Na Parte 1 desta série, aprendemos como fazer a interface de um display de diodo orgânico emissor de luz (OLED), usando tensão analógica (um potenciômetro), com o Arduino.
Na Parte 2, abordamos como apresentar dados de um sensor analógico — especificamente, um resistor dependente de luz (LDR) e um sensor de umidade do solo — em um display OLED.
Na Parte 3 explicamos como apresentar os dados do sensor digital DHT11, que é de temperatura e umidade, também em um display OLED.
Na Parte 4, este artigo final desta série, continuaremos a apresentar dados em um display OLED. Desta vez, usaremos o sensor ultrassônico de medição de distância (UDM), HC-SR04. Ele mede a distância entre ele e um objeto usando pulsos ultrassônicos.
Consulte a Parte I para revisar os princípios básicos sobre como fazer a interface de um OLED com Arduino para o projeto abaixo.
O sensor de medição de distância ultrassônica (UDM), HC-SR04.
O sensor UDM é amplamente utilizado para medição de distâncias de curto ou médio alcance. Também é usado como sensor de proximidade para detecção de objetos. Funciona com base no princípio do RADAR (detecção e alcance de rádio), um sistema de detecção que usa ondas de rádio para determinar a distância.
Este sensor transmite pulsos de som ultrassônico, detectando pulsos refletidos de qualquer objeto. Ele calcula a distância medindo o tempo total que os pulsos levam para refletir em um determinado objeto.
Como funciona o sensor UDM.
O sensor gera uma saída de modulação por largura de pulso (PWM). PWM é uma forma de controlar dispositivos analógicos com saída digital. Neste caso, a largura do pulso de saída varia de acordo com a distância do objeto.
Assim, para medir a distância de um determinado objeto, o dispositivo host (um microcontrolador) mede a largura do pulso de saída do sensor.
O sensor UDM em funcionamento.
O sensor UDM possui um pino de entrada de disparo (Tr) e um pino de saída de eco (E). O pino de disparo recebe um pulso de disparo de curta duração (10 us). Quando o gatilho é ativado, o transmissor projeta oito pulsos de som ultrassônico de cerca de 40 kHz.
Esses pulsos atingirão qualquer objeto ao alcance (conforme mostrado no diagrama acima, que os reflete. Os pulsos refletidos são detectados pelo receptor e, de acordo com a duração do tempo (pulso transmitido e pulso recebido), o sensor fornece uma saída PWM via o pino Eco (E).
Estas são as características do sensor UDM, HC SR04:
- Opera em uma frequência ultrassônica de 40 kHz
- Faixa de medição de distância – 1 a 400 cm
- Resolução – 1 cm
- Ângulo de abertura de detecção de objeto – 30o (-15o a +15o em ambos os lados)
Os pinos do sensor UDM e as funções dos pinos
Para fazer a interface do HC SR04 com o Arduino, é necessário apenas conectar os pinos trigger e Echo.
Diagrama de circuito:
Conexões do circuito:
Este circuito é construído usando três componentes: uma placa Arduino NANO, um display OLED e o sensor HC-SR04.
- O sensor HC-SR04 possui quatro pinos: os pinos VCC, GND, Tr e Echo. Os pinos VCC e GND são conectados aos pinos +5 V e GND do Arduino. O pino Tr está conectado ao pino digital 13 do Arduino e o pino Echo está conectado ao pino digital 12 do Arduino.
- O OLED possui quatro pinos de interface (conforme discutido na Parte 1): os pinos VCC, GND, SDA e SCL. Os pinos VCC e GND são conectados aos pinos +5 V e GND do Arduino, fornecendo alimentação ao display. Os pinos SDA e SCL são conectados aos pinos A4 (SDA) e A5 (SCL) do Arduino para comunicação de dados.
- O Arduino recebe sua fonte de alimentação da porta USB de um computador. O chip regulador de tensão integrado fornece uma alimentação de 5 V para o HC-SR04 e display OLED.
Operação do circuito:
- O Arduino envia continuamente pulsos de disparo para o sensor HC-SR04 após cada (1) segundo. Como resultado, o sensor transmite continuamente pulsos ultrassônicos de 40 kHz.
- Sempre que um objeto está na frente do sensor, esses pulsos são refletidos no objeto e detectados pelo receptor.
- O sensor fornece uma saída PWM para o Arduino.
- O Arduino mede a largura do pulso e o converte em distância, exibindo a distância medida no OLED.
A fórmula que o Arduino usa:
Distância (em cm) = largura de pulso (em nós)/ 29/2
Programa de software
O microcontrolador da placa Arduino (ATMega328) executa essas tarefas devido ao programa abaixo:
1. Fornece a entrada de pulso de disparo ao sensor HC-SR04 para iniciar a operação.
2. Mede a saída de largura de pulso do sensor HC-SR04.
3. Converte a largura do pulso em distância.
4. Exibe a distância no OLED
Este programa foi escrito em linguagem C/C++ usando o software Arduino IDE. Também é compilado e carregado no microcontrolador Arduino usando o mesmo software.
O programa…
Este foi o artigo final da série de sensores e OLED. Selecionamos sensores comumente usados para esses projetos, mas você pode tentar outros – como o LM35, MQ2 (sensor de gás), sensor de proximidade IR, etc. Essencialmente, qualquer dado do sensor pode ser apresentado em um display OLED.
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