ماژول فاصله یاب آلتراسونیک ، سنسور مسافت US-100

سنسور تشخیص فاصله آلتراسونیک US-100

ماژول فاصله یاب آلتراسونیک ، سنسور مسافت US-100 یک سنسور تشخیص فاصله پیشرفته است که برای اندازه‌گیری دقیق فاصله در محدوده‌ای از 2 تا 450 سانتی‌ متر با دقت 3 میلی‌متر طراحی شده است. این سنسور اولتراسونیک قابلیت کار در ولتاژ 2.4 تا 5.5 ولت را دارد و از دو حالت خروجی دیجیتال (Pulse Width) و سریال (UART) پشتیبانی می‌کند. در حالت Pulse Width Mode ، ماژول یک سیگنال با فرکانس 40 کیلوهرتز ارسال می‌کند و پس از برخورد با مانع ، پژواک آن را دریافت کرده و مدت زمان رفت و برگشت پالس را اندازه‌گیری می‌کند. این زمان برای محاسبه فاصله استفاده می‌شود و با استفاده از فرمول Millimeters = PulseWidth * 34 / 100 / 2 فاصله به میلی‌متر محاسبه می‌گردد.
در حالت UART Mode ، ماژول US-100 فاصله را به‌صورت دیجیتال و در قالب داده‌های سریال با سرعت 9600 بادی ارسال می‌کند. برای شروع اندازه‌گیری ، باید 0x55 را به پورت سریال ارسال کرده و سپس فاصله به‌ صورت دو بایت (بایت بالا و پایین) دریافت می‌شود. به‌علاوه ، این سنسور اولتراسونیک قادر به اندازه‌گیری دما نیز هست ؛ با ارسال 0x50 می‌توان دمای محیط را به‌صورت یک بایت دریافت کرده و با استفاده از فرمول Celsius = ByteRead - 45 دما را محاسبه کرد.
این ماژول US-100 با میکروکنترلرهای 3.3 ولت و 5 ولت سازگار است و در حالت ایستا ، مصرف جریان آن کمتر از 2 میلی‌آمپر است که آن را برای استفاده در پروژه‌های باتری‌محور و سیستم‌های کم‌مصرف ایده‌آل می‌سازد. ماژول US-100 به‌خاطر مصرف انرژی پایین ، دقت بالا و پایداری در اندازه‌گیری‌ها نسبت به ماژول‌های مشابه مانند HC-SR04 برتری دارد. همچنین ، زاویه تشخیص این سنسور اولتراسونیک محدود به 15 درجه است که نشان‌دهنده‌ی کارایی بالا در اندازه‌گیری فاصله از اجسام در موقعیت‌های مختلف است.
این سنسور تشخیص فاصله آلتراسونیک برای کاربردهای متنوعی همچون رباتیک ، تشخیص موانع ، سیستم‌های پارکینگ ، اندازه‌گیری سطح مایعات و پروژه‌های خانه هوشمند مناسب است و به‌خاطر راه‌اندازی ساده و قیمت مناسب ، انتخابی ایده‌آل برای پروژه‌های فنی و صنعتی به شمار می‌آید.

کاربرد :

1. سیستم‌های پارکینگ: استفاده برای اندازه‌گیری فاصله بین خودرو و موانع جهت کمک به پارک آسان‌تر و جلوگیری از تصادفات.
   
2. رباتیک و تشخیص موانع: کمک به ربات‌ها برای تشخیص موانع و هدایت دقیق در مسیرهای پیچیده و نامشخص.
   
3. مانیتورینگ صنعتی: نظارت بر فاصله و تشخیص موانع در فرآیندهای صنعتی برای جلوگیری از تصادم ماشین‌آلات و بهبود کارایی.
   
4. خانه‌های هوشمند: استفاده در سیستم‌های امنیتی برای تشخیص حرکت یا اندازه‌گیری فاصله در کنترل درب‌ها و پنجره‌ها.

مشخصات :

1. ولتاژ کاری: 3.3 تا 5 ولت DC
   
2. جریان استاتیک: کمتر از 2 میلی‌آمپر
   
3. فرکانس کاری: 40 کیلوهرتز
   
4. محدوده فاصله قابل اندازه‌گیری: 2 تا 450 سانتی‌متر
   
5. زاویه اندازه‌گیری: حداکثر 15 درجه
   
6. دقت اندازه‌گیری: 0.3 سانتی‌متر
   
7. سطح خروجی: ولتاژ بالا 5 ولت، ولتاژ پایین 0 ولت
   
8. ابعاد: 4.4x2.6x1.4 سانتی‌متر
   
9. وزن: 10 گرم

امکانات :

استفاده از ماژول سنسور فاصله‌یاب آلتراسونیک US-100

پین‌های VCC و GND را به منبع تغذیه با ولتاژ 2.4V تا 5.5V متصل کنید. استفاده از سایر پین‌ها به حالت عملیاتی انتخابی بستگی دارد. برای انتخاب حالت عملیاتی ماژول US-100، از جامپر موجود در پشت ماژول استفاده کنید. زمانی که جامپر وصل باشد، سنسور فاصله را به‌صورت داده سریال باینری ارسال می‌کند. در غیر این صورت، سنسور یک پالس تک ارسال می‌کند که عرض آن نشان‌دهنده فاصله اندازه‌گیری شده است.

استفاده از سنسور در حالت داده سریال

جامپر را روی انتخاب حالت عملیاتی قرار دهید تا حالت داده سریال انتخاب شود. ماژول را به یک پورت سریال در میکروکنترلر خود متصل کنید. پین Trig/TX به خط ارسال سریال TX میکروکنترلر و پین Echo/RX به خط دریافت سریال RX میکروکنترلر متصل می‌شود. پورت سریال میکروکنترلر را روی 9600 بادی با تنظیمات 8-N-1 (هشت بیت داده ، بدون پاریتی ، یک بیت توقف) تنظیم کنید.
برای شروع اندازه‌گیری فاصله ، 0x55 را از طریق پورت سریال ارسال کنید و فاصله دو بایتی را در فرمت بایت بالا و پایین بازخوانی کنید. فاصله بازگشتی به میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود. از فرمول زیر برای محاسبه فاصله به میلی‌متر استفاده کنید:
Millimeters = FirstByteRead * 256 + SecondByteRead
این ماژول همچنین می‌تواند دما را در حالت داده سریال خروجی دهد. برای خواندن دما ، 0x50 را از طریق پورت سریال ارسال کنید و یک بایت دما را بازخوانی کنید. دمای واقعی با استفاده از فرمول زیر به‌دست می‌آید:
Celsius = ByteRead - 45

استفاده از سنسور در حالت عرض پالس

حالت عرض پالس را با برداشتن جامپر از روی انتخاب حالت عملیاتی انتخاب کنید. پین Trig/TX را به یک خروجی دیجیتال در میکروکنترلر و پین Echo/RX را به ورودی دیجیتال متصل کنید.
برای به‌دست آوردن اندازه‌گیری فاصله ، پین Trig/TX را به مدت حداقل 50 میکروثانیه بالا نگه دارید و سپس آن را پایین بیاورید تا اندازه‌گیری آغاز شود. ماژول یک پالس بالا روی خط Echo/RX با عرضی که معادل فاصله اندازه‌گیری شده است ، ارسال خواهد کرد. برای اندازه‌گیری عرض پالس از میکروکنترلر خود استفاده کنید. برای محاسبه فاصله از فرمول زیر استفاده کنید:
Millimeters = PulseWidth * 34 / 100 / 2