Видеожурнал Паяльник TV (you tube) представил краткий обзор модуля ультразвукового измерения расстояния марки Rcw-0012. Возможно, многие уже знакомы с самим модулем. Часто такие используются в конструкциях роботов и позволяют им обнаруживать и объезжать препятствия. Сам по себе автономно он работать не может и почти всегда работает совместно с Arduino. Поэтому требуется загрузить программу для микроконтроллера. Показания при этом могут передаваться по кабелю в компьютер. На дисплее компьютера можно увидеть расстояние определенного объекта на данный момент времени. Если показания нужно вывести на индикатор или на дисплей, в этом случае соответственно, загружаемые программы немного усложняется.
Автору видеоролика удалось найти в этом китайском магазине (в поиске Rcw-0012 и US-015) готовые модули для такой задачи. Стоимость на момент заказа этого модуля составляла 250 руб.. Сам датчик стоит около 80 рублей. Здесь имеется трехразрядный семисегментный индикатор для отображения расстояние до объекта в сантиметрах. На плате разъем, в которой устанавливается звуковой модуль. Плата двухсторонняя. Ее основой является микроконтроллеры STC 11 f-04e.
Включение модуля
Итак, подаем питание. Видно что появились цифры и устройство начинает показывать расстояние до препятствия. В качестве препятствие в данном случае используется ладони. Погрешности чаще всего составляет +- один сантиметр. Это зависит от способности объекта отражать или поглощать сигнал. Точность сильно зависит от размера объекта. Если он слишком маленький, то звуковой сигнал от него плохо отразится и показания будут неточными.
Принцип работы модуля ультразвукового измерения расстояния
На плате имеется передатчик и приемник сигнала. Также имеются четыре вывода, два из которых питания, два других обозначены как трик и эхо.
Работа происходит следующим образом. На вход датчика трик подается короткие импульсы длительностью от 10 до 15 микросекунд. Датчик посылает пачку ультразвуковых импульсов. Ультразвуковой сигнал имеет частоту 40 килогерц. Он дойдет до объекта, отразится от него и поступит на приемник. После приема отраженного сигнала на выводе эха сформируется импульс, длительность которого будет пропорционально расстоянию до объекта. Длительность данного импульса в пределах от 150 микросекунд до 25 миллисекунд. Для расчета расстояния нужно разделить длительность импульсов эхо в микросекундах на 58. Получится значение расстояния до объекта в сантиметрах. Такие несложные вычислительные операции выполняет данный измерительный модуль с помощью заложенного в программу контроллера.
Если нет никаких препятствий в пределах видимости датчика, то на выходе эха формируется импульс длительностью 38 миллисекунд. На индикаторе при этом будут прочерки.
Для чего можно использовать данные измерительный модуль. Во-первых, для быстрого тестирования самих датчиков, чтобы оценить их работоспособность. Полноценно заменить строительную рулетку вряд ли он сможет, так как модуль способен измерять расстояние всего до 4 метров. Также можно разместить датчик на бампере автомобиля, индикатор будет располагаться перед водителем. Получится простейший парктроник. При движении назад можно будет контролировать расстояние до соседнего автомобиля. Только нужно учитывать, что датчик не защищен, он быстро засорится и перестанет работать, если не предпринять какие-то дополнительные меры для его защиты от пыли и грязи.