Tabla de contenido
resumen
Este tutorial trata sobre la interfaz de . sensor ultrasónico impermeable JSN-SR04T/AJ-SR04M Y Arduino y SSD1306 Pantalla OLED Para ver el ultrasonido distanciaCompilar previamente Indicador de nivel de agua de IoT Utilice este sensor.
Si está trabajando en un proyecto que incluye Medición de distancias o Detección de objetos En ambientes al aire libre, tradicional Sensor ultrasónico HC-SR04 Puede no ser la mejor opción debido a su vulnerabilidad y falta impermeabilizanteAfortunadamente, existen alternativas como JSN-SR04T Y AJ-SR04M Sensor ultrasónico impermeable Puede soportar condiciones difíciles, lo que lo hace ideal para aplicaciones al aire libre. Estos sensores son compatibles con una variedad de Arduino El tablero puede medir distancias que van desde 25-450cm.
En este artículo, exploraremos las diferencias entre HC-SR04 Y JSN-SR04T/AJ-SR04M Sensor. Echaremos un vistazo al sensor ultrasónico impermeable JSN-SR04T / AJ-SR04M Pinout, Interfaz con Arduino, programación y pruebas reales. También explica cómo conectar y utilizar estos sensores con pantallas de soporte I2C. Módulo de pantalla OLED SSD1306Al final de este tutorial, tendrá el conocimiento para integrar. JSN-SR04T / AJ-SR04M Sensor ultrasónico impermeable Para su proyecto para capacidades versátiles de medición de distancia y detección de objetos.
Lista de materiales
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¿Cómo funciona un sensor de distancia ultrasónico?
Los sensores ultrasónicos emiten ondas sonoras a frecuencias más altas de las que los humanos pueden escuchar, generalmente en el rango ultrasónico, por lo que reciben su nombre. Estas ondas viajan por el aire hasta que encuentran un obstáculo y se reflejan de nuevo en el sensor. Este principio de funcionamiento es similar a la mecánica del radar y el sonar, y también es la forma en que navegan los murciélagos, por lo que a veces se llama “ecolocalización”.
Aquí hay un desglose básico paso a paso de cómo funciona un sensor ultrasónico:
- Emisión ultrasónica: El sensor activa el transmisor ultrasónico y emite una ráfaga de ondas ultrasónicas.
- Movimiento de onda y reflexión: Estas ondas sonoras viajan por el aire hasta que golpean un objeto. Cuando se encuentra con un objeto, rebota hacia el sensor.
- Recepción de Echo: Las ondas de sonido reflejadas, o “ecos”, son detectadas por receptores ultrasónicos.
- Cálculo del tiempo: Los sensores miden el tiempo que tardan las ondas sonoras en llegar a un objeto y regresar. Esto a menudo se conoce como el “tiempo de vuelo”.
- Cálculo de distancia: El sensor calcula la distancia a un objeto utilizando la velocidad del sonido en el aire a unos 343 metros por segundo al nivel del mar en condiciones normales. Esto se hace usando la fórmula distancia = (tiempo de vuelo x velocidad del sonido) / 2. Dado que la onda sonora viaja al objeto y debe regresar nuevamente, se requiere división por 2, por lo que la distancia total es el doble de la distancia al objeto.
Los sensores ultrasónicos se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluida la robótica (detección y evitación de obstáculos), la detección de nivel (para detectar el nivel de líquido en los tanques) e incluso la tecnología de asistencia para el estacionamiento de automóviles.
JSN-SR04T / AJ-SR04M Sensor ultrasónico impermeable
El JSN-SR04T/AJ-SR04M es un módulo de sensor ultrasónico impermeable versátil y robusto que destaca por la medición de distancia sin contacto. Con una increíble capacidad de alcance de 25 cm a 450 cm y una precisión de hasta 2 mm, este sensor ha demostrado ser altamente preciso y confiable en muchas aplicaciones.
Característicamente, el módulo sensor JSN-SR04T/AJ-SR04M consta de dos componentes independientes: un transductor que actúa como elemento sensor y un tablero de control que procesa las señales recibidas. Este diseño de doble componente recuerda a los sensores ultrasónicos que se encuentran en los parachoques de los automóviles, lo que sugiere la robustez y confiabilidad del sensor en aplicaciones del mundo real.
Con una sonda de detección ultrasónica integrada de grado industrial, este sensor está diseñado para soportar condiciones adversas al tiempo que proporciona un rendimiento estable y alta precisión. Su característica impermeable agrega otra capa de durabilidad y es adecuada para aplicaciones al aire libre y escenarios que involucran agua.
Los sensores JSN-SR04T/AJ-SR04M se pueden utilizar no solo para la medición de distancias, sino también para una amplia gama de aplicaciones. Esto incluye nivelación, evitación de obstáculos, control automático y monitoreo de objetos.
JSN-SR04T/AJ-SR04M Características y especificaciones
El JSN-SR04T/AJ-SR04M es un módulo de sensor ultrasónico resistente al agua con muchas características y especificaciones adecuadas para una amplia gama de aplicaciones. Las características y especificaciones clave incluyen:
Funciones:
- Impermeabilizante: El sensor está diseñado para funcionar eficazmente en condiciones húmedas o mojadas.
- Diseño de grado industrial: Adopta un diseño de sonda de detección ultrasónica integrada de grado industrial para mejorar la durabilidad y el rendimiento.
- Sonda y módulo separados: El módulo consta de dos partes, una placa de control y una sonda de detección, lo que permite una instalación flexible.
- Alta precisión: El sensor es capaz de medir distancias de alta precisión.
Especificación:
- Voltaje de funcionamiento: Por lo general, funciona con un voltaje de 5V DC.
- Frecuencia de funcionamiento: El sensor ultrasónico funciona a una frecuencia de 40 kHz.
- Gama: Puede medir distancias de 25 cm a 450 cm.
- Precisión de rango: Puede medir con una precisión de hasta 2 mm.
- Interfaz: El sensor tiene una interfaz de 4 pines (VCC, GND, Trig, Echo).
- Temperatura de funcionamiento: El sensor puede funcionar en un amplio rango de temperaturas, normalmente de -20 °C a +70 °C.
- Ángulo de detección: El ángulo de detección del sensor suele ser de hasta 70 grados.
Pinout JSN-SR04T/AJ-SR04M
El módulo sensor ultrasónico JSN-SR04T tiene cuatro pines.
- VCC: Por lo general, alimenta el sensor con una fuente de alimentación de 5V CC.
- Trig (Rx): Inicia un pulso ultrasónico cuando se transmite un pulso alto.
- Eco (TX): Emite un pulso proporcional a la distancia al objeto.
- GND (Tierra): Conéctese a tierra del sistema para completar el circuito.
JSN-SR04T/AJ-SR04M frente a HC-SR04
JSN-SR04T/AJ-SR04M y HC-SR04 son sensores de distancia ultrasónicos ampliamente utilizados en robótica y otras aplicaciones de detección de distancia. Comparten un principio de funcionamiento similar, pero difieren en características que los hacen adecuados para diferentes escenarios. Aquí hay una comparación de los dos:
| Características/Especificaciones | JSN-SR04T/AJ-SR04M | HC-SR04 |
|---|---|---|
| impermeabilizante | Sí | No |
| gama | 25cm – 450cm | 2cm – 400cm |
| Voltaje de funcionamiento | 5V DC | 5V DC |
| Temperatura de funcionamiento | -2De 0 °C a +70 °C | De 0 °C a +70 °C |
| Elemento de detección | Separado del módulo | Integrar en el tablero |
| durabilidad | Superior (grado industrial) | bajar |
| El entorno adecuado | Ambientes al aire libre/húmedos | Ambiente interior/seco |
| Ángulo de detección | hasta 70 grados, | Unos 15 grados |
| precisión | Hasta 2 mm | Fluctuante (ligeramente menor) |
| flexibilidad | Más (porque la sonda y el módulo están separados) | Menos (dependiendo del diseño integrado) |
Ambos sensores funcionan con principios similares y tienen rangos y voltajes de funcionamiento comparables, pero difieren significativamente en términos de impermeabilidad, durabilidad, flexibilidad y entorno adecuado. JSN-SR04T/AJ-SR04M tiene función impermeable y elementos de detección individuales, lo que lo hace altamente flexible en la instalación y adecuado para entornos exteriores y húmedos. Sin embargo, el HC-SR04 no es resistente al agua, por lo que es adecuado para ambientes interiores o secos.
Sensor ultrasónico JSN-SR04T e interfaz Arduino
Aquí hay una guía simple para conectar el sensor ultrasónico impermeable JSN-SR04T o AJ-SR04M: Use el Arduino y muestre la salida en la pantalla OLED. Este ejemplo utiliza una nanoplaca Arduino y una pantalla OLED I2C de 0,96 pulgadas.
La conexión es muy simple, como se muestra en la siguiente tabla.
| componente | Nombre del PIN | Arduino nanopin |
|---|---|---|
| Sensor ultrasónico | Teletipo | 5V |
| Sensor ultrasónico | Teletipo | Teletipo |
| Sensor ultrasónico | triángulo | Digital 12 |
| Sensor ultrasónico | eco | Digital 11 |
| Pantalla OLED | Teletipo | 3,3 V |
| Pantalla OLED | Teletipo | Teletipo |
| Pantalla OLED | Teletipo | Analógico 4 (A4) |
| Pantalla OLED | Teletipo | Analógico 5 (A5) |
La placa de pruebas se puede utilizar para aplicaciones portátiles o de conexión para soldar todos los componentes en una PCB cero.
Código fuente/Programa
En la parte de programación, interconecte el sensor ultrasónico resistente al agua JSN-SR04T / AJ-SR04M con la pantalla Arduino y OLED de la misma manera que el sensor HC-SR04.
Primero, asegúrese de tener instaladas las bibliotecas necesarias. Puedes descargar Biblioteca Adafruit_SSD1306 (para OLED) y Biblioteca Adafruit_GFX (para funciones gráficas) Desde el administrador de bibliotecas Arduino.
Aquí hay un código de ejemplo simple:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 | #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_SSD1306.h> #define Tripin 12 #defineエコーピン11 largo periodo; entero distancia; #define SCREEN_WIDTH 128 #define SCREEN_HEIGHT 64 #define OLED_RESET-1 Adafruit_SSD1306 Monitor(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &wire, OLED_RESET); No válido arreglo() { Modo Pin(Trigpin, salida); Modo Pin(Pin de eco, entrada); Monitor.empezar(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); demorar(2000); Monitor.Borrar pantalla(); Monitor.Establecer color de texto(Blanco); serial.empezar(9600); } No válido bucle() { Escritura digital(Trigpin, Bajo); Retardo de microsegundos(5); Escritura digital(Trigpin, Alto); Retardo de microsegundos(10); Escritura digital(Trigpin, Bajo); periodo = Pulso en(Pin de eco, Alto); distancia = Periodo*0.034/2; serial.Impresión(“Distancia = “); serial.Impresión(distancia); serial.Printrung(「cm」); Monitor.Borrar pantalla(); Monitor.Establecer tamaño de texto(3); Monitor.Establecer cursor(10, 20); Monitor.Impresión(distancia); Monitor.Establecer tamaño de texto(3); Monitor.Establecer cursor(70, 20); Monitor.Impresión(「CM」); Monitor.Monitor(); } |
Este código se basa en los sensores Arduino y ultrasónicos ( JSN-SR04T o AJ-SR04M) y pantallas OLED.
Los sensores ultrasónicos miden la distancia transmitiendo ondas sonoras a una frecuencia específica y midiendo el tiempo que tarda el eco de las ondas sonoras en regresar. La velocidad del sonido es aproximada 0,034 cm/micros, la onda de sonido necesita moverse hacia el objeto y regresar, así que divida por 2. La pantalla OLED muestra la distancia medida.
Pruebas y demostraciones
Una vez que haya completado el cableado y cargado el código en el Arduino, estará listo para probar la funcionalidad del sensor ultrasónico impermeable (JSN-SR04T o AJ-SR04M) con pantalla OLED.
Conecte su Arduino a su computadora con un cable USB. Si el Arduino está encendido y cableado correctamente, la pantalla OLED también debería encenderse.
La distancia mínima que el sensor puede detectar es de 25 cm. Por lo tanto, si se encuentra un obstáculo a una distancia de menos de 25 cm, se mostrará como 0 cm. Si aumentas un poco la distancia, comenzará a aparecer la distancia mínima.
Las pantallas OLED también muestran distancias en centímetros. La pantalla se actualiza cada segundo (o como se define en el código) y cambia la distancia a medida que mueve el objeto.
El sensor puede indicar distancias de hasta 450 cm, que es la distancia máxima. Probamos y medimos la precisión a 193 cm y mostramos la distancia exacta con OLED.
Dado que esta es la distancia de la pared de la sala de prueba, medimos una distancia de hasta 250 cm.
Para una demostración más completa, se pueden crear aplicaciones del mundo real, como medir los niveles de agua, detectar la presencia o la distancia de objetos o construir sensores de estacionamiento simples.
Para probar la función impermeable de JSN-SR04T/AJ-SR04M, sumerja el sensor (no todo el módulo) en agua. Asegúrese de que solo la parte impermeable del sensor esté sumergida y que la electrónica permanezca seca.
Una vez que haya probado y demostrado con éxito su configuración, puede implementar sensores ultrasónicos y pantallas OLED para diversos proyectos, como robótica, detección de objetos, medición de distancia y sistemas de evitación de obstáculos.