Distance meter arduino

• 16×2 LCD Display Module | How it’s Works

Circuit Wiring

Working Principle of Distance Measurement using Ultrasonic Sensor and Arduino with LCD display

After connecting all the components according to the circuit diagram and uploading the code on Arduino, now turn on the power supply. At the same time, the ultrasonic sensor starts emitting sound waves from the transmitter part. When any object comes in front of the sensor then the sound wave reflects back from the object surface to the sensor receiver part. Now the ultrasonic sensor sens the reflected sound wave and the sensor echo pin produce a high pulse output. This output pulse duration is equal to the time difference between the transmitted sound wave and the received sound wave.

Then the Arduino read the high pulse output from the sensor echo pin. This way Arduino calculates the time duration and measure the distance.

s = (v x t)/2

Where s = distance between the sensor and object. v = speed of sound in Air (0.034cm/µs or 340 m/s) . t = the sound waves take time to reflect back from the object surface. We need to divide the distance value by 2 because time will be double as the waves travel and reflect back from the object.

Then Arduino prints the distance value on the LCD display in the Cm and Inch unit. The ultrasonic sensor can measure distance in the range of 2 cm to 400 cm. When the object present outside of this distance range, this time buzzer and LED will turn on and indicate the object is present outside of the distance range.

Arduino Code

/*
Distance Measurement using Ultrasonic Sensor
Distance Meter
http://www.electroduino.com
*/
//libraries for LCD Display
#include

// Define LCD display pins
LiquidCrystal lcd(8,7,6,5,4,3);

#define trigpin 9 // Define sensor trig pin is connected to Pin 9
#define echopin 10 // Define sensor Echo pin is connected to Pin 10
#define LEDpin 11 // Define LED is connected to Pin 11
#define buzzerpin 12 // Define Buzzer is connected to Pin 12

//Define variables
float time=0,distanceCm=0,distanceInch=0;

void setup()
<
pinMode(LEDpin,OUTPUT); // Set LED pin as OUTPUT
pinMode(buzzerpin,OUTPUT);// Set Buzzer pin as OUTPUT

lcd.begin(16,2);
pinMode(trigpin,OUTPUT); // Set Trig pin as OUTPUT
pinMode(echopin,INPUT); // Set Echo pin as INPUT
// Print massage on LCD Display
lcd.print(«Distance Meter»);
delay(2000);
lcd.clear();
lcd.print(» Electroduino «);
delay(2000);
>

void loop()
<
lcd.clear();
// Ultrasonic sound transmitter and Receiver
// & calculate the time period
digitalWrite(trigpin,LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigpin,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigpin,LOW);
delayMicroseconds(2);
time=pulseIn(echopin,HIGH);

distanceCm=time*340/20000; // Distance value in CM
distanceInch= distanceCm/100;// Distance value in M

// Print Distance value on LCD Disply in CM unit
lcd.clear();
lcd.print(«Distance:»);
lcd.print(distanceCm);
lcd.print(«cm»);
// Print Distance value on LCD Disply in M unit
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(«Distance:»);
lcd.print(distanceInch);
lcd.print(«m»);
delay(2000);

// when distance greater than 400 cm or less than 2cm
if ( distanceCm > 400 || distanceCm
<
// Print message on LCD Disply in CM unit
lcd.print(» Distance «);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(«Out of Range»);

digitalWrite(buzzerpin,HIGH); // buzzer ON
digitalWrite(LEDpin,HIGH); // LED ON
delay(2000);
>
else
<
digitalWrite(buzzerpin,LOW); // buzzer OFF
digitalWrite(LEDpin,LOW); // LED OFF
>
>

Источник

Измерение расстояний с помощью Arduino и ультразвукового датчика

Ультразвуковые датчики в настоящее время находят широкое применение для измерений расстояния, измерения уровня воды и других подобных задач. С их помощью можно эффективно и точно измерять небольшие расстояния. В этом проекте мы будем использовать ультразвуковой датчик для определения расстояния от датчика до препятствия. Принцип измерения расстояния с помощью ультразвукового датчика основан на эффекте эхо (ECHO). Когда звуковая волна излучается в окружающее пространство то, если она встречает на своем пути препятствие, она отражается от него и возвращается обратно к источнику в виде эхо. Все, что нам нужно сделать в этом случае, это определить время, за которое звуковая волна достигнет препятствия и вернется обратно. Поскольку скорость звука нам известна, то после небольших вычислений мы сможем на основе этого измеренного времени определить расстояние до препятствия.

