ساخت سنسور دنده عقب با ماژول فاصله سنج SRF05 و آردوینو

در برخی از خودروها سیستم فاصله سنجی وجود دارد که هنگام عقب رفتن خودرو فعال می شود که در زبان عامیانه به آن سنسور دنده عقب خودرو می گویند. این سیستم زمانیکه خودرو به سمت عقب در حال حرکت است اگر جسمی در نزدیکی آن باشد آلارم می کشد و راننده را از وجود جسمی که در حال نزدیک شدن به آن است مطلع می کند.

عملکرد سنسور دنده عقب خودرو به این صورت است که چند سنسور التراسونیک در قسمت پشتی خودرو معمولا بر روی سپر عقب ماشین نصب می شود تا فاصله ماشین تا مانع را مدام اندازه گیری کند، تا در صورت نزدیک شدن به مانع سیستم مرکزی خودرو شروع به کشیدن آلارم کند، این سنسور به صورت اتوماتیک زمانیکه راننده وضعیت دنده خودرو را بر روی دنده عقب تنظیم می کند فعال می شود.

در این پروژه ما قصد داریم تا توسط ماژول آلتراسونیک سنجش مسافت SRF05 میزان مسافت را اندازه گیری کنیم و به واسطه برد آردوینو Arduino و ماژول نمایگشر سون سگمنت TM1637 مقدار فاصله تا جسم مورد نظر را نشان دهیم. پس بدون اتلاف زمان و توضیح اضافی به سراغ ساخت مدار می رویم.

بعد قبل

ساخت سنسور دنده عقب با ماژول فاصله سنج SRF05 و آردوینو

بعد قبل

لیست قطعات مورد نیاز

برد آردوینو Arduino UNO R3 مدل DIP	1 عدد
ماژول آلتراسونیک SRF05 مناسب اندازه گیری فاصله	1 عدد
بازر 5 ولتی با اسیلاتور داخلی	1 عدد
تک سوئیچ 2 پایه DIP سایز 6x6x5 میلیمتر	1 عدد
سیم جامپر برد بوردی مدل یک سر نری - مادگی (سری 40تایی)	1 عدد
آداپتور 12V ولت 2A آمپر مدل بین راهی ساخت ایران	1 عدد

مرحله اول : اتصال ماژول اولتراسونیک SRF05 به برد آردوینو

1- پایه VCC ماژول فاصله سنج SRF05 را به پایه 5V یا همان VCC بر روی برد آردوینو متصل کنید.

2- پایه Trig ماژول فاصله سنج SRF05 را به پایه دیجیتال شماره 2 برد آردوینو متصل کنید.

3- پایه Echo ماژول فاصله سنج SRF05 را به پایه شماره 3 برد آردوینو متصل کنید.

4- پایه GND ماژول فاصله سنج SRF05 را به پایه GND بر روی برد آردوینو متصل کنید.

مرحله دوم : اتصال کلید به برد آردوینو

در این پروژه شما می توانید یک فاصله مشخص برای سنسور اندازه گیری فاصله تعیین کنید تا زمانیکه ماژول فاصله سنج SRF05 از آن فاصله بیشتر به جسم و یا اجسام مقابل خود نزدیک شد، برد آردوینو با استفاده از بازر تعبیه شده در مدار پروژه شروع به بوق زدن به صورت ضربانی می کند، حال هر چقدر فاصله با جسم کمتر شود صدای بوق یا ضربان ها به صورت سریعتر پخش خواهد شد، درست همانند سنسورهای دنده عقب که بر روی خودروها نصب می شود. به همین جهت از این کلید برای ورود به منوی تنظیمات و تنظیم مقدار فاصله دلخواه برحسب سانتی متر استفاده می شود. که می توانید آنرا طبق توضیحات و نقشه شماتیک زیر به برد آردوینو متصل کنید.

1- یکی از پایه های تک سوئیچ را به پایه GND بر روی برد آردوینو متصل کنید.

