【AI】Maixduino轻松学系列 —— （7）超声波传感器的认识与使用- Makelog(造物记)

Maixduino轻松学系列课程：

前导

超声波技术在我们生活中扮演者重要角色，被广泛应用于各个领域。例如：超声波探伤、超声波清洗、超声波焊接、医生超声检查、超声波加湿器等等。

超声波探伤

超声波清洗

超声医学检查

超声波加湿器

什么是超声波呢？

人类耳朵能听到的机械波波长为2cm~20m。我们把波长短于2cm的机械波称为“超声波”。

一、课程目标

本此课程，我们通过学习超声波测距的原理，认识和掌握超声波传感的使用。

二、设计思路

我们通过4根杜邦线将超声波传感器连接至Maixdunio主控板上，利用LCD屏实时显示超声波传感器返回的测量的距离的数据。

三、结构搭建

（一）所需的原件

序号

所需原件

数量

购买链接

超声波传感器模块HC-SR04

Maixduino AI 开发套件

https://www.dfrobot.com.cn/goods-2591.html

Type C数据线

https://www.dfrobot.com.cn/goods-2977.html

（1）超声波传感器模块

HC-SR04超声波传感器模块

HC-SR04超声波传感器模块性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小。产品应用领域：机器人避障、物体测距　、液位检测、公共安防、停车场检测。

产品参数

工作电源：+5V工作电流：15mA工作频率：40KHz有效测距量程：2cm～400cm输入触发信号：10us TTL脉冲输出回响信号：输出TTL电平精度：0.2cm模块尺寸：45*20*12㎜

模块引脚

超声波模块有4个引脚，分别为Vcc、 Trig（控制端）、 Echo（接收端）、 GND；其中VCC、GND接上5V电源， Trig（控制端）控制发出的超声波信号，Echo（接收端）接收反射回来的超声波信号。

工作原理

（1）采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;

（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；

（3）有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2;

（4）本模块使用方法简单，一个控制口发一个10US以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离。

计算公式：测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;

控制时序图：

（2）线路连接

按下图所示，使用四根杜邦线将超声波传感器HC-SR04的4个引脚分别与Maixduino连接。

Maixduino引脚 HC-SR04

2 —— TTrig

3 —— Echo

Vcc —— Vcc

GND —— GND

三、程序实现

通过Mind+完成如下图所示程序编写：

上传，下载运行。

代码

from board import board_info
from sonar import Sonar
import lcd,image
import image
import time


lcd.init()
img = image.Image()
hcsr23 = Sonar(board_info.PIN2, board_info.PIN3)
size = 10
while True:
  img.clear()
  distance = hcsr23.read('cm')
  x = (((5 - len((str(distance)))) * 20) + 20)
  img.draw_string(x, 60,  (str(distance)), scale=size,color = 0xFFFFFF)
  lcd.display(img)
  print(distance)
  time.sleep(0.5)

总结与改进

1、本课学习了超神波传感器模块工作原理，掌握了超声波传感的使用方法。

2、在此基础上，如果增加电机、舵机、LED灯等元件，可以扩展出超声波避障小车、超声波感应自动开盖垃圾桶、超声波感应自动开盖马桶、超声波感应书写坐姿提醒器、超神波感应智能小夜灯等等。

附件

【AI】Maixduino轻松学系列——07超声波传感器的认识与使用.rar

【AI】Maixduino轻松学系列 —— （7）超声波传感器的认识与使用 简单