Dalam proyek ini kita akan menghubungkan modul sensor Ultrasonik HC-SR04 ke Raspberry Pi untuk mengukur jarak. Kami sebelumnya telah menggunakan sensor Ultrasonik dengan Raspberry Pi untuk membangun Robot Penghindaran Rintangan. Sebelum melangkah lebih jauh, beri tahu tentang Sensor ultrasonik.
Sensor Ultrasonik HC-SR04:
Sensor Ultrasonik digunakan untuk mengukur jarak dengan akurasi tinggi dan pembacaan yang stabil. Ini dapat mengukur jarak dari 2cm hingga 400cm atau dari 1 inci hingga 13 kaki. Ini memancarkan gelombang ultrasonik pada frekuensi 40KHz di udara dan jika benda itu menghalangi jalannya maka akan memantul kembali ke sensor. Dengan menggunakan waktu yang dibutuhkan untuk menyerang objek dan kembali, Anda dapat menghitung jarak.
Sensor ultrasonik menggunakan teknik yang disebut "ECHO". "ECHO" hanyalah gelombang suara yang dipantulkan. Anda akan memiliki ECHO saat suara memantul kembali setelah mencapai jalan buntu.
Modul HCSR04 menghasilkan getaran suara dalam jangkauan ultrasonik ketika kita membuat pin 'Pemicu' tinggi sekitar 10us yang akan mengirim ledakan sonik 8 siklus dengan kecepatan suara dan setelah menabrak objek, itu akan diterima oleh pin Echo. Bergantung pada waktu yang dibutuhkan oleh getaran suara untuk kembali, ini memberikan keluaran pulsa yang sesuai. Jika jarak benda jauh maka ECHO membutuhkan waktu lebih lama untuk didengar dan lebar pulsa keluaran akan besar. Dan jika obstacle sudah dekat, maka ECHO akan terdengar lebih cepat dan lebar pulsa keluaran akan lebih kecil.
Kita bisa menghitung jarak benda berdasarkan waktu yang dibutuhkan gelombang ultrasonik untuk kembali ke sensor. Karena waktu dan kecepatan suara diketahui, kita dapat menghitung jarak dengan rumus berikut.
- Jarak = (Waktu x Kecepatan Suara di Udara (343 m / s)) / 2.
Nilai tersebut dibagi dua karena gelombang bergerak maju dan mundur yang menempuh jarak yang sama, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mencapai halangan hanyalah setengah dari total waktu yang dibutuhkan.
Jadi Jarak dalam sentimeter = 17150 * T
Kami sebelumnya telah membuat banyak proyek berguna menggunakan sensor Ultrasonik dan Arduino ini, periksa di bawah ini:
- Pengukuran Jarak Berbasis Arduino menggunakan Sensor Ultrasonik
- Alarm Pintu menggunakan Arduino dan Ultrasonic Sensor
- Pemantauan Dumpster Berbasis IOT menggunakan Arduino
Komponen yang Dibutuhkan:
Di sini kami menggunakan Raspberry Pi 2 Model B dengan Raspbian Jessie OS. Semua persyaratan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak dasar telah dibahas sebelumnya, Anda dapat mencarinya di Pengenalan Raspberry Pi dan LED Berkedip Raspberry PI untuk memulai, selain yang kami butuhkan:
- Raspberry Pi dengan OS yang sudah diinstal sebelumnya
- Sensor Ultrasonik HC-SR04
- Catu daya (5v)
- 1KΩ resistor (3 buah)
- Kapasitor 1000uF
- LCD 16 * 2 karakter
Penjelasan Sirkuit:
Koneksi antara Raspberry Pi dan LCD diberikan pada tabel di bawah ini:
|
Koneksi LCD |
Koneksi Raspberry Pi |
|
GND |
GND |
|
VCC |
+ 5V |
|
VEE |
GND |
|
RS |
GPIO17 |
|
R / W |
GND |
|
EN |
GPIO27 |
|
D0 |
GPIO24 |
|
D1 |
GPIO23 |
|
D2 |
GPIO18 |
|
D3 |
GPIO26 |
|
D4 |
GPIO5 |
|
D5 |
GPIO6 |
|
D6 |
GPIO13 |
|
D7 |
GPIO19 |
Pada rangkaian ini digunakan komunikasi 8bit (D0-D7) untuk menghubungkan LCD dengan Raspberry Pi, namun hal ini tidak wajib, kita juga dapat menggunakan komunikasi 4 bit (D4-D7), namun dengan program komunikasi 4 bit menjadi sedikit. rumit untuk pemula jadi cukup gunakan komunikasi 8 bit. Di sini kami telah menghubungkan 10 pin LCD ke Raspberry Pi di mana 8 pin adalah pin data dan 2 pin adalah Pin kontrol.
Di bawah ini adalah diagram rangkaian untuk menghubungkan sensor HC-SR04 dan LCD dengan Raspberry Pi untuk mengukur jarak.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, Sensor Ultrasonik HC-SR04 memiliki empat pin,
- PIN1- VCC atau + 5V
- PIN2- TRIGGER (Pulsa tinggi 10us diberikan untuk memberi tahu sensor untuk merasakan jarak)
- PIN3- ECHO (Menyediakan output pulsa yang lebarnya mewakili jarak setelah pemicu)
- PIN4- GROUND
Pin Echo menyediakan pulsa output + 5V yang tidak dapat dihubungkan ke Raspberry Pi secara langsung. Jadi kita akan menggunakan Rangkaian Pembagi Tegangan (dibangun menggunakan R1 dan R2) untuk mendapatkan logika + 3.3V, bukan logika + 5V.
Penjelasan Kerja:
Pengerjaan lengkap Raspberry Pi Distance Measure berjalan sebagai, 1. Memicu sensor dengan menarik pin pemicu selama 10uS.
2. Gelombang suara dikirim oleh sensor. Setelah menerima ECHO, modul sensor memberikan keluaran yang sebanding dengan jarak.
3. Kami akan mencatat waktu ketika pulsa keluaran berubah dari RENDAH ke TINGGI dan kapan lagi ketika bentuk TINGGI ke RENDAH.
4. Kami akan memiliki waktu mulai dan berhenti. Kami akan menggunakan persamaan jarak untuk menghitung jarak.
5. Jarak ditampilkan dalam layar LCD 16x2.
Karenanya kami telah menulis Program Python untuk Raspberry Pi untuk melakukan fungsi-fungsi berikut:
1. Untuk mengirim pemicu ke sensor
2. Catat waktu mulai dan berhenti output pulsa dari sensor.
3. Menghitung jarak dengan menggunakan waktu START dan STOP.
4. Untuk Menampilkan hasil yang diperoleh pada LCD 16 * 2.
Program Lengkap dan Video Demo diberikan di bawah ini. Program dijelaskan dengan baik melalui komentar, jika Anda ragu, Anda dapat bertanya di bagian komentar di bawah.