Система предупреждения о столкновении на Arduino: визуальные и звуковые сигналы

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 1 шт.
• Ультразвуковой датчик HC-SR04 (в описании HR SC-04) — 1 шт.
• Светодиоды: красный, синий — по 1 шт.
• Пьезоизлучатель (buzzer) — 1 шт.
• Резисторы 10 кОм — 2 шт. (для светодиодов)
• Провода-перемычки

Принцип работы

Система определяет расстояние до препятствия перед автомобилем и выдаёт предупреждение в трёх зонах:

• Зона 1 (>50 см): предупреждений нет.
• Зона 2 (20–50 см): визуальное — горит синий светодиод (водитель должен быть внимателен).
• Зона 3 (<20 см): визуальное + звуковое — мигает красный светодиод и пищит бузер (необходимо экстренное торможение).

Схема подключения

• HC-SR04: VCC→5V, GND→GND, Trig→D7, Echo→D4
• Buzzer: + → D10, − → GND
• Синий LED: анод → D13 через 10 кОм, катод → GND
• Красный LED: анод → D2 через 10 кОм, катод → GND

Код (C/C++)

const int trigPin = 7;
const int echoPin = 4;
const int buzzPin = 10;
const int blueLed = 13;
const int redLed = 2;

long duration;
int distance;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(blueLed, OUTPUT);
  pinMode(redLed, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // Запуск измерения
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2; // см

  Serial.print("Distance: "); Serial.println(distance);

  // Зона 2: 20-50 см — синий LED
  if (distance <= 50 && distance >= 20) {
    digitalWrite(blueLed, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(blueLed, LOW);
  }

  // Зона 3: <20 см — красный LED + звук
  if (distance <= 20) {
    digitalWrite(redLed, HIGH);
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
      tone(buzzPin, 2000); delay(100);
      noTone(buzzPin); delay(100);
    }
  } else {
    digitalWrite(redLed, LOW);
  }
  delay(100);
}

Настройка и тестирование

1. Собрать схему на макетной плате.
2. Подключить Arduino к ПК, выбрать плату и порт в IDE.
3. Загрузить скетч.
4. Открыть Serial Monitor (9600) для контроля расстояний.
5. Поднести руку/объект к датчику на разные расстояния — проверить срабатывание зон.

Возможные улучшения

• Добавить второй датчик зади для парковки.
• Выводить расстояние на LCD/OLED дисплей.
• Использовать более точный лидар (TF-Luna, VL53L0X) вместо HC-SR04.
• Интегрировать с CAN-шиной авто для автоматического торможения (требует сертификации).
• Логирование событий на SD-карту.

Образовательная ценность

Проект наглядно демонстрирует принцип работы систем ADAS (Advanced Driver Assistance Systems), работу с ультразвуковыми датчиками, таймерами, PWM (tone) и логикой зон безопасности.