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Lezione 23: Modulo Sensore a Ultrasuoni (HC-SR04)

In questa lezione imparerai a misurare le distanze utilizzando il Raspberry Pi Pico W e un sensore a ultrasuoni HC-SR04. Vedrai come collegare il sensore al Pico W e scrivere uno script in MicroPython per controllarlo. La lezione include il calcolo delle distanze basato sul tempo impiegato dalle onde ultrasoniche per riflettersi sugli oggetti. Questo progetto pratico ti fornirà competenze sull’uso dei sensori, sulla gestione dei segnali digitali e sui calcoli base in MicroPython, perfetto per chi è interessato all’interfacciamento hardware con il Raspberry Pi Pico W.

Componenti Necessari

Per questo progetto servono i seguenti componenti.

È sicuramente comodo acquistare un kit completo. Ecco il link:

Nome	CONTENUTO DEL KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Puoi anche acquistare i singoli componenti dai link sottostanti.

Introduzione al componente	Link d’acquisto
Raspberry Pi Pico W	ACQUISTA
Modulo Sensore Ultrasuoni (HC-SR04)	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA

Collegamenti

../_images/Lesson_23_ultrasonic_sensor_bb.png

Codice

import machine  # Importa il modulo machine per il controllo dell'hardware
import time  # Importa il modulo time per i ritardi temporali

# Definisci i pin TRIG e ECHO del sensore a ultrasuoni
TRIG = machine.Pin(17, machine.Pin.OUT)  # TRIG come uscita
ECHO = machine.Pin(16, machine.Pin.IN)   # ECHO come ingresso

def distance():
    # Funzione per calcolare la distanza in centimetri
    TRIG.low()
    time.sleep_us(2)
    TRIG.high()
    time.sleep_us(10)
    TRIG.low()

    # Aspetta che ECHO vada alto
    while not ECHO.value():
        pass

    time1 = time.ticks_us()

    # Aspetta che ECHO torni basso
    while ECHO.value():
        pass

    time2 = time.ticks_us()

    # Calcola la durata del segnale ECHO
    during = time.ticks_diff(time2, time1)

    # Restituisce la distanza calcolata (in cm)
    return during * 340 / 2 / 10000


# Ciclo principale
while True:
    dis = distance()  # Legge la distanza dal sensore
    print("Distanza: %.2f cm" % dis)  # Stampa la distanza
    time.sleep_ms(300)  # Attende 300 ms prima della misurazione successiva

Analisi del Codice

Importazione delle librerie

Si importano i moduli machine e time per accedere a funzioni hardware-specifiche e temporali.
```
import machine
import time
```
Configurazione dei pin per l’HC-SR04

Due pin GPIO sono assegnati: TRIG come uscita per generare l’impulso ultrasonico e ECHO come ingresso per rilevare l’eco riflessa.
```
TRIG = machine.Pin(17, machine.Pin.OUT)
ECHO = machine.Pin(16, machine.Pin.IN)
```

Funzione di misurazione della distanza

La funzione distance attiva l’impulso ultrasonico e calcola la distanza in base al tempo di ritorno dell’eco, usando la velocità del suono.

Per ulteriori dettagli, consulta il principio di funzionamento del modulo sensore a ultrasuoni principle.

def distance():
    TRIG.low()
    time.sleep_us(2)
    TRIG.high()
    time.sleep_us(10)
    TRIG.low()

    while not ECHO.value():
        pass

    time1 = time.ticks_us()

    while ECHO.value():
        pass

    time2 = time.ticks_us()
    during = time.ticks_diff(time2, time1)
    return during * 340 / 2 / 10000

Ciclo principale

Il ciclo principale richiama continuamente la funzione distance e stampa la distanza misurata. Una pausa di 300 ms evita letture troppo frequenti che potrebbero saturare il sensore.
```
while True:
    dis = distance()
    print("Distance: %.2f cm" % dis)
    time.sleep_ms(300)
```