Arduino Uno + HY-SRF05 超声波测距模块详细讲解演示实验

Randy 于 2012-5-30 11:16 编辑





一、首先我们来了解一下什么叫超声波？

答：声波的频率范围很大（从零以上到几百万以上），而人的听力灵敏度却有限，故科学家们将听力灵敏度很低的20Hz以下的声波定义为次声波，将20KHz以上的声波定义为超声波；将听力灵敏度还可以的声波范围（20Hz－－20KHz）定义为音频声波（听力灵敏度最高的频率是1KHz）。超声波的指向性很强（频率越高，越接近光波），故人们利用超声波这一特性发明了超声探伤、B超等应用。

二、超声波测距的原理：通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。（超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2）。本模块性能稳定，测度距离精确。能和国外的SRF05,SRF02等超声波测距模相媲美。模块高精度，盲区（2cm）超近,稳定的测距是此产品成功走向市场的有力根据！

三、超声波的特点：超声波指向性强，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物 位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移 动机器人的研制上也得到了广泛的应用。　　为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息（距离和方向）。本文所介绍的三方向（前、左、右）超声波测距系统，就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。

四、本模块主要技术参数：
1：使用电压：DC5V
2：静态电流：小于2mA
3：电平输出：高5V
4：电平输出：底0V
5：感应角度：不大于15度
6：探测距离：2cm-450cm 7:高精度可达0.2cm

五、模块工作原理：
(1)采用IO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输出一高电平，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;

我们公司测试主要是用arduino uno与HY-SRF05 链接进行测试的。效果还是很不错的，公司只是提供简单的测试程序，如需进行其他的开发请自行深入研究，谢谢合作！六、实物规格：





七、超声波时序图：



以上时序图表明你只需要提供一个10uS 以上脉冲触发信号，该模块内部将 发出8 个40kHz 周期电平并 检测回波。一旦检测到有回波 信号则输出 回响信号。回响信号 的脉冲宽度与所 测的距离成正比。由此通过 发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。公式：uS/58=厘米或者uS/148=英寸；或是：距离=高电平时间*声速（340M/S）/2；建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号的影响。注：1、此模块不宜带电连接，若要带电连接，则先让模块的GND端先连接，否则会影响模块的正常工作。2、测距时，被测物体的面积不少于0.5 平方米且平面尽量要求平整，否则影响测量的结果。



八、看一下本模块具体是长什么样子的。




九、再来看一下与Arduino Uno连接的实物图：






十、下面是与Arduino Uno测试的演示代码：

int inputPin=4;// define ultrasonic signal receiver pinECHO to D4

int outputPin=5; // define ultrasonic signal transmitter pinTRIG to D5

void setup()

{

Serial.begin(9600);

pinMode(inputPin, INPUT);

pinMode(outputPin, OUTPUT);

}

void loop()

{

digitalWrite(outputPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(outputPin, HIGH); // Pulse for 10μs to trigger ultrasonic detection

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(outputPin, LOW);

int distance = pulseIn(inputPin, HIGH);// Read receiver pulse time

distance= distance/58; // Transform pulse time to distance

Serial.println(distance); //Ourput distance

delay(50);

}

通过串口调试COM口我们可以看到超声波红外测距模块遇到前方障碍物时的距离。


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