DIY ультразвуковая сигнализация на Arduino: детектирование расстояния в реальном времени

Компоненты и материалы

Arduino UNO	×	1
Макетная плата	×	1
Ультразвуковой датчик HC-SR04	×	1
Пьезо-звукопищатель (buzzer)	×	1
Светодиоды (красный, желтый, зеленый)	×	3
Резистор 220 Ом	×	1
Перемычки (набор)	×	10

О проекте

Шаг 1: Подготовка материалов

Шаг 2: Схема подключения

Соедините красный провод от 5V Arduino к плюсовой шине макетной платы, черный — от GND к минусовой шине.

• Buzzer — пин 7
• HC-SR04: Echo — пин 3, Trig — пин 2
• Светодиоды: Зеленый — пин 6, Желтый — пин 5, Красный — пин 4

Аноды (длинные ножки) светодиодов к пинам Arduino, катоды (короткие) через резистор 220 Ом к минусовой шине.

Шаг 3: Сборка на макетке — питание

Подключите 5V и GND Arduino к шинам макетной платы: 5V — к плюсовой, GND — к минусовой.

Шаг 4: Ультразвуковой датчик HC-SR04

Рекомендую ставить датчик как можно правее на макетке, «глядя» наружу. GND датчика — к минусовой шине, Trig — к пину 2 Arduino, Echo — к пину 3, VCC — к плюсовой шине.

Шаг 5: Светодиоды

Подключение каждого светодиода: анод (длинная ножка) к соответствующему пину Arduino (зеленый→6, желтый→5, красный→4), катод (короткая) через резистор 220 Ом к минусовой шине. Резисторы желательны — защищают светодиоды и ограничивают ток.

Шаг 6: Звукопищатель

Длинная ножка buzzer'а — к пину 7 Arduino, короткая — через резистор 220 Ом к минусовой шине. Резистор настоятельно рекомендуется — сильно снижает громкость и продлевает жизнь пьезоэлементу.

Код

Ultrasonic Security System (Arduino)

#define trigPin 2
#define echoPin 3
#define LEDlampRed 4
#define LEDlampYellow 5
#define LEDlampGreen 6
#define soundbuzzer 7

int sound = 500;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(LEDlampRed, OUTPUT);
  pinMode(LEDlampYellow, OUTPUT);
  pinMode(LEDlampGreen, OUTPUT);
  pinMode(soundbuzzer, OUTPUT);
}

void loop() {
  long duration, distance;
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration / 2) / 29.1;  // см

  if (distance < 50) digitalWrite(LEDlampGreen, HIGH); else digitalWrite(LEDlampGreen, LOW);
  if (distance < 20) digitalWrite(LEDlampYellow, HIGH); else digitalWrite(LEDlampYellow, LOW);
  if (distance < 5)  { digitalWrite(LEDlampRed, HIGH); sound = 1000; } else digitalWrite(LEDlampRed, LOW);

  if (distance > 5 || distance <= 0) {
    Serial.println("Outside the permissible range of distances");
    noTone(soundbuzzer);
  } else {
    Serial.print(distance);
    Serial.println(" cm");
    tone(soundbuzzer, sound);
  }
  delay(300);
}

Примечание: в оригинальном коде были опечатки в именах переменных (distanceincm vs distance, distanceinsm) — исправлены в листинге выше.

Схемы