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Lektion 23: Ultraschallsensor-Modul (HC-SR04)

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie einen Ultraschall-Entfernungssensor an einen Raspberry Pi anschließen und ein Python-Skript zum Auslesen von Abstandsmessungen schreiben. Wir führen Sie durch den Prozess, den Trigger-Pin des Sensors mit GPIO 17 und den Echo-Pin mit GPIO 27 zu verbinden. Der bereitgestellte Python-Code hilft Ihnen, Entfernungen zu messen und in Zentimetern anzuzeigen.

Erforderliche Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	KAUFEN
Ultraschallsensormodul (HC-SR04)	KAUFEN
Steckbrett	KAUFEN

Verkabelung

../_images/Lesson_23_ultrasonic_sensor_Pi_bb.png

Code

#!/usr/bin/env python3
from gpiozero import DistanceSensor
from time import sleep

# Initialize the DistanceSensor using GPIO Zero library
# Trigger pin is connected to GPIO 17, Echo pin to GPIO 27
sensor = DistanceSensor(echo=27, trigger=17)

try:
    # Main loop to continuously measure and report distance
    while True:
        dis = sensor.distance * 100  # Measure distance and convert from meters to centimeters
        print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))  # Print the distance with two decimal precision
        sleep(0.3)  # Wait for 0.3 seconds before the next measurement

except KeyboardInterrupt:
    # Handle KeyboardInterrupt (Ctrl+C) to gracefully exit the loop
    pass

Code-Analyse

Bibliotheken importieren

Das Skript beginnt mit dem Import von DistanceSensor aus der gpiozero-Bibliothek für den Ultraschallsensor und sleep aus dem time-Modul zur Steuerung der Zeit.
```
from gpiozero import DistanceSensor
from time import sleep
```
Initialisierung des Entfernungssensors

Ein DistanceSensor-Objekt namens sensor wird erstellt, wobei die Pins echo und trigger mit GPIO 27 bzw. GPIO 17 verbunden sind. Diese Pins werden verwendet, um die Ultraschallsignale für die Abstandsmessung zu senden und zu empfangen.
```
sensor = DistanceSensor(echo=27, trigger=17)
```
Implementierung der kontinuierlichen Überwachungsschleife
- Ein try-Block mit einer Endlosschleife (while True:) wird verwendet, um kontinuierlich den Abstand zu messen.
- Innerhalb der Schleife gibt sensor.distance die gemessene Entfernung in Metern an, die dann in Zentimeter umgerechnet und in dis gespeichert wird.
- Die Entfernung wird mit zwei Dezimalstellen Präzision unter Verwendung der format-Methode ausgegeben.
- sleep(0.3) fügt eine Verzögerung von 0,3 Sekunden zwischen jeder Messung hinzu, um die Frequenz der Messungen zu steuern und die CPU-Belastung zu reduzieren.
```
try:
    while True:
        dis = sensor.distance * 100
        print('Distance: {:.2f} cm'.format(dis))
        sleep(0.3)
```
Behandlung von KeyboardInterrupt für einen sauberen Abbruch

Der except-Block wird verwendet, um eine KeyboardInterrupt (typischerweise Strg+C) abzufangen. Wenn dies auftritt, beendet das Skript die Schleife sauber ohne zusätzliche Aktionen.
```
except KeyboardInterrupt:
    pass
```