2- پایه دیگر تک سوئیچ را به پایه دیجیتال شماره 12 بر روی برد آردوینو متصل کنید.

مرحله سوم : اتصال ماژول نمایگشر سون سگمنت TM1637

1- پایه GND ماژول سون سگمنت TM1637 را به پایه GND بر روی برد آردوینو متصل کنید.

2- پایه VCC ماژول سون سگمنت TM1637را به پایه 3.3V بر روی برد آردوینو متصل کنید.

3- پایه DIO ماژول سون سگمنت TM1637 را به پایه آنالوگ شماره A4 برد آردوینو متصل کنید.

4- پایه CLK ماژول سون سگمنت TM1637 را به پایه آنالوگ شماره A5 برد آردوینو متصل کنید.

مرحله چهارم : اتصال بازر Buzzer به برد آردوینو

1- پایه منفی بازر را به پایه دیجیتال شماره 9 برد آردوینو متصل کنید. همچنین می توانید این پایه را به پایه GND بر روی برد آردوینو نیز متصل کنید.

2- پایه مثبت بازر را به پایه دیجیتال شماره 8 برد آردوینو متصل کنید.

مرحله پنجم : نصب کتابخانه TM1637.h در نرم افزار آردوینو

1- نرم افزار آردوینو را بر روی سیستم خود اجرا کنید، اگر بار اول است که با برد Arduino کار می کنید و این نرم افزار را بر روی سیستم خود ندارید، می توانید نرم افزار آردوینو و نحوه نصب آن را از اینجا دریافت نمائید.

2- کتابخانه TM1637.h را از اینجا دانلود کنید.

3- مسیر زیر را از طریق منوی نوار ابزار در نرم افزار آردوینو طی کنید و سپس در پنجره نهایی فایل کتابخانه Grove_4-Digit_Display را که دانلود کرده اید، جهت افزودن انتخاب کنید.

Sketch > Include Library > Add .ZIP Library…

مرحله ششم : پروگرام کردن برنامه بر روی برد آردوینو

1- برد آردوینو را از طریق کابل USB به کامپیوتر متصل کنید.

2- نرم افزار آردوینو را بر روی سیستم خود اجرا کنید، اگر بار اول است که با برد Arduino کار می کنید و این نرم افزار را بر روی سیستم خود ندارید، می توانید نرم افزار آردوینو و نحوه نصب آن را از اینجا دریافت نمائید.

3- پس از اجرای نرم افزار آردوینو، از طریق منوی File بر روی گزینه New کلیک کنید.

4- تمامی کدهای زیر را کپی کنید و در پنجره جدید باز شده بچسبانید (Paste).

#include <TM1637.h>
//*************************Config Pin Display
#define CLK A5
#define DIO A4
TM1637 Display1(CLK, DIO);
int8_t Digitos[] = {8, 8, 8, 8};
int8_t Digit3;
int8_t Digit2;
int8_t Digit1;
int8_t Digit0;
//*************************Config Pin Buzzer
const int Buzzer = 8;
const int BuzzerGND = 9;
//*************************Config Pin SRF05
const int Echo = 3;
const int Trig = 2;
//*************************Config Pin Switch
const int PinSW = 12;
//*************************Config Value
int DurationSettings = 25;
String DistanceEnd;
int duration;
int distance;
int TimeDisplay;
String Value;
boolean Key;
int TimeSW;

void setup() {
  Display1.set(7);
  Display1.init();
  Display1.display(Digitos);
  pinMode(Buzzer, OUTPUT);
  pinMode(BuzzerGND, OUTPUT);
  pinMode(Trig, OUTPUT);
  pinMode(Echo, INPUT);
  pinMode(PinSW, INPUT_PULLUP);
  delay(2000);
  Display1.point(POINT_OFF);
  Digitos[3] = 16;
  Digitos[2] = 16;
  Digitos[1] = 16;
  Digitos[0] = 16;
}

