Sicherheit war schon immer ein wichtiges Anliegen für uns alle und es gibt viele Hi-Tech- und IoT-basierte Sicherheits- und Überwachungssysteme auf dem Markt. Einbruch- oder Einbruchalarm ist eines der klassischen und beliebten Projekte unter Elektronikstudenten und Hobbyisten. Wir haben auch viele Einbruchalarme gebaut, die auf verschiedenen Technologien basieren:
- Laser-Sicherheitsalarmschaltung
- IR-basierter Sicherheitsalarm
- Einbruchalarm mit PIR
- GSM-basiertes Sicherheitssystem
Heute fügen wir unserer Liste einen weiteren Sicherheitsalarm hinzu, der auf dem Ultraschallsensor basiert. Dieser Arduino-gesteuerte Türalarm kann in der Nähe der Tür installiert werden, um die Anwesenheit von Personen an der Tür zu erkennen. Immer wenn jemand in den Bereich des Ultraschallsensors kommt, ertönt ein Summer. Sie können den Sensorerkennungsbereich entsprechend Ihrer Tür einstellen. Dieses System kann auch den Zweck des Bewegungsmelders erfüllen.
Erforderliche Komponenten:
- Steckbrett
- Ultraschallsensor
- Summer
- Arduino Mega (jedes Modell)
- Überbrückungsdrähte
- USB-Kabel für Arduino oder 12V, 1A Adapter.
Ultraschallsensormodul:
Der Ultraschallsensor HC-SR04 wird hier verwendet, um die Anwesenheit einer Person an der Tür zu erfassen. Das Sensormodul besteht aus Ultraschallsender, Empfänger und Steuerkreis. Der Ultraschallsensor besteht aus zwei kreisförmigen Augen, von denen eines zum Senden der Ultraschallwelle und das andere zum Empfangen der Ultraschallwelle verwendet wird.
Wir können die Entfernung des Objekts basierend auf der Zeit berechnen, die die Ultraschallwelle benötigt, um zum Sensor zurückzukehren. Da die Zeit und Geschwindigkeit des Schalls bekannt sind, können wir die Entfernung nach den folgenden Formeln berechnen.
- Entfernung = (Zeit x Schallgeschwindigkeit) / 2
Der Wert wird durch zwei geteilt, da sich die Welle über dieselbe Strecke vorwärts und rückwärts bewegt. In diesem Projekt haben wir jedoch die NewPing.h- Bibliothek verwendet, und diese Bibliothek kümmert sich um diese Berechnung. Wir müssen nur einige Schlüsselwörter verwenden. Eine Erklärung finden Sie im Programmierabschnitt unten.
Überprüfen Sie das folgende Projekt, um die Entfernung eines Objekts zu messen und die Funktionsweise des Ultraschallsensors richtig zu verstehen:
- Arduino-basierte Entfernungsmessung mit Ultraschallsensor
- Entfernungsmessung mit HC-SR04 und AVR Microcontroller
Schaltplan und Erklärung:
Die Schaltungsanschlüsse für diesen Ultraschallalarm sind sehr einfach. Der Trigger-Pin des Ultraschallsensors ist mit Pin-Nr. 12 von Arduino und Echo-Pin des Sensors sind mit Pin Nr. 11 von Arduino verbunden. Vcc des Sensors ist mit dem 5V-Pin von Arduino verbunden und GND des Sensors ist mit GND von Arduino verbunden. Ein Pin des Summers ist mit GND von Arduino und der anderen Stift ist mit 8 th Stift Arduino.
Arbeitserklärung:
Die Arbeit mit diesem Arduino-Türalarm ist sehr einfach. Immer wenn jemand in den Pfad / Bereich des Ultraschallsensors kommt, erkennt der Mikrocontroller die Entfernung des Objekts vom Sensor. Wenn sich das Objekt im definierten Bereich befindet, sendet er das High-Signal an den Summer und der Summer beginnt zu piepen.
Sie können die Schaltung testen, indem Sie etwas vor den Sensor innerhalb der Reichweite stellen. Überprüfen Sie das Video zur Demonstration. Diese Funktion des Ultraschallsensors kann auch zum Bau eines Roboters zur Vermeidung von Hindernissen verwendet werden.
Programmiererklärung:
In diesem Projekt haben wir die von Tim Eckel entwickelte NewPing.h- Bibliothek für Ultraschallsensoren verwendet. Obwohl wir den Ultraschallsensor ohne diese Bibliothek verwenden können, wie wir es in unserem vorherigen Projekt getan haben, bietet diese Bibliothek viele gute Funktionen für den Ultraschallsensor und es wird einfach, den Ultraschallsensor mit dieser Bibliothek zu codieren. Mit dieser Bibliothek können wir die Funktionen des Ultraschallsensors problemlos verwenden, ohne zu viele Codezeilen zu schreiben. Es ist wie bei anderen Bibliotheken, die verwendet werden, um die Komplexität auf niedrigerer Ebene zu bewältigen.
#einschließen
Sie können alle Funktionen, Verwendungen und Beispielcodes dieser Bibliothek überprüfen, indem Sie diesem Link folgen. Überprüfen Sie auch die offizielle Arduino-Seite dieser Bibliothek.
Die neueste Version der Bibliothek kann über den oben angegebenen Link heruntergeladen werden. Außerdem haben wir die Bibliothek unter dem folgenden Link heruntergeladen, der für Teensy geändert wurde:
github.com/PaulStoffregen/NewPing
Sie sollten den Sensor zuerst testen, indem Sie die auf der Seite angegebenen Beispielcodes brennen. Wir haben auch die Beispielcodes für unser Projekt verwendet und sie gemäß unserem Türalarmprojekt geändert.
Der Trigger-Pin ist mit dem Pin 12 von Arduino verbunden, und der Echo-Pin ist mit Pin 11 von Arduino verbunden. MAX_DISTANCE bedeutet, dass der Abstand, bis zu dem der Sensor das Hindernis erkennen kann, 500 cm oder 5 m beträgt.
#define TRIGGER_PIN 12 #define ECHO_PIN 11 #define MAX_DISTANCE 500
Die folgende Zeile gibt die Baudrate an, mit der die Daten vom Ultraschallsensor an die serielle Arduino-Schnittstelle gesendet werden.
Serial.begin (115200);
Pin Nr. 10 ist als Ausgangs-Pin konfiguriert und mit dem Summer verbunden. Ein anderer Summerstift ist mit GND von Arduino verbunden.
PinMode (10, OUTPUT);
In der Funktion void echoCheck () wird sonar.ping_result / US_ROUNDTRIP_CM verwendet, um die Entfernung des Hindernisses vom Sensor zu berechnen. Mit dem Flag wird der Summer ausgeführt, wenn sich das Hindernis in einem Abstand von 50 cm zum Ultraschallsensor befindet. Sie können diesen Abstand entsprechend Ihrer Anforderung oder Ihrer Türgröße ändern.
if ((sonar.ping_result / US_ROUNDTRIP_CM) <50) flag = 1; sonst wenn ((sonar.ping_result / US_ROUNDTRIP_CM)> 50) flag = 0;
Der Code wird vom Autor der NewPing.h- Bibliothek sehr gut kommentiert und ist leicht verständlich. Außerdem können Sie die Bibliotheksseite selbst überprüfen, um ein besseres Verständnis zu erhalten, und diese Bibliothek verwenden, um mithilfe des Ultraschallsensors komplexe Projekte zu erstellen. Der vollständige Code für dieses Türalarmprojekt ist unten angegeben.
In erster Linie wird der Ultraschallsensor verwendet, um die Entfernung von jedem Objekt zu messen. Hier können wir jedoch sehen, dass er mit Arduino als Sicherheitsalarm oder Türalarm verwendet werden kann. Ebenso können wir viele nützliche Projekte erstellen, indem wir Folgendes verwenden: Automatische Wasserstandsanzeige und -steuerung mit Arduino