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Arduino 第7课超声波传感器

2023-03-13 11:14:09   0  举报

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青少年学编程-物联网基础课程

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作者其他创作

大纲/内容

教学目标

学生能够使用Arduino和超声波传感器来测量距离并将结果显示在串口监视器上。

教学材料

Arduino UNO开发板

超声波传感器

杜邦线若干

步骤

1.物理线路连接

超声波传感器有四个引脚，分别是：GND，Echo，Trig，VCC。

- 将超声波传感器的GND引脚连接到Arduino UNO开发板的GND引脚。
- 将超声波传感器的VCC引脚连接到Arduino UNO开发板的5V引脚。
- 将超声波传感器的Trig引脚连接到Arduino UNO开发板的数字引脚9。
- 将超声波传感器的Echo引脚连接到Arduino UNO开发板的数字引脚10。

程序代码：以下是Arduino代码的示例。代码实现了每500毫秒测量一次超声波传感器的距离，并将距离值打印到串行监视器中。

const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;

void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
long duration, distance;

digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = duration * 0.034 / 2;

Serial.print("Distance: ");
Serial.print(distance);
Serial.println(" cm");

delay(500);
}

注意事项：

- 在连接电路之前确保Arduino UNO开发板已断电。
- 在上传代码之前确保Arduino UNO开发板已连接电脑。
- 进行距离测量时，确保超声波传感器与测量目标之间没有障碍物。
- 注意超声波传感器的触发引脚和回响引脚的连接，接反会导致测量结果错误。
- 小心处理电路，确保杜邦线正确插入面包板和传感器引脚。

注意物理连接中的引脚和代码中的对应。

透过现象看本质：

为什么能输出距离？

原理是什么？

超声波传感器利用声波的反射原理测量距离。它会发出一定频率的声波脉冲，当声波遇到物体时会被反射回传感器，传感器会接收到反射回来的声波，并通过测量声波的时间差来计算出物体与传感器之间的距离。

超声波传感器的测量距离原理可以简单地描述为：

1. 发送声波脉冲：传感器发出一定频率的声波脉冲。

2. 接收反射声波：当声波脉冲遇到物体时，会被反射回传感器。

3. 计算时间差：传感器接收到反射回来的声波脉冲，通过计算声波发射和接收的时间差，可以计算出物体与传感器之间的距离。

具体来说，超声波传感器的测量过程如下：

1. 将Trig引脚设置为高电平，持续10us，触发传感器发送8个周期的40KHz的声波脉冲。

2. 当声波脉冲遇到物体时，会被反射回来，传感器将Echo引脚输出的电平置高。