Capteur Ultrason HC-SR04

Dans ce tutoriel, nous allons apprendre à utiliser le capteur à ultrason HC-04
Le but final, sera d'afficher sur le moniteur série de l'IDE ARDUINO© la valeur en CM.

POUR ALLE PLUS LOIN : Affichage de la mesure sur un écran LCD 16*2

Le détecteur HC-SR04 utilise les ultrasons pour déterminer la distance à laquelle se trouve un objet. Peu importe l'intensité de la lumière, la température ou le type de matière, le capteur pourra facilement détecter s'il y a un obstacle devant lui. Tout de fois, il peut être contraint sur certains types de couleurs tel que le noir (contraste), ou encore sur la matière comme le textile. Son champ de vision est de 90° environ selon l'environnement. Si une impulsion de plus de 10µS et détecter, alors le capteur envoie une série de 8 impulsions à ultrason de 40kHZ et attends le réfléchissement du signal. Ensuite, en ayant en tête la vitesse du son, il effectue un rapide calcul pour déterminer la distance.

Le calcul suivant nous servira dans la programmation du capteur à l'aide du microcontrôleur:

 
Nous utilisons la relation d = v.t avec "d" pour la distance, "v" pour la vitesse et "t" pour le temps. On connait la vitesse d'impulsion qui est égale à 10µs. Le son doit effectuer un aller (en partant du capteur) pour ensuite rebondir sur l'obstacle et revenir à ce point de départ. Nous diviserons donc son temps par deux.
 
La vitesse du son est égale à environ 340 m/s ce qui nous donnes:
d = 340.t/2 = 170. donc d = t / 0.0058.
Pour convertir la valeur de la distance en cm, nous utiliserons : d = t /0.58
 
Domaines d'utilisations :
 
- Ce capteur peut très bien être utilisé pour connaître le niveau d'eau dans une cuve. Il existe en version étanche. Couplé à un module radio ou wifi,  il est facile de connaître le niveau d'eau depuis votre domicile, et, d'actionner automatiquement une pompe s'il y a besoin.
- Il peut être utile aussi dans le domaine de la robotique et du modélisme. Il vous permettra de détecter un obstacle, et avec la programmation que vous lui avait attribué, il sera facile de détourner l'obstacle.
- Vous pourrez mesurer la surface d'un petite pièce n'excédant pas les 4 mètres de longueur et dans des conditions optimales.
 
Passons à la pratique, avec la mesure d'une distance par rapport à un obstacle. Lecture de la valeur dans l'IDE ARDUINO©.

/*Fonctionnement d'un capteur ultrason HC-SR04, vous pouvez retrouver ce composant sur notre site www.ihm3d.fr */

int trig = 2;
int echo = 3;
long lecture_echo;
long cm;

void setup(){

pinMode(trig, OUTPUT);
digitalWrite(trig, LOW);
pinMode(echo, INPUT);
Serial.begin(9600);

Serial.println ("Bienvenue sur les tutoriels d'IHM 3D");
}

void loop(){

digitalWrite(trig, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig, LOW);
lecture_echo = pulseIn(echo,HIGH);
cm = lecture_echo /58;
Serial.print("Distance en cm :");
Serial.println(cm);
delay(1500);
}
/*************************FIN DU PROGRAMMES**************************/

IHM-3D vous proposes de mettre en application le chapitre précédent en y ajoutant un écran LCD pour afficher la valeur en cm.

L'écran en partant de gauche à droite:

- Première broche de l'écran connectée sur la masse de la carte.
- Deuxième broche au 5V de la carte.
- Troisième broche sur la PIN de commande du potentiomètre.
- Quatrième broche sur la PIN 12 de la carte.
- Cinquième broche à la masse de la carte.
- Sixième broche sur la PIN 11 de la carte.
- Onzième broche sur la PIN 5 de la carte.
- Douzième broche sur la PIN 4 de la carte.
-Treizième broche sur PIN 3 de la carte.
- Quatorzième broche sur la PIN 2 de la carte.
- Quinzième broche reliée a à une résistance de 220 kΩ puis, sur le 5V de la carte.
- Seizième broche à la masse de la carte.

Le deux broches restantes du potentiomètre sont relié sur la masse et le 5V de la carte. Il est utile pour régler le contraste de l'écran comme vous le souhaitez. La PIN digitale de la sonde est reliée à la PIN 7 de la carte.

Le capteur ultrason en partant de gauche à droite:

- La première broche Vcc du capteur se connecte sur la PIN 5V de la carte UNO.
- La seconde broche Trig du capteur se connecte sur la PIN 8 de la carte UNO.
- La troisième broche Echo du capteur se connecte sur la PIN 9 de la carte UNO.
- La quatrième broche GND du capteur se connecte sur la PIN GND de la carte UNO.

/*Fonctionnement d'un capteur ultrason HC-SR04, vous pouvez retrouver ce composant sur notre site www.ihm3d.fr */
#include

LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2);

int trig = 8;
int echo = 9;
long lecture_echo;
long cm;

void setup(){

pinMode(trig, OUTPUT);
digitalWrite(trig, LOW);
pinMode(echo, INPUT);
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16,2);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print ("TUTOS IHM 3D");
delay (2000);
lcd.clear();
Serial.println ("Bienvenue sur les tutoriels d'IHM 3D");
}

void loop(){

digitalWrite(trig, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig, LOW);
lecture_echo = pulseIn(echo,HIGH);
cm = lecture_echo /58;
Serial.print("Distance en cm :");
Serial.println(cm);
lcd.setCursor (4,0);
lcd.print ("DISTANCE:