Как сделать ультразвуковой дальномер на HC-SR04 и Arduino

Предлагаю проект дальномера, основанного на ультразвуковом датчике HC-SR04 и плате Arduino. Показания датчика отображаются на жидкокристаллическом дисплее, а питание осуществляется от батареи на 9 вольт.

Вам понадобится

• - Arduino Nano;
• - ультразвуковой дальномер HC-SR04;
• - ЖК-дисплей;
• - корпус;
• - батарея "Крона";
• - потенциометр на 10 кОм;
• - макетная плата;
• - соединительные провода.

Инструкция

1. Для начала, необходимо подобрать подходящего размера корпус. Размер зависит от того, какую плату Arduino вы собираетесь использовать (UNO, Mini, Nano, или другую), а также от того, какого размера у вас ЖК-дисплей. Можно вместо ЖК дисплея использовать миниатюрный светодиодный индикатор на 3 символа. Этого будет вполне достаточно для отображения дистанции в сантиметрах, т.к. используемый ультразвуковой датчик имеет диапазон измерений от 3 до 400 см.
   
2. Прикинем, как будут скомпонованы внутри корпуса детали. Вырежем отверстия под ультразвуковой датчик, под дисплей и под тумблер включения.
3. Теперь рассмотрим схему нашего прибора. Питание - от батареи «Крона» 9 В. Тумблер S1 - для включения и выключения прибора. Жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) подключается по стандартной схеме с потенциометром на 10 кОм для регулировки контрастности. ЖКИ и ультразвуковой датчик питаются от 5 В.
   
4. Напишем скетч для нашего дальномера. Тут всё просто. Сначала инициализируем ЖКИ на выводах 12, 11, 10, 9, 8 и 7 с помощью библиотеки LiquidCrystal из состава Arduino IDE.
   Далее привяжем выводы "триггер" и "эхо" дальномера к выводам 6 и 5 платы Arduino.
   Каждые 50 мс будем запрашивать с детектора расстояние с помощью функции getDistance() и выводить на ЖК-дисплей.
   
5. После того как записали скетч в память Arduino, можем собирать прибор. Предлагаемая мной компоновка внутренностей показана на рисунке. Дисплей и датчик я закрепил с помощью термоклея. Он держит достаточно прочно, но при этом даёт возможность снять соединённые детали, если понадобится. Желательно всё разместить так, чтобы можно было подключиться к USB порту Arduino и поправить «прошивку» при необходимости. Например, изменить выводимый текст или поправить коэффициенты для расчёта дистанции. Может понадобиться менять контрастность ЖК дисплея, так что также желательно иметь в доступности регулятор потенциометра.
   
6. Вариант готового прибора показан на фотографии. Он достаточно компактен и удобен в использовании. Конечно, такой прибор имеет свои особенности. Несколько важных советов по использованию приводятся в конце в разделе полезных советов.