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress) или Pro Mini.
2. Ультразвуковой датчик HC-SR04 (купить на AliExpress).
3. ЖК дисплей 16×2 (купить на AliExpress).
4. Шкала (линейка).
5. Батарейка на 9 В.
6. Макетная плата.
7. Соединительные провода.

Принцип работы ультразвукового датчика HC-SR04

Ультразвуковой датчик HC-SR04 в нашем проекте используется для измерения расстояний в диапазоне 2-400 см с точностью 3 мм. Датчик состоит из ультразвукового передатчика, ультразвукового приемника и схемы управления. Основные принципы работы ультразвукового датчика состоят в следующем:

1. Вначале с формируется сигнал высокого уровня длительностью 10 мкс, который запускает в работу ультразвуковой датчик.
2. Затем модуль автоматически посылает 8 импульсов с частотой 40 кГц, а затем проверяет приняты они или нет.
3. Если эти излученные сигналы принимаются, то вычисляется время между временем передачи этих импульсов и их приемом.

Расстояние затем можно рассчитать по следующей формуле:

Distance= (Time x Speed of Sound in Air (340 m/s))/2

где Time – измеренное датчиком время;
Speed of Sound in Air – скорость звука в воздухе, равная 340 м/с.

Временные диаграммы

Как уже указывалось, измерение расстояний осуществляется на основе эхо. Вначале передается импульс длительностью 10 мкс чтобы запустить модуль в работу. После этого модуль автоматически передает 8 импульсов с частотой 40 кГц (то есть ультразвуковая частота) и проверяет эхо – то есть не вернулись ли эти импульсы обратно, отразившись от препятствия. Если импульсы вернулись обратно, то расстояние до препятствия можно рассчитать по следующей формуле:

Distance= (time x speed)/2

В этой формуле мы разделили произведение скорости и времени на 2 потому что измеренное время равно сумме времен распространения звуковой волны до препятствия и обратно. То есть время, чтобы звук достиг препятствия, равно половине времени, измеренного датчиком.

Временные диаграммы работы модуля приведены на следующем рисунке:

Работа схемы

Схема устройства для измерения расстояний с помощью Arduino и ультразвукового датчика представлена на следующем рисунке.

На представленной схеме контакты модуля с ультразвуковым датчиком с названиями “trigger” и “echo” напрямую подсоединены к контактам 18(A4) и 19(A5) платы Arduino. Жидкокристаллический (ЖК) дисплей 16×2 подсоединен к Arduino в 4-битном режиме. Управляющие контакты RS, RW и En напрямую подсоединены к контактам 2, GND и 3 Arduino. Контакты для передачи данных D4-D7 подсоединены к контактам 4, 5, 6, 7 Arduino.

Сначала нам необходимо запустить ультразвуковой датчик в работу, подав на его вход сигнал длительностью 10 мкс. Затем мы должны подождать когда будет осуществлен прием сигналов эхо (то есть отраженных от препятствия). Arduino считывает время между запуском модуля в работу и приемом эхо. Мы знаем что скорость звука в воздухе составляет примерно 340 м/с, поэтому мы можем рассчитать расстояние до препятствия по следующей формуле:

Distance= (travel time/2) * speed of sound

где speed of sound (скорость звука) составляет примерно 340 м/с.

Затем на ЖК дисплее 16×2 производится отображение измеренного расстояния.

Исходный код программы

В представленном участке кода мы производим измерение времени с помощью функции pulseIn(pin). Затем после выполнения необходимых вычислений мы показываем результат на ЖК дисплее 16×2.

Источник