En la Parte 1 de esta serie, aprendimos cómo conectar una pantalla de diodo emisor de luz orgánico (OLED), usando voltaje analógico (un potenciómetro), con Arduino.
En la Parte 2, cubrimos cómo presentar datos de un sensor analógico (específicamente, una resistencia dependiente de la luz (LDR) y un sensor de humedad del suelo) en una pantalla OLED.
En la Parte 3 explicamos cómo presentar datos del sensor digital DHT11, que es temperatura y humedad, también en una pantalla OLED.
En la Parte 4, este último artículo de esta serie, continuaremos presentando datos sobre una pantalla OLED. Esta vez utilizaremos el sensor de medición de distancia ultrasónico (UDM), HC-SR04. Mide la distancia entre él y un objeto mediante pulsos ultrasónicos.
Consulte la Parte I para revisar los conceptos básicos sobre la interfaz de un OLED con Arduino para el proyecto a continuación.
El sensor de medición de distancia ultrasónica (UDM), HC-SR04.
El sensor UDM se utiliza ampliamente para medir distancias de corto o medio alcance. También se utiliza como sensor de proximidad para la detección de objetos. Funciona según el principio de RADAR (radiodetección y alcance), un sistema de detección que utiliza ondas de radio para determinar la distancia.
Este sensor transmite pulsos de sonido ultrasónico, detectando pulsos reflejados por cualquier objeto. Calcula la distancia midiendo el tiempo total que tardan los pulsos en reflejarse en un objeto determinado.
Cómo funciona el sensor UDM.
El sensor genera una salida de modulación de ancho de pulso (PWM). PWM es una forma de controlar dispositivos analógicos con salida digital. En este caso, el ancho del pulso de salida varía según la distancia al objeto.
Por lo tanto, para medir la distancia a un objeto determinado, el dispositivo anfitrión (un microcontrolador) mide el ancho del pulso de salida del sensor.
El sensor UDM en funcionamiento.
El sensor UDM tiene un pin de entrada del disparador (Tr) y un pin de salida de eco (E). El pasador del gatillo recibe un pulso de gatillo de corta duración (10 us). Cuando se activa el disparador, el transmisor proyecta ocho pulsos de sonido ultrasónico de aproximadamente 40 kHz.
Estos pulsos golpearán cualquier objeto dentro del alcance (como se muestra en el diagrama anterior que los refleja. Los pulsos reflejados son detectados por el receptor y de acuerdo con la duración del tiempo (pulso transmitido y pulso recibido), el sensor proporciona una salida PWM a través del Eco pasador (E).
Estas son las características del sensor UDM, HC SR04:
- Opera a una frecuencia ultrasónica de 40 kHz.
- Rango de medición de distancia: de 1 a 400 cm
- Resolución – 1cm
- Ángulo de apertura de detección de objetos: 30o (-15o a +15o en ambos lados)
Los pines del sensor UDM y sus funciones
Para conectar el HC SR04 con el Arduino, solo necesita conectar el disparador y los pines Echo.
Diagrama de circuito:
Conexiones del circuito:
Este circuito se construye utilizando tres componentes: una placa Arduino NANO, una pantalla OLED y el sensor HC-SR04.
- El sensor HC-SR04 tiene cuatro pines: VCC, GND, Tr y Echo. Los pines VCC y GND están conectados a los pines +5 V y GND del Arduino. El pin Tr está conectado al pin digital 13 de Arduino y el pin Echo está conectado al pin digital 12 de Arduino.
- El OLED tiene cuatro pines de interfaz (como se analizó en la Parte 1): los pines VCC, GND, SDA y SCL. Los pines VCC y GND están conectados a los pines +5 V y GND del Arduino, proporcionando energía a la pantalla. Los pines SDA y SCL están conectados a los pines Arduino A4 (SDA) y A5 (SCL) para la comunicación de datos.
- El Arduino recibe su alimentación desde el puerto USB de una computadora. El chip regulador de voltaje integrado proporciona una fuente de alimentación de 5 V al HC-SR04 y a la pantalla OLED.
Operación del circuito:
- El Arduino envía continuamente pulsos de activación al sensor HC-SR04 cada (1) segundo. Como resultado, el sensor transmite continuamente pulsos ultrasónicos de 40 kHz.
- Siempre que un objeto está frente al sensor, estos pulsos se reflejan en el objeto y el receptor los detecta.
- El sensor proporciona una salida PWM al Arduino.
- El Arduino mide el ancho del pulso y lo convierte en distancia, mostrando la distancia medida en el OLED.
La fórmula que utiliza Arduino:
Distancia (en cm) = ancho de pulso (en nudos)/ 29/2
Programa de software
El microcontrolador de la placa Arduino (ATMega328) realiza estas tareas gracias al siguiente programa:
1. Proporcione una entrada de pulso de disparo al sensor HC-SR04 para iniciar la operación.
2. Mide la salida de ancho de pulso del sensor HC-SR04.
3. Convierte el ancho del pulso en distancia.
4. Mostrar distancia en OLED
Este programa fue escrito en lenguaje C/C++ utilizando el software Arduino IDE. También se compila y carga en el microcontrolador Arduino utilizando el mismo software.
El programa…
Este fue el artículo final de la serie de sensores y OLED. Seleccionamos sensores de uso común para estos proyectos, pero puedes probar otros, como el LM35, MQ2 (sensor de gas), sensor de proximidad IR, etc. Básicamente, cualquier dato del sensor se puede presentar en una pantalla OLED.
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