Ultrasonido Arduino

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Microcontroladores AUT-1304 Néstor Palominos G. Universidad Andrés Bello

Medición de distancia Con sensor ultrasónico Y monitoreo mediante Buzzer y lcd

Nombre: Francis Serrano V. Carrera:

Índice

Ing. en Automatización

y

Robótica

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Introducción ................................................................................................................................. 3

Desarrollo..................................................................................................................................... 3 Código .................................................................................................................................. 4

Esquema y Funcionamiento ............................................................................................. 5

Fotografias ................................................................................................................................... 7

Conclusión. .................................................................................................................................. 8

Bibliografía................................................................................................................................... 8 Programas utilizados ............................................................................................................. 8

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Introducción Este experimento consiste en la medición de distancias a través de un sensor de ultrasonido HC-SR04, donde muestra la distancia medida a través de un display de Cristal Líquido (LCD) y con un buzzer avisa si el obstáculo se encuentra demasiado cerca del sensor.

Desarrollo El entorno de programación fue Arduino en su versión “Arduino UNO”.

Se utilizaron las entradas digitales para controlar el LCD. Para su alimentación se utilizo la fuente interna del Arduino (+5v). Junto a esto, el sensor ultrasónico HC-SR04 está conectado a los pines 5 y 6 del Arduino, y además es alimentado por éste. El piezoeléctrico (buzzer) está conectado a GND del Arduino y al pin 3 de la placa.

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Código #include //Libreria LCD #include //Libreria Ultrasonido Ultrasonic ultrasonic(5,6); //Pines 5 y 6 se usan para el sensor (Trigger y Echo) LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8); long last_print = 0; long last_tone = 0; //Umbrales de reproduccion de tonos long tonethreshold_1 = 5000; long tonethreshold_2 = 500; long tonethreshold_3 = 200; long tonethreshold_4 = 50; long current_threshold = 10000; long distancia = 10000; //seteamos el valor de la distancia int sound_pin = 3; //Pin 8 se usa para emitir el tono en el buzzer void setup() {

lcd.begin(16,2); lcd.print(":::Ultrasonic:::" ); delay(3000); lcd.noDisplay(); delay(300); // Turn on the display: lcd.display(); delay(300); lcd.clear(); last_tone = millis(); last_print = last_tone; pinMode(sound_pin, OUTPUT); } void loop() { if((millis() - last_print ) >= 1000) { distancia = ultrasonic.Ranging(CM); //transforma la informacion del US en

distancia en cm //Mostramos el valor de la distancia en un LCD lcd.print ("Distancia: "); //Dependiendo de la distancia del obstáculo, así será la frecuencia .print(distancia); lcdde reproducción del tono. lcd.print("cm"); delay(1000 ); //Rangos son: Entre 2 metros y 1 metro, entre 1 metro y 20 cm, menos lcd.clear (); de 20 cm, y más de 2 metros last_print = millis(); }

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if(distancia < 200 && distancia >= 100) current_threshold = tonethreshold_2; else if(distancia < 100 && distancia >= 20) current_threshold = tonethreshold_3; else if(distancia < 20) current_threshold = tonethreshold_4; else current_threshold = tonethreshold_1; if(millis() - last_tone >= current_threshold ) { tone(sound_pin, 659, 100); delay(50); noTone(sound_pin); last_tone = millis(); } }

Esquema y Funcionamiento

En el esquema anterior podemos apreciar las conexiones entre la placa Arduino y los distintos componentes que dan vida a nuestro proyecto.

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PIN ARDUINO 5 6 8 9 10 11 12 13

VCC (+5v)

GND 3

OTROS Sensor de Ultrasonido

FUNCION Envía un pulso al pin Trigger del sensor ultrasónico, el cual activa el módulo emisor y envía un pulso ultrasónico de 40 kHz. Recoge la información desde el pin Echo del sensor, el cual a su vez, recoge la señal a procesar desde el receptor del sensor. Bus de datos del controlador de pantalla junto a los pines D0, D1, D2 y D3. Estos pines del arduino están conectados respectivamente a los pines D7, D6, D5 y D4 del LCD. Su función es la de enviar y/o recibir los datos entre el display y el microcontrolador a través de 4 bits de I/O. Enable. Selecciona el display a utilizar en caso de que tengamos más de un display LCD conectado al mismo bus de datos. RS (Registration Select). Le indica al controlador interno del LCD el tipo de valor que entra en el bus de datos, con RS=0 cuando es un comando, o bien, RS=1, si es un carácter para representar. Fuente de alimentación interna de la placa Arduino que nos proporciona un voltaje continuo de +5v. Con esto alimentamos el LCD y su backlight (además de poder regular con un potenciómetro conectado entre Vcc y Gnd el brillo del LCD) y el sensor LM35. Tierra de la fuente interna de la placa Arduino. Envía señales al buzzer, haciendo que éste último emita sonido si el sensor detecta que el obstáculo está dentro de un rango de distancia establecido. FUNCION El HC-SR04 es un sensor de ultrasonido que envía/recibe vibraciones sonoras de una frecuencia superior a los 20 kHz que sobrepasa el umbral de la audición humana. El pulso de ultrasonido se transmite y se refljeja en un objeto, el sensor recibe la nueva señal y la convierte en una señal eléctrica. El siguiente pulso se transmite cuando el eco desaparece. En este caso, el Arduino envía un pulso al pin Trigger del sensor, lo que provoca que "dispare" un pulso ultrasónico el cual rebota en el obstáculo y genera un nuevo pulso en sentido contrario, el cual es recibido por módulo el receptor del sensor. Éste transforma esta nueva onda en un pulso con longitud de onda determinada según la distancia a la que se encuentra el objeto. El Arduino traduce esta longitud de onda en un número que lo asignamos como el valor de la distancia en cm.

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Buzzer o Emite un sonido mediante la vibración de una lámina metálica piezoeléctrico al recibir una señal de una determinada frecuencia. En este caso, el piezoeléctrico (o buzzer) suena con pulsos muy pausados entre sí si el objeto está entre uno y dos metros del sensor. Luego emite un sonido con una pausa mucho menor entre los pulsos si el objeto se encuentra entre 1 m y 20 cm del sensor. Finalmente, el buzzer emite sonidos muy cortos y casi sin pausa entre sí, si el objeto está a menos de 20 cm del sensor. LCD Nos muestra inicialmente un mensaje de bienvenida que parpadea, para dar paso al monitoreo de la distancia que nos mide el sensor ultrasónico.

Fotografias

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Conclusión En síntesis, este experimento me permitió conocer más detalladamente el funcionamiento del sensor de ultrasonido y su utilización en diversas situaciones, donde junto a otros componentes como en este caso fue el LCD y el buzzer pude desarrollar una especie de sistema de alarma, lo que puede ser muy útil para futuros proyectos.

Bibliografía 

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DISPLAY'S LCD http://www.pablin.com.ar/electron/info/lcd/ Sensor de Ultrasonido HC-SR04 http://zarbok.blogspot.com/2013/01/sensor-ultrasonido-sr04-lcd-i2c.html Programas utilizados -

ARDUINO IDE Fritzing

Ultrasonido Arduino

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