void loop() {
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(Trig , LOW );
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(Trig , HIGH);
  duration = pulseIn(Echo , HIGH);
  distance = (duration / (58));
  DistanceEnd = String(distance);
  switch (DistanceEnd.length()) {
    case 1:
      Digit3 = 16;
      Digit2 = 16;
      Digit1 = 16;
      Value = DistanceEnd.substring(0, 1);
      Digit0 = Value.toInt();
      break;
    case 2:
      Digit3 = 16;
      Digit2 = 16;
      Value = DistanceEnd.substring(1, 2);
      Digit1 = Value.toInt();
      Value = DistanceEnd.substring(0, 1);
      Digit0 = Value.toInt();
      break;
    case 3:
      Digit3 = 16;
      Value = DistanceEnd.substring(2, 3);
      Digit2 = Value.toInt();
      Value = DistanceEnd.substring(1, 2);
      Digit1 = Value.toInt();
      Value = DistanceEnd.substring(0, 1);
      Digit0 = Value.toInt();
      break;
    case 4:
      Value = DistanceEnd.substring(3, 4);
      Digit3 = Value.toInt();
      Value = DistanceEnd.substring(2, 3);
      Digit2 = Value.toInt();
      Value = DistanceEnd.substring(1, 2);
      Digit1 = Value.toInt();
      Value = DistanceEnd.substring(0, 1);
      Digit0 = Value.toInt();
      break;
    default:
      Digit3 = 16;
      Digit2 = 16;
      Digit1 = 16;
      Digit0 = 16;
      break;
  }
  Digitos[3] = Digit3;
  Digitos[2] = Digit2;
  Digitos[1] = Digit1;
  Digitos[0] = Digit0;
  Display1.display(Digitos);
  int timer = 0;
  int BuzzerTime = 0;
  while (true) {
    timer++;
    delay (1);
    if (digitalRead(PinSW) == 0) {
      TimeSW++;
    } else {
      TimeSW = 0;
    }
    if (TimeSW >= 1500) Settings();
    if (timer > 500) break;
    if (distance < DurationSettings ) {
      BuzzerTime++;
      if (BuzzerTime < distance * 4) {
        digitalWrite(Buzzer , LOW );
      } else {
        digitalWrite(Buzzer , HIGH );
        if (BuzzerTime > distance * 4 + 80) {
          BuzzerTime = 0;
          digitalWrite(Buzzer , LOW );
        }
      }
    } else {
      digitalWrite(Buzzer , LOW );
      BuzzerTime = 0;
    }
  }
}

void Settings() {
  digitalWrite(Buzzer , LOW );
  TimeSW = 0;
  Key = 1;
  while (true) {
    TimeSW++;
    TimeDisplay++;
    Digit2 = DurationSettings % 10 ;
    Digit1 = (DurationSettings % 100) / 10 ;
    if (TimeDisplay  < 100) {
      Digitos[2] = Digit2 ;
      Digitos[1] = Digit1 ;
    } else {
      Digitos[2] = 16 ;
      Digitos[1] = 16 ;
    }
    Digitos[3] = 16 ;
    Digitos[0] = 16 ;
    if (TimeDisplay > 200) TimeDisplay = 0;
    Display1.display(Digitos);
    if (digitalRead(PinSW) == 0 && Key == 0) {
      Key = 1;
      TimeSW = 0;
      DurationSettings++;
      if (DurationSettings > 99 ) DurationSettings = 5;
    }
    if (digitalRead(PinSW) == 1 && Key == 1)Key = 0;
    if (TimeSW >= 1500) break;
    delay(1);
  }
  TimeSW = 0;
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

#include <TM1637.h>

//*************************Config Pin Display

#define CLK A5

#define DIO A4

TM1637 Display1(CLK, DIO);

int8_t Digitos[] = {8, 8, 8, 8};

int8_t Digit3;

int8_t Digit2;

int8_t Digit1;

int8_t Digit0;

