Mały system alarmowy wykorzystujący płytkę zgodną z Super Tiny Arduino!: 10 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Witam, dzisiaj zrobimy mały fajny projekt. Zbudujemy malutkie urządzenie alarmowe, które mierzy odległość między sobą a obiektem przed nim. A gdy obiekt przekroczy ustaloną odległość, urządzenie powiadomi Cię głośnym dźwiękiem brzęczyka.

Do wykonania malutkiego urządzenia alarmowego potrzebujemy maleńkich podzespołów, dlatego jako mikrokontrolera zastosowaliśmy PICO, który spełnia nasze potrzeby, a jednocześnie jest bardzo mały. Użyliśmy również powszechnie używanych komponentów do odczytu odległości i podania sygnału do brzęczyka. Ten projekt zajmie Ci około 45 minut, jeśli zdecydujesz się użyć dostarczonego kodu.

Krok 1: Komponenty

• 1 tablica PICO, dostępna na mellbell.cc (17 USD)
• 1 czujnik ultradźwiękowy, eBay (1,03 USD)
• 1 mały brzęczyk 5 ~ 6 V, pakiet 10 w serwisie eBay (1,39 USD)
• 3 diody LED 5 mm (różne kolory), pakiet 100 w serwisie eBay (0,99 USD)
• 4 rezystory 330 omów, pakiet 100 w serwisie eBay (1,08 USD)
• 12 przewodów połączeniowych, wiązka 40 szt. w serwisie eBay (0,99 USD)
• 1 mini deska do krojenia chleba, pakiet 5 w serwisie eBay (2,52 USD)

Krok 2: Jak działają czujniki ultradźwiękowe

Zanim podłączysz czujnik ultradźwiękowy i zaczniesz go używać, dowiedzmy się, jak to działa:

• Najpierw wysyła falę ultradźwiękową z przetwornika nadajnika (lewy przetwornik). Jeśli przed czujnikiem znajduje się przedmiot, fale uderzają w ten przedmiot i wracają z powrotem do przetwornika odbiornika (przetwornik prawy)
• Następnie mikrokontroler oblicza czas pomiędzy wysłaniem fal a ich odebraniem. Następnie mikrokontroler wykonuje pewne obliczenia matematyczne i pobiera odległość między czujnikiem a obiektem przed nim.
• Jest to wzór używany do obliczenia odległości w CM: (czas trwania / 2)/29,1 (możesz znaleźć matematykę za tym wzorem na powyższym obrazku).

Krok 3: Połączenie czujnika ultradźwiękowego z PICO

Pierwszą rzeczą do zrobienia jest przyjrzenie się swojemu PICO i zobaczenie, co możesz z nim zrobić. Jak widać, PICO ma 5 cyfrowych pinów I/O i 3 analogowe piny wejściowe. Które będą używane w następujący sposób:

Wyjścia czujnika ultradźwiękowego:

• VCC (czujnik ultradźwiękowy) - VCC (PICO)
• GND (czujnik ultradźwiękowy) - GND (PICO)
• Trig (czujnik ultradźwiękowy) - A1 (PICO)
• Echo (czujnik ultradźwiękowy) - A0 (PICO)

Teraz wystarczy połączyć czujnik ultradźwiękowy z PICO i upewnić się, że wszystko jest idealne.

Krok 4: Szkic czujnika ultradźwiękowego

Teraz musisz stworzyć program, który pobiera odległość zmierzoną przez czujnik ultradźwiękowy i wyświetla ją na monitorze szeregowym. Abyś mógł uzyskać odczyty i upewnić się, że wszystko jest podłączone i działa poprawnie.

Utwórz funkcję o nazwiemeasureDistance, która jest odpowiedzialna za mierzenie czasu między wysłaniem sygnału a jego odebraniem oraz obliczanie odległości. Musisz również wyświetlić odczyty na monitorze szeregowym, aby móc debugować projekt w IDE.

Możesz pobrać załączony program, jeśli nie chcesz go sam pisać. Możesz również zobaczyć, jak powinny wyglądać odczyty monitora szeregowego na powyższym obrazku.

Krok 5: Podłączanie brzęczyka

Teraz, gdy masz czujnik, który podaje odległość między nim a dowolnym obiektem przed nim. Musisz coś zrobić z odczytami, a jak powiedzieliśmy wcześniej, brzęczyk będzie wydawał głośny dźwięk, gdy obiekt przed czujnikiem znajdzie się zbyt daleko.

Praca z brzęczykami jest bardzo prosta, ponieważ mają tylko dwa stany działania, ON lub OFF. Mają też tylko dwie nogi, jedna jest dodatnia (długa noga), a druga ujemna (krótka noga).

• Po przyłożeniu 5 V do brzęczyka włącza się i wydaje głośny brzęczący dźwięk.
• Gdy do brzęczyka zostanie doprowadzone 0 V, wyłącza się on i brzęczyk nie jest generowany.

Krok 6: Programowanie brzęczyka

Chcesz, aby brzęczyk zaczął brzęczeć, gdy obiekt przed czujnikiem znajdzie się dalej niż 20 CM i wyłączy się, gdy obiekt znajdzie się bliżej 20 CM „Możesz użyć dowolnej odległości”.

Załączony program zawiera kod, który pobiera odczyty z czujnika ultradźwiękowego i wysyła rozkazy do brzęczyka. Które mają zacząć hałasować, gdy obiekt znajduje się dalej niż 20 CM, i przestać, gdy jest bliżej.

Pamiętaj, że możesz dostosować kod do dowolnych reguł i odległości.

Krok 7: Podłączanie diod LED

Teraz chcesz dodać do projektu trzy diody LED, aby uczynić go bardziej interaktywnym i dynamicznym.

Użyliśmy zwykłych diod LED 5 mm, które mają tylko dwie nogi, dodatnią (długa noga) i ujemna (krótka noga). A gdy doprowadzimy 5V do diody, włącza się, gdy podamy 0V, wyłącza się. Możesz użyć dowolnego rodzaju diod LED, a jeśli masz jakieś pytania, możesz je zadać.

Krok 8: Programowanie diod LED

W naszym projekcie zastosowaliśmy 3 diody LED, które świecą w zależności od odległości między czujnikiem a obiektem przed nim.

Niebieska dioda LED włączy się, gdy odległość będzie mniejsza niż 10 cm. Żółta dioda LED zaświeci się, gdy odległość będzie wynosić od 10 cm do 20 cm. Czerwona dioda LED zaświeci się, gdy odległość przekroczy 20 cm.

I znowu pamiętaj, że możesz dostosować reguły, które kontrolują sposób świecenia twoich diod LED.

Krok 9: Podłączanie źródła zasilania

Na tym etapie chcesz mieć możliwość korzystania z małego alarmu bez konieczności podłączania go do komputera. Dodaj więc baterię 9V do swojego projektu i podłącz ją do swojego PICO.

• Dodatni czerwony przewód (akumulator) - Vin (PICO)
• Ujemny czarny przewód (akumulator) - GND (PICO)

A teraz Twój system alarmowy będzie działał bez konieczności podłączania do komputera.

Krok 10: Gotowe

Gratulacje! Teraz masz urządzenie, które ostrzega Cię na podstawie odległości obiektu przed nim. Nie zapominaj również, że możesz dostosować jego zasady i zmienić sposób i przyczynę dźwięku brzęczyka.

Możesz nas znaleźć na naszej stronie na Facebooku oraz na mellbell.cc. Zapraszamy do zadawania pytań, chętnie na nie odpowiemy:)