sensore_ultrasuoni

introduzione

Utilizziamo gli ultrasuoni.
I pipistrelli evitano gli ostacoli inviando dei versi su frequenze molto alte, ultrasuoni, e ascoltando l'eco con le loro orecchie. Se l'eco ritorna velocemente capiscono che un ostacolo è molto vicino e lo evitano. Le frequenze sono comprese fra 20.000 e 150.000 Hz. Nelle balene possono superare i 200.000 Hz. Avete presente il suono dell'ultimo tasto a destra di un pianoforte, che pare quello di un martelletto? Ebbene è di soli 4180 Hz.
Arduino

Il nostro sensore ad ultrasuoni possiede un emettitore Tx (trigger, un altoparlante, una bocca) ed un ricevitore Rx (un microfono, un orecchio). Spesso per il suo aspetto viene utilizzato nei robottini al posto degli occhi.
La frequenza dei suoni è di circa 40.000 Hertz. Suoni che vibrano appunto quarantamila volte al secondo, per questo non udibili dall'orecchio umano che arriva ai 16000.

Velocità = Spazio / Tempo

cioè:

Spazio = Velocità * Tempo

La velocità del suono nell'aria è 343,8 m/s

trasformando nelle unità di misura che ci servono abbiamo V=34380 cm/secondi

Il comando PulseLn vuole i microsecondi (dividiamo per un milione, spostando la virgola di sei posti): abbiamo V=0,03438 cm/microsecondi

quindi:

Spazio = 0,03438 * Tempo

Il tutto va ancora diviso per 2 in quanto il tempo che abbiamo convertito è quello impiegato per andare e tornare indietro dalle onde, mentre per calcolare la distanza dall’oggetto ci basta metà di questo tempo

Distanza = 0,03438 * Tempo / 2

semplificando:

Distanza = 0,01719 * Tempo

Il sensore dispone di 4 pin: Vcc (+5V), Trigger, Echo, GND.

Si invia un impulso alto sul pin Trigger per almeno 10 microsecondi, il sensore invia l'ultrasuono;
il sensore aspetta il ritorno delle onde riflesse e sul pin Echo resituisce un impulso HIGH (a 5 volt) della durata corrispondente a quella di viaggio delle onde sonore.

*nota: La velocità del suono nell'aria è 343,8 m/s alla temperatura di 20 gradi. La formula è:
V = 331.4 + 0.62*t.
(dove t è la temperatura in gradi Celsius) Quindi andrebbe collegato anche un sensore di temperatura se si volesse una misurazione accurata della distanza

Distanza = (331.4 + 0.62*Temperatura) * Tempo /2

algoritmo

attrezzaggio

pin9˜

_Emettitore

pin8

_Ricevitore

variabili

durata = 0

distanza = 0

ciclo

ACCENDI (5 Volt) accendi

_Emettitore componente

attendi 10 millisecondi

SPEGNI (0 Volt) spegni

_Emettitore componente

la variabile durata diventa uguale alla durata dell'impulso dal sensore: _Ricevitore

la variabile distanza è uguale alla espressione durata*0.01720

scrivi sulla porta seriale: distanza

attendi 100 millisecondi

programma

apri il programma

Arduino

inizia il laboratorio

codice Arduino

//codice Arduino

//sensore_ultrasuoni

//******* dichiarazioni ******** 
const int pin_Emettitore=9;//pin dell'attuatore ultrasuoniE
const int pin_Ricevitore=8;//pin del sensore ultrasuoniR
int durata=0;//dichiara la variabile 
int distanza=0;//dichiara la variabile

//********** setup **********  
   void setup(){ 
	
	pinMode(pin_Emettitore,OUTPUT);//imposta il pin dell'attuatore come uscita 
	pinMode(pin_Ricevitore,INPUT);//imposta il pin del sensore come entrata 
	 Serial.begin(9600);      // Inizializzo la seriale  
}

//********** ciclo ********** 
 void loop() { 
	
	digitalWrite(pin_Emettitore,HIGH); // accendi/spegni (HIGH/LOW è il voltaggio 5V/0V)
	delay(10);//attendi 
	digitalWrite(pin_Emettitore,LOW); // accendi/spegni (HIGH/LOW è il voltaggio 5V/0V)
	durata=pulseIn(pin_Ricevitore,HIGH);// durata dell'impulso in microsecondi
	distanza=durata*0.01720; 
	Serial.print("  ");//scrive sulla seriale 
	Serial.println(distanza);//scrive sulla seriale 
	delay(100);//attendi

}

//
//codice creato con "Arduinomio" (C) 
//www.mastrohora.it

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