//*************************Config Pin Buzzer

const int Buzzer = 8;

const int BuzzerGND = 9;

//*************************Config Pin SRF05

const int Echo = 3;

const int Trig = 2;

//*************************Config Pin Switch

const int PinSW = 12;

//*************************Config Value

int DurationSettings = 25;

String DistanceEnd;

int duration;

int distance;

int TimeDisplay;

String Value;

boolean Key;

int TimeSW;

void setup() {

Display1.set(7);

Display1.init();

Display1.display(Digitos);

pinMode(Buzzer, OUTPUT);

pinMode(BuzzerGND, OUTPUT);

pinMode(Trig, OUTPUT);

pinMode(Echo, INPUT);

pinMode(PinSW, INPUT_PULLUP);

delay(2000);

Display1.point(POINT_OFF);

Digitos[3] = 16;

Digitos[2] = 16;

Digitos[1] = 16;

Digitos[0] = 16;

}

void loop() {

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(Trig , LOW );

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(Trig , HIGH);

duration = pulseIn(Echo , HIGH);

distance = (duration / (58));

DistanceEnd = String(distance);

switch (DistanceEnd.length()) {

case 1:

Digit3 = 16;

Digit2 = 16;

Digit1 = 16;

Value = DistanceEnd.substring(0, 1);

Digit0 = Value.toInt();

break;

case 2:

Digit3 = 16;

Digit2 = 16;

Value = DistanceEnd.substring(1, 2);

Digit1 = Value.toInt();

Value = DistanceEnd.substring(0, 1);

Digit0 = Value.toInt();

break;

case 3:

Digit3 = 16;

Value = DistanceEnd.substring(2, 3);

Digit2 = Value.toInt();

Value = DistanceEnd.substring(1, 2);

Digit1 = Value.toInt();

Value = DistanceEnd.substring(0, 1);

Digit0 = Value.toInt();

break;

case 4:

Value = DistanceEnd.substring(3, 4);

Digit3 = Value.toInt();

Value = DistanceEnd.substring(2, 3);

Digit2 = Value.toInt();

Value = DistanceEnd.substring(1, 2);

Digit1 = Value.toInt();

Value = DistanceEnd.substring(0, 1);

Digit0 = Value.toInt();

break;

default:

Digit3 = 16;

Digit2 = 16;

Digit1 = 16;

Digit0 = 16;

break;

}

Digitos[3] = Digit3;

Digitos[2] = Digit2;

Digitos[1] = Digit1;

Digitos[0] = Digit0;

Display1.display(Digitos);

int timer = 0;

int BuzzerTime = 0;

while (true) {

timer++;

delay (1);

if (digitalRead(PinSW) == 0) {

TimeSW++;

} else {

TimeSW = 0;

}

if (TimeSW >= 1500) Settings();

if (timer > 500) break;

if (distance < DurationSettings ) {

BuzzerTime++;

if (BuzzerTime < distance * 4) {

digitalWrite(Buzzer , LOW );

} else {

digitalWrite(Buzzer , HIGH );

if (BuzzerTime > distance * 4 + 80) {

BuzzerTime = 0;

digitalWrite(Buzzer , LOW );

}

} else {

digitalWrite(Buzzer , LOW );

BuzzerTime = 0;

}

void Settings() {

digitalWrite(Buzzer , LOW );

TimeSW = 0;

Key = 1;

while (true) {

TimeSW++;

TimeDisplay++;

Digit2 = DurationSettings % 10 ;

Digit1 = (DurationSettings % 100) / 10 ;

if (TimeDisplay < 100) {

Digitos[2] = Digit2 ;

Digitos[1] = Digit1 ;

} else {

Digitos[2] = 16 ;

Digitos[1] = 16 ;

}

Digitos[3] = 16 ;

Digitos[0] = 16 ;

if (TimeDisplay > 200) TimeDisplay = 0;

Display1.display(Digitos);

if (digitalRead(PinSW) == 0 && Key == 0) {

Key = 1;

TimeSW = 0;

DurationSettings++;

if (DurationSettings > 99 ) DurationSettings = 5;

}

if (digitalRead(PinSW) == 1 && Key == 1)Key = 0;

if (TimeSW >= 1500) break;

delay(1);

}

TimeSW = 0;

}

5- حال از طریق منوی File گزینه Save را انتخاب کنید و برنامه را در محل دلخواه خود ذخیره کنید.

