Practicas 15 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.

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 realizar con la frecuencia por defecto 4MHz aunque habitualmente se ha ido realizando a 8MHz.
Para emplear junto con servomotres, emplear la frecuencia por defecto 4MHz.

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). 

Frecuencia por defecto 4MHz (No se usa ningún comando especial).

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 4,7K.
2. Con 2 cables independientes Echo y Trigger.



Uniendo Echo y Trigger mediante una resistencia de 4,7K o 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 4,7kOhm entre Echo y Trigger.

Resistencia soldada a las conexiones Echo y Trigger.

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 4,7KOhm o 10KOhm.

1. Conexión con 1 solo cable.

Esquema de conexiones con Resistencia de 4,7K entre Echo y Trigger

2. Conexión con 2 cables independientes.

Con 2 cables independientes.

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:

- La frecuencia por defecto es 4MHz aunque se puede emplear la frecuencia a 8MHz y a 16MHZ. A 8MHz es incompatible con el servo.
- 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.

Códigos de programación con distintas frecuencias



'Control HCSR04 con un cable y Frecuencia por defecto 4MHz

'(USAR ESTA FRECUENCIA CON SERVO)

symbol Distancia = w0
symbol operaciondistancia = w1
let Distancia = 0
let operaciondistancia = 0
ultrasonidos:
pulsout C.0,2 'Emitimos pulso en la entrada C.0
pulsin C.0,1,operaciondistancia 'Recibimos pulso
pause 10
Distancia=operaciondistancia*5/29 ' Obtenemos la distancia en cm
debug
pause 200
goto ultrasonidos 'Repetimos la medición


'Control HCSR04 con un cable y Frecuencia 8MHz
Hacemos el siguiente cambio:
Distancia=operaciondistancia*5/58 ' Obtenemos la distancia en cm


'Control HCSR04 con un cable y Frecuencia 16MHz

Hacemos el siguiente cambio:
Distancia=operaciondistancia*5/116 ' Obtenemos la distancia en cm

Programación con todas las frecuencias posibles. Es similar a lo anterior

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.

'Control HCSR04 con dos cable (Trig y Echo) y Frecuencia por defecto 4MHz 

'(USAR ESTA FRECUENCIA CON SERVO)

symbol Distancia = w0
symbol operaciondistancia = w1
let Distancia = 0
let operaciondistancia = 0

ultrasonidos:
pulsout C.1,2 'Emitimos pulso en la entrada C.0 (Trig)
pulsin C.0,1,operaciondistancia 'Recibimos pulso (Echo)
pause 10
Distancia=operaciondistancia*5/29 ' Obtenemos la distancia en cm
debug
pause 200
goto ultrasonidos 'Repetimos la medición

Programa HC-SR04 con 2 cables para Echo y Trigger


Si empleamos como Trigger a cualquier salida habitual como B.0, no habría que configurarla con el comando output, como hemos hecho con C.1.

Esto es debido a que esas son salidas por defecto (B.0-B.7)  y C.1 es entrada por defecto.