Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- гараж [2020/11/30 21:46] – [Ультразвуковой Дальномер] serviko
+++ гараж [2021/12/07 19:28] (current) – [Задание для самостоятельной работы] serviko
@@ Line 4: / Line 4: @@
 Таким устройством должно быть укомплектован каждый автомобиль, паркующийся в нашем гараже.
-Мы попробуем сделать более универсальную систему, которая будет установлена прямо в гараже и реагировать на любой объект, приближающийся к стене.
+Мы попробуем сделать прототип более универсальной системы, которая будет установлена прямо в гараже и реагировать на любой объект, приближающийся к стене.
 В зоне видимости водителя будет установлена световая сигнализация, предупреждающая о приближении автомобиля к стене гаража. При необходимости можно добавить и звуковую сигнализацию.
@@ Line 17: / Line 17: @@
   *индуктивные
 Одними из самых распространенных (в силу низкой стоимости и простоты использования) являются ультразвуковые датчики расстояния.
+Работа модуля основана на принципе эхолокации. Модуль посылает ультразвуковой сигнал и принимает его отражение от объекта. Измерив время между отправкой и получением импульса и зная скорость распространения звука в воздухе (340 м/с), можно вычислить расстояние до препятствия.
-  *Описание и примеры на сайте [[https://amperka.ru/product/hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-module|amperka.ru]]
-  *Описание и примеры на сайте [[https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/ultrazvukovoj-dalnomer-hc-sr04/|arduinomaster.ru]]
 ----
@@ Line 26: / Line 24: @@
   *[[https://www.parallax.com/product/28015|фирмы Parallax]]
   *[[https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/1132203/ETC2/HC-SR04.html|HC-SR04]]
+----
 ==== УЗД фирмы Parallax (3-х контактный) ====
+{{ :wiki:praktika:garag:sh_usd01.png?300}}
 Датчик имеет три контакта для подключения к контроллеру arduino:
-  *5V (питание) - подключается к контакту "5V" arduino
+  *5V (питание, на схеме красный) - подключается к контакту "5V" arduino
-  *GND ("земля", общий) - подключается к любому контакту "GND" arduino
+  *GND ("земля", общий, на схеме черный) - подключается к любому контакту "GND" arduino
-  *SIG (сигнальный) - подключается к любому цифровому пину (D0-D13) arduino. По этому контакту УЗД передает расстояние до объекта (в сантиметрах или дюймах)
+  *SIG (сигнальный, на схеме голубой) - подключается к любому цифровому пину (D0-D13) arduino. По этому контакту УЗД передает расстояние до объекта (в сантиметрах или дюймах)
+На рисунке изображена примерная схема расположения и соединения элементов:
+  * УЗД (Parallax)
+  * контрольный светодиод
+  * токоограничивающий резистор
+----
+==== УЗД HC-SR04 (4-х контактный) ====
+{{ :wiki:praktika:garag:sh_usd02.png?300}}
+Датчик имеет четыре контакта для подключения к контроллеру arduino:
+  *Vcc (питание 5В, на схеме красный) - подключается к контакту "5V" arduino
+  *GND ("земля", общий, на схеме черный) - подключается к любому контакту "GND" arduino
+  *TRIG (на схеме желтый) - подключается к любому цифровому пину (D0-D13) arduino. По этому контакту дальномер получает команду от arduino излучить ультразвуковой сигнал (40 кГц), который отражается от преграды и возвращается на дальномер.
+  *ECHO (на схеме голубой) - подключается к любому цифровому пину (D0-D13) arduino. Сигнал на этом контакте позволяет arduino определить время прохождения сигнала до и от препятствия.
+Для использования УЗД HC-SR04 в TinkerCAD необходимо в разделе "Компоненты" вместо списка "Основные" открыть список "Все".
+----
-==== УЗД HC-SR04 (4-х контактный) ====
+====Программирование УЗД====
+===УЗД Parallax===
+Так как кроме контактов "питание" и "земля" у этого датчика только один контакт, передающий на arduino информацию о расстоянии, программируется он проще, чем HC-SR-04. Из раздела "Вход" (фиолетовый) берем команду "считывать с ультразвукового датчика ...", выбираем номер пина arduino, к которому подключен контакт SIG и сравниваем показания датчика с заданным расстоянием.
+Если расстояние становится меньше допустимого (автомобиль приблизился к датчику, то есть к стене гаража), включаем сигнальный светодиод, если расстояние между автомобилем и датчиком увеличилось больше контрольного, светодиод выключаем.
+**Основные блоки**
+{{:wiki:praktika:garag:sh_usd01_prog.png }}
+**Программный код**
+{{:wiki:praktika:garag:sh_usd01_prog2.png }}
+----
+===УЗД HC-SR04===
+Датчик четырех-контактный, но в tinkerCad программируется почти так же, как и УЗД Parallax. Отличие в указании двух разных номеров пинов arduino, подключенных к разъемам УЗД "TRIG" и "ECHO".
+**Программный код**
+{{:wiki:praktika:garag:sh_usd02_prog1.png }}
+Для визуального контроля различных данных в tinkerCad можно использовать "Монитора последовательного интерфейса", расположенного в нижней части окна "Код". В "Монитор" можно выводить актуальные данные в виде чисел и в виде графика.
+Усложним программу, добавив блоки определяющие переменную для хранения значения расстояния до объекта, вычисленного датчиком, и блок кода, выводящий значение этой переменной в окно "Монитор последовательного интерфейса".
+На рисунке показан общий вид окна "Код" при моделировании работы системы, с примером программы, выводящей данные в "Монитор последовательного интерфейса".
+{{:wiki:praktika:garag:sh_usd02_prog2.png }}
+----
+На видео представлен пример процесса программирования.
+{{ youtube>7HnQ7k2pMdA }}
+----
+----
 ==== Задание для самостоятельной работы ====
 === Уровень 1 ===
-Реализовать схему и программный код устройства "парковщик" (см. рисунок выше). К звуковой сигнализации добавить световую сигнализацию при заданном приближении (светодиод).
+Реализовать схему и программный код устройства "парковщик" (см. рисунок выше). К световой сигнализации добавить звуковую сигнализацию, используя, например, пьезоэлемент (звуковой динамик).
 === Уровень 2 ===
-Разработать схему устройства "парковщик 2". Использовать не менее трёх светодиодов разного цвета и пьезоэлемент (звуковой динамик).\\ Алгоритм работы устройства:
+Разработать схему устройства "парковщик 2". Использовать не менее трёх светодиодов разного цвета и пьезоэлемент.\\ Алгоритм работы устройства:
   -УЗД определяет три расстояния до объекта, при достижения каждого расстояния, зажигается соответствующий светодиод. Например, расстояние до объекта менее 150 см - зажигается зеленый светодиод, расстояние до объекта менее 100 см - зажигается желтый светодиод, расстояние до объекта менее 50 см - зажигается красный светодиод. При удалении объекта от УЗД, светодиоды должны гаснуть соответственно расстоянию удаления объекта.
-  -чем ближе объект к УЗД, тем чаще подается звуковой сигнал.
-=== Уровень 3* ===
+=== Уровень 3 ===
-Реализовать устройство "парковщик 3", заменив 3-х контактный УЗД фирмы Parallax на 4-х контактный УЗД HC-SR04.
+Добавить в проект "Уровня 2" пьезоэлемент, работающий в следующем режиме: чем ближе объект к УЗД, тем чаще подается звуковой сигнал.
 ----
+=== Примечание: ===
+  *Описание и примеры на сайте [[https://amperka.ru/product/hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-module|amperka.ru]]
+  *Описание и примеры на сайте [[https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/ultrazvukovoj-dalnomer-hc-sr04/|arduinomaster.ru]]
 <note important>
 "Для полноценного использования парктроника рекомендуем дополнительно приобрести автомобиль или гараж, если их у вас ещё нет" ([[http://wiki.amperka.ru|Amperka.ru]])
 </note>
+----
+[ [[start|На главную страницу]] ]. . . .[ [[санузел|Далее]] ]