martes, 29 de julio de 2014

Practicas con sensor de Ultrasonidos HC-SR04

Funcionamiento

El HC-SR04 es un sensor ultrasónico, este utiliza el sonar para determinar la distancia a un objeto. Ofrece una precisión excelente y lecturas estables. Su funcionamiento no se ve afectado por la luz solar o materiales oscuros.
HC-SR04

Su comportamiento es estable y tiene mucha exactitud en sus mediciones.

Su funcionamiento es con una frecuencia de 8MHz o bien 16MHz cuando lo empleamos junto a un servomotor.
También se puede realiuzar con la frecuencia por defecto 4MHz aunque habitualmente se ha ido realizando a 8MHz.


Características




  • Voltaje de alimentacion: 5V DC



  • Angulo efectivo: 15°
  • Distancia efectiva de medicion: 2cm – 500 cm
  • Resolucion: 0.3 cm.
  • Frecuencia 8MHz (setfreq m8) o 16MHz (setfreq m16)


  • Nombres de las conexiones del sensor:

    - VCC = +5VDC
    - Trig = Entrada de Trigger de sensor. Emite pulso
    - Echo = Salida de Echo de sensor. Recibe pulso.
    - GND = Tierra 0V.

    La forma de conectarlo puede ser de 2 formas diferentes:

    1. Uniendo Echo y Trigger mediante una resistencia de 10K.
    2. Con 2 cables independientes Echo y Trigger.



    Uniendo Echo y Trigger mediante una resistencia de 10K

    A continuación vamos a explicar la primera forma de conexión.
    Para su correcto funcionamiento según el montaje realizado por mí, es necesario soldar una resistencia de 10kOhm entre Echo y Trigger.

    HC-SR04 con placa Picaxe
    Resistencia soldada a las conexiones Echo y Trigger.

    HC-SR04


    De sesta forma ahorremos un cable a la hora de conectarlo. Resulta  muy cómodo.

     Conexión a la placa Picaxe

    La conexión a la placa Picaxe es muy simple. Sólo es necesario:

    • Vcc: Positivo de la placa
    • GND: Negativo de la placa
    • Trigger: Conexión que sea reversible (Input y Output) y analógica. En este caso hemos tomado C.1, aunque podríamos haber cogido C.0 o C.2.
    • Echo: Está conectada indirectamente a través de la resistencia de 10KOhm.
    HC-SR04 con placa Picaxe


    Esquema de conexiones con Resistencia de 10K entre Echo y Trigger


    Vídeo explicativo

    Esta es una práctica básica para entender el funcionamiento y conexión del sensor a la placa.





    Consideraciones:
    Para programar este sensor con el chip Picaxe 18M2+, lo que hay que hacer es básicamente:

    - Cambiar la frecuencia a 8MHz aunque también puede funcionar a 16MHZ
    - Enviar un pulso de 2ms mediante pulsout (Trigger).
    - Recibir el pulso durante 1ms (Echo) y almacenar el valor capturado en una variable w0.
    - Operar para transformar ese valor en la distancia al objeto en cm.
    - Visualizarlo en pantalla, si fuera necesario.

    Código de programación

    '#####PICAXE 18M2+ con sensor ultrasonidos HC-SR04#####
    'C.0 emisor y receptor ultrasonido

    symbol medida=w1        'asignamos a la variable w1 el nombre "medida"
    setfreq m8                       'frecuencia a 8MHz para que le de tiempo a grabar. También admite 16MHz

    inicio:

    pulsout C.0,2                 'Emitimos ultrasonido durante 2ms en entrada C.0
    pulsin C.0,1,w0             'Recibe ultrasonido 10ms y grabamos en w0
    pause 10

    medida=w0*5/58          'Operamos para obtener distancia en cm.
    debug w1                      'Si es con 16MHz sería dividido entre 116 en vez de 58.
    pause 100                     ''Si es con 4MHz sería dividido entre 29

    goto inicio

    Programación con todas las frecuencias posibles

    Programación con Blockly

    Código con frecuencia 8MHz

    Código con frecuencia 16MHz

    Código con frecuencia por defecto




    La segunda forma de conectarlo es con 2 cables independientes, uno para Trigger y otro para Echo.

    No hay que olvidar que Trigger debe ser una salida. Al ser reversibles muchas de las conexiones del chip 18M2+, podemos utilizar C.1 como salida aunque habitualmente sea una entrada analógica.

    En la siguiente imagen podemos ver cómo conectarlo.

    Con 2 cables independientes.
    Código de programación
    '#####PICAXE 18M2+ con sensor ultrasonidos HC-SR04#####
    'C.1 emisor Trigger
    'C.0 receptor ultrasonido Echo

    symbol medida=w1        'asignamos a la variable w1 el nombre "medida"
    setfreq m8                       'frecuencia a 8MHz aunque podríamos usar otras.

    inicio:

    pulsout C.1,2                 'Emitimos ultrasonido durante 2ms en entrada C.1 (Trig)
    pulsin C.0,1,w0             'Recibe ultrasonido 10ms y grabamos en w0 (Echo)
    pause 10

    medida=w0*5/58          'Operamos para obtener distancia en cm.
    debug w1                      'Mostramos en pantalla
    pause 100

    goto inicio

    Programa HC-SR04 con 2 cables para Echo y Trigger



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