Hướng dẫn chế tạo thước đo siêu âm cực ngầu, đo được tới 4 mét, sai số 1 centimet, giá chưa tới 300 ngàn
Bạn phải đo khoảng cách từ mặt sàn lên trần nhà mà bạn lại không có thang thì bạn sẽ đo bằng cách nào?
Trong cuộc sống hay công việc hằng ngày, có nhiều lúc bạn cần đo khoảng cách từ điểm A đến điểm B tuy nhiên nếu một chiếc thước thông thường không thể giúp bạn đo được khoảng cách thì bạn sẽ phải làm như thế nào? Bạn sẽ áng chừng khoảng cách đó hay đặt mua một chiếc thước laser với giá lên đến vài triệu? Trong bài viết hôm nay chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn tự chế một chiếc thước đo trong không gian với tính năng tương tự như những chiếc thước đo Laser với chi phí chỉ vài trăm nghìn.
Chuẩn bị
- Một kit Arduino UNO R3 ( giá khoảng 180.000 đồng)
- Một cảm biến siêu âm SRF-05 hoặc SRF-04 cũng được ( giá khoảng 30.000- 50.000 đồng)
- Một màn hình LCD 16x2 ( Giá khoảng 50.000-100.000 đồng tùy bạn chọn loại có Keypad hay không loại trong bài viết sử dụng là loại có Keypad)
- Một biến trở 10K ôm ( giá khoảng 10.000 đồng)
- Một Broad test mạch ( giá khoảng 20.000)
- Dây nối Đực Đực, Đực cái.(Giá khoảng 7000 đồng)
Cách lắp ráp và hoạt động
Bước 1:
Cảm biến siêu âm SRF-05 và biến trở 10K ôm
Biến trở 10K ôm
Cắm cảm biến siêu âm SRF-05 và biến trở 10k ôm lên broad test mạch
Cắm dây vào các chân của cảm biến siêu âm SRF-05 và biến trở 10k ôm
Với cảm biến siêu âm SRF-05 cắm dây vào các chân GND, VCC, Trig và chân Echo
Với biến trở 10K các bạn cắm vào 3 chân của biến trở.
Bước 2:
Cắm dây 5V và GND vào Broad test mạch. Dây 5V các bạn cắm vào dải chân ( ) dây GND cắm vào dải chân (-)
Sau đó cắm dây VCC và GND của cảm biến siêu âm vào hai dải ( ) và (-) trên broad test mạch này.
Tiếp theo các bạn cắm hai ngoài ngoài của biến trở vào hai dải này. Các bạn cứ cắm bất kỳ hai dây đều được.
Cắm dây Trig của cảm biến vào chân số 9 và Dây Echo vào chân số 10
Bước 3 Kết nối với màn hình LCD 16x2 với Ardduino
Các chân của màn hình LCD, từ chân VSS đến chân K
Sơ đồ chân:
Chân VSS cắm vào chân GND
Chân VDD cắm vào chân 5V
Chân VO nối với dây giữa của biến trở 10K
Chân RS cắm vào chân 1 của Arduino
Chân RW cắm vào chân GND
Chân E cắm vào chân số 2
Chân D4 cắm vào chân 4 của Arduino
Chân D5 cắm vào chân 5 của Arduino
Chân D6 cắm vào chân 6 của Arduino
Chân D7 cắm vào chân 7 của Arduino
Chân A cắm vào chân 5V
Chân K cắm vào chân GND
Chân VSS cắm vào chân GND
Chân VO nối với dây giữa của biến trở 10K ,Chân RS cắm vào chân 1, Chân RW cắm vào chân GND
Chân E cắm vào chân số 2, Và Chân D4,5,6,7 cắm vào chân số 4 5 6 7 trên Arduino
Chân A cắm vào dải ( ) chân k cắm vào dải (-) trên broad test mạch
Bước 4: Nạp code cho Arduino
Các bạn kết nối Arduino với máy tính và mở Arduino trên máy tính lên sau đó copy đoạn code này vào.
#include
LiquidCrystal lcd(1, 2, 4, 5, 6, 7);
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
long thoigian;
int khoangcach;
void setup() {
lcd.begin(16,2);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
thoigian = pulseIn(echoPin, HIGH);
khoangcach= thoigian*0.034/2;
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("KHOANG CACH LA:");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(khoangcach);
lcd.print(" cm ");
delay(10);
}
Công thức để tính khoảng cách là:
Khoảng cách (quảng đường) = (Thời gian x tốc độ âm thanh)/2 Với tốc độ âm thanh là 340 m/s
Các bạn chú ý dòng in đậm ở đoạn code trên. Theo như đúng công thức thì là 0.034 tuy nhiên thực tế với cảm biến siêu âm và nhiệt độ môi trường mà chúng tôi thử nghiệm thì phải điều chỉnh vận tốc âm thanh lên 380m/s tức là 0.038 thì cảm biến sẽ hoạt động chính xác và không có sai số. Các bạn cần tùy chỉnh công thức này với cảm biến và nhiệt độ môi trường của bạn để thước hoạt động chính xác nhất.
Sở dĩ công thức tính toán bị sai lệch này một phần cảm biến và một phần do vận tốc truyền âm thanh trong không khí bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của môi trường. Vận tốc âm thanh tỉ lệ thuận với hệ số đàn hồi của môi trường và tỉ lệ nghịch với khối lượng riêng của môi trường. Khi nhiệt độ tăng, không khí bị dãn nở khiến cho khối lượng riêng của không khí bị giảm. Cho nên khi nhiệt độ môi trường tăng cao thì vận tốc truyền âm thanh sẽ tăng theo. Ngoài ra Vận tốc còn phụ thuộc vào độ ẩm trong không khí nữa do độ ẩm làm thay đổi khối lượng riêng của không khí.
Bấm vào biểu tượng mũi tên để tiến hành nạp code
Sau khi nạp code xong thì thước thước đã có thể hoạt động được rồi.
Nó làm hoạt động rất chính xác và không có sai số.
Để điều chỉnh độ đậm nhạt của màn hình LCD các bạn điều chỉnh biến trở 10K ôm
Vậy là chúng ta đã hoàn thành xong chiếc thước đo trong không gian rồi đó. Thật đơn giản phải không nào, chỉ với những module có sẵn rất dễ mua các bạn đã có thể tự tạo ra cho mình một chiếc thước điện tử với tính năng không hề thua kém những chiếc thước đắt tiền.
Xin cảm ơn cửa hàng Linh kiện Hà Nội đã hỗ trợ chúng tôi thực hiện bài viết này!
Bạn đọc có thắc mắc trong quá trình thực hành có thể tham gia nhóm Facebook tại đây để đặt câu hỏi và thảo luận.
NỔI BẬT TRANG CHỦ
Sự thật từ nghiên cứu khoa học: Chơi trò chơi điện tử có ảnh hưởng bất ngờ đến chỉ số IQ của trẻ em!
Trò chơi điện tử từ lâu đã là chủ đề gây tranh cãi khi nhắc đến ảnh hưởng của chúng đối với trẻ em. Trong khi nhiều ý kiến chỉ trích việc chơi game có thể gây hại cho sự phát triển trí não, thì một nghiên cứu khoa học đã mang đến cái nhìn khác biệt, cho thấy mối liên hệ tích cực giữa việc chơi game và sự gia tăng trí thông minh ở trẻ nhỏ.
Trải nghiệm game trên Mac mini M4 Pro: Cậu bé tí hon bước ra biển lớn gaming
