();

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在沒(méi)有中斷的情況下，我們的讀數(shù)看起來(lái)要好得多，但我們?nèi)匀豢吹揭恍┳x數(shù)比正常值高 25μs，很少甚至比正常讀數(shù)高 50μs。那么為什么會(huì)這樣呢？也許這就是傳感器的精度？仍然沒(méi)有。

25μs 峰值。

傳感器中的聲音頻率為 40 kHz，返回時(shí)的聲波被傳感器記錄下來(lái)。聲波發(fā)射時(shí)間為 200μs，這意味著它包含 8 個(gè)波峰。有時(shí)第一個(gè)返回的峰值不足以觸發(fā)傳感器。

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返回聲波，第一個(gè)峰值未記錄。用示波器制作的圖表。

如何解決這個(gè)問(wèn)題？

它不像中斷那么容易，而且我沒(méi)有確切的代碼來(lái)修復(fù)它。只是關(guān)于該校正應(yīng)該如何工作的想法。第一個(gè)想法是對(duì)大量測(cè)量值取平均值，但這意味著我們將始終得到比實(shí)際結(jié)果更高的結(jié)果。第二個(gè)選項(xiàng)是將結(jié)果分成兩組并計(jì)算較低的平均值。因此，首先計(jì)算所有測(cè)量值的平均值，然后取其下結(jié)果的平均值。

HCSR04的真實(shí)精度。

錯(cuò)誤測(cè)量的波。

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錯(cuò)誤測(cè)量的波。

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正確測(cè)量的波。

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如果是這種情況，HCSR04 會(huì)等待波返回并每 3μs 檢查一次。問(wèn)題是這意味著我們測(cè)量的時(shí)間比實(shí)際時(shí)間高出多達(dá) 3μs。如果不更換傳感器，您將不會(huì)對(duì)此做任何事情。但是，3μs 仍然意味著 1.02mm 的精度。