Introduzione
Salve.
Da alcune settimane, dopo che mi è arrivato il sensore ad ultrasuoni HC-SR04, acquistato su ebay per pochi euro, ho rimesso mano al saldatore, e adesso, desidero illustrarvi i risultati ottenuti, nel caso possano interessarvi. In sostanza, si tratta di un misuratore di distanza ad ultrasuoni, molto piccolo, economico e tutto sommato facile da usare, purché ovviamente si utilizzi un microcontrollore per gestirlo.
Descrizione
Questo piccolo gioiello visibile nella foto, non fa altro che trasmettere un segnale ad ultrasuoni alla frequenza di circa 40 Khz, una decina di onde circa in tutto, ed attendere pazientemente che tale segnale, urtando contro un ipotetico ostacolo, sia riflesso indietro per essere ricevuto, esattamente come se si trattasse di un radar.
Tra l'istante in cui viene trasmesso il segnale, e l'istante in cui viene ricevuto l'eco, sul pin d'uscita denominato per l'appunto "ECO", viene inviato un impulso, di durata pari al tempo occorso al segnale a compiere il tragitto di andata e ritorno.
Andando quindi a misurare la durata di tale impulso, è possibile risalire al tempo impiegato per ricevere l'eco, e di conseguenza, siccome sappiamo dalla fisica, che lo spazio è uguale alla velocità di propagazione del suono nell'aria per il tempo impiegato a percorrere tale spazio (s=V*t), eseguendo questo semplice prodotto, troveremo il doppio della distanza alla quale si trova l'ostacolo che ha riflesso l'eco, cioè il percorso di andata e ritorno del segnale, eseguendo una ulteriore divisione per due, troveremo la distanza reale a cui si trova l'ostacolo. La formula finale sarà quindi s=v*t/2.
Va solo ricordato che per innescare il processo di misura, occorre che un impulso di durata pari ad almeno 10 uS venga inviato all'ingresso "TRIG" del sensore; eventualmente ripetuto ad intervalli non inferiori a 60 mS, qualora occorra effettuare misure a ripetizione, questo, per consentire alla logica interna di eseguire correttamente tutte le elaborazioni necessarie. La distana massima rilevabile è di 500 cm circa con un errore di più o meno 3 mm, ma questa ed altre utili informazioni potrete ricavarle leggendo il data sheet che troverete facilmente in rete.
Naturalmente per gestire un tale
dispositivo, occorre necessariamente impiegare un microcontrollore, ed io ho
affidato questo compito ad un PIC16F628, il quale, genera un impulso di circa 20
uS ogni 55 ms circa, misura la durata dell'impulso generato dal sensore sul pin
"ECO", esegue il semplice calcolo di cui abbiamo parlato prima, e visualizza il
risultato su un display di 2 righe per 16 caratteri, con protocollo HD44780
della Hitachi, in merito al quale potrete trovare degli utili approfondimenti,
nel link seguente:
CARATTERI SPECIALI PER DISPLAY "HD44780"
Vi ricordo solamente, che la misura viene eseguita efficacemente grazie al
modulo CCP del pic, attivato in modalità "CAPTURE".
Piccola nota in merito al circuito
stampato: I due condensatori da 27 pF, nello schema elettrico sono collegati a
massa, nel C.S. per comodità realizzativa al positivo, ma ai fini funzionali non
cambia nulla.
Qui troverete il file
ASM, dove ho evidenziato con delle indicazioni, tutte le
operazioni eseguite, alcune delle quali o parti di esse, forse potranno esservi
utili in altre applicazioni.
Saluti, buon divertimento e naturalmente Buon Anno.
Francesco.
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