6- پس از ذخیره برنامه از طریق منوی Tools به زیر منوی Board رفته و از لیست کشویی باز شده آیتم Arduino/Genuino Uno را انتخاب کنید.

7- دوباره از طریق همان منوی Tools به زیر منوی Port رفته و از لیست کشویی باز شده شماره پورت USB که از طریق آن برد آردینو به کامپیوتر متصل شده است را انتخاب کنید.

8- در پایان برای انتقال برنامه به برد آردوینو کافیست تا بر روی آیکون در نرم افزار برنامه نویسی آردوینو کلیک کنید.

مرحله هفتم : راه اندازی پروژه

1- برد آردوینو را به صورت کامل از کامپیوتر جدا کنید.

2- توسط یک آداپتور 12 ولت DC با حداقل جریان 200 میلی آمپر برد آردوینو را راه اندازی کنید.

3- در صورتیکه در هنگام ساخت پروژه، تمامی مراحل قبل را به درستی انجام داده باشید باید مقدار فاصله ماژول SRF05 با جسم یا اجسام مقابل آنرا بر حسب سانتی متر بر روی نمایشگر سون سگمنت مشاهده کنید.

4- در حالت پیش فرض مقدار فاصله اعلام خطر بر روی عدد 25 سانتی متر تنظیم شده است. این به این معنا است که اگر فاصله ماژول التراسونیک SRF05 با جسمی کمتر از 25 سانتی متر شود، بازر موجود در پروژه فعال می شود و شروع به پخش صدای بوق به صورت ضربانی می کند.

مرحله هشتم : تغییر مقدار فاصله اعلام خطر

1- کلید فشاری را به مدت 3 ثانیه نگه دارید، تا زمانیکه عدد فاصله فعلی که به صورت پیش فرض 25 سانتی متر تنظیم شده است به صورت چشمک زن بر روی نمایشگر سون سگمنت ظاهر شود.

2- حال می توانید با هر بار فشار کلید، مقدار فاصله مورد نظر خود را انتخاب کنید.

3- پس از انتخاب فاصله مورد نظر برای ذخیره و اعمال تنظیم، تنها کافی است به مدت حداقل 3 ثانیه به کلید دست نزنید.

ویدیو ضبط شده از نحوه عملکرد پروژه

دانلود ویدئو با لینک مستقیم از سرورهای پرقدرت الکترونیک 98

الکترونیک 98 آموزش الکترونیک-رباتیک-برق-برنامه نویسی میکروکنترلرها، رسپبری پای و آردوینو

ساخت سنسور دنده عقب با ماژول فاصله سنج SRF05 و آردوینو

لیست قطعات مورد نیاز

مرحله اول : اتصال ماژول اولتراسونیک SRF05 به برد آردوینو

مرحله دوم : اتصال کلید به برد آردوینو

مرحله سوم : اتصال ماژول نمایگشر سون سگمنت TM1637

مرحله چهارم : اتصال بازر Buzzer به برد آردوینو

مرحله پنجم : نصب کتابخانه TM1637.h در نرم افزار آردوینو

مرحله ششم : پروگرام کردن برنامه بر روی برد آردوینو

مرحله هفتم : راه اندازی پروژه

مرحله هشتم : تغییر مقدار فاصله اعلام خطر

ویدیو ضبط شده از نحوه عملکرد پروژه

78 دیدگاه