6. 超音波モジュールで遊ぶ

5. 障害物回避モジュールで遊ぶ プロジェクトでは、2つの赤外線障害物回避モジュールが障害物回避に使用されていますが、IR障害物回避モジュールの検出距離は短いため、車が障害物を避けるのが遅れる可能性があります。

このプロジェクトでは、車がもっと遠くの障害物を感知して判断できるように、超音波モジュールを使用して長距離検出を行います。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

一式を購入すると便利です。リンクは以下の通りです：

名前

このキットの内容

リンク

3 in 1 スターターキット

380+

3 in 1 Starter Kit

以下のリンクから別々に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

SunFounder R3ボード

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L9110 モータードライバーモジュール

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TTモーター

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超音波モジュール

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配線

超音波センサモジュールは、超音波音波を使用して物体までの距離を測定する計器です。 2つのプローブがあります。一つは超音波を送信するためのもので、もう一つは超音波を受信して送受信の時間を距離に変換するためのものです。これにより、デバイスと障害物との距離を検出します。

以下の図に従って回路を組み立ててください。

超音波モジュール

R3ボード

Vcc

5V

Trig

3

Echo

4

Gnd

GND
../_images/car_6.png

コード

注釈

  • 3in1-kit\car_project\6.ultrasonic_module のパスの下にある 6.ultrasonic_module.ino ファイルを開きます。

  • または、このコードを Arduino IDE にコピーします。

  • または、 Arduino Web Editor を通じてコードをアップロードします。

コードが正常にアップロードされた後、車を壁の方向に向けてください。距離が遠すぎると前進し、近すぎると後退し、安全な距離であれば停止します。

仕組みは？

このプロジェクトは、超音波モジュールから読み取った距離に基づいて車を動かすものです。

  1. 超音波モジュールのピン定義を追加します。 trigPin は超音波を送信するために使用されるので、 OUTPUT に設定します。 echoPin は超音波を受信するために INPUT に設定します。

    ...
const int trigPin = 3;
const int echoPin = 4;

void setup() {
...

//ultrasonic
    pinMode(echoPin, INPUT);
    pinMode(trigPin, OUTPUT);
}

  2. 超音波モジュールから得られる距離値をまず読み取り、距離が25より大きい場合は車を前進させ、距離が2-10cmの間であれば後退させ、それ以外(10~25)は停止させます。

    void loop() {
    float distance = readSensorData();
    if (distance > 25) {
        moveForward(200);
    }
    else if (distance < 10 && distance > 2) {
        moveBackward(200);
    } else {
        stopMove();
    }
}

  3. readSensorData() 関数について。

    超音波モジュールの送信機は、2usごとに10usの正方波信号を送信し、受信機は範囲内に障害物がある場合に高レベル信号を受信します。 pulseIn() 関数を使用して送信から受信までの時間を記録し、音速340m/sで割ってから2で割ると、このモジュールと障害物との距離がcm単位で得られます。

    float readSensorData() {
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00; //Equivalent to (340m/s*1us)/2
    return distance;
}

  • pulseIn(pin, value)

    • pin: パルスを読み取りたいArduinoのピンの番号。許可されるデータ型: int。

    • value: 読み取るパルスの種類: HIGHまたはLOW。許可されるデータ型: int。

    ピン上でのパルス（HIGHまたはLOW）を読み取ります。例えば、valueがHIGHであれば、 pulseIn() は、ピンがLOWからHIGHになるのを待ち、タイミングを開始し、その後ピンがLOWになるのを待ち、タイミングを停止します。