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2.2.8 Sensor Ultrasónico

Introducción

El sensor ultrasónico utiliza ultrasonidos para detectar objetos y medir distancias con precisión. Emite ondas ultrasónicas y las convierte en señales electrónicas.

Componentes necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/list_2.2.5.png

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:

Nombre

ARTÍCULOS EN ESTE KIT

ENLACE

Kit Raphael

337

Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

INTRODUCCIÓN DE COMPONENTES

ENLACE DE COMPRA

Placa de Extensión GPIO

COMPRAR

Protoboard

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Cables de Puente

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Módulo Ultrasónico

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Diagrama esquemático

../_images/image329.png

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/image220.png

Paso 2: Ve a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/nodejs/

Paso 3: Ejecuta el código.

sudo node ultrasonic_sensor.js

Una vez ejecutado el código, el módulo del sensor ultrasónico detecta la distancia entre el obstáculo al frente y el propio módulo, luego el valor de la distancia se imprimirá en la pantalla.

Código

const Gpio = require('pigpio').Gpio;

// The number of microseconds it takes sound to travel 1cm at 20 degrees celcius
const MICROSECDONDS_PER_CM = 1e6/34321;

const trigger = new Gpio(23, {mode: Gpio.OUTPUT});
const echo = new Gpio(24, {mode: Gpio.INPUT, alert: true});

trigger.digitalWrite(0); // Make sure trigger is low

const watchHCSR04 = () => {
  let startTick;

  echo.on('alert', (level, tick) => {
    if (level === 1) {
      startTick = tick;
    } else {
      const endTick = tick;
      const diff = (endTick >> 0) - (startTick >> 0); // Unsigned 32 bit arithmetic
      console.log(diff / 2 / MICROSECDONDS_PER_CM);
    }
  });
};

watchHCSR04();

// Trigger a distance measurement once per second
setInterval(() => {
  trigger.trigger(10, 1); // Set trigger high for 10 microseconds
}, 1000);

Explicación del Código

La función trigger se puede usar para generar un pulso en un GPIO y alerts se pueden usar para determinar el tiempo de un cambio de estado GPIO con precisión de unos pocos microsegundos.

Estas dos características se pueden combinar para medir la distancia usando un sensor ultrasónico HC-SR04.

setInterval(() => {
  trigger.trigger(10, 1); // Set trigger high for 10 microseconds
}, 1000);

This is to periodically send out a 10us ultrasonic pulse.

const watchHCSR04 = () => {

  echo.on('alert', (level, tick) => {
      if (level === 1) {
        startTick = tick;
      } else {
        const endTick = tick;
        const diff = (endTick >> 0) - (startTick >> 0); // Unsigned 32 bit arithmetic
        console.log(diff / 2 / MICROSECDONDS_PER_CM);
      }
  });
};

Esta función configura una alerta que registrará el tiempo entre el envío del pulso (level es 1) y la recepción del eco (level es 0). Multiplicando la diferencia de tiempo por la velocidad del sonido (y dividiendo por 2), se puede obtener la distancia al obstáculo delante.

Imagen del fenómeno

../_images/image221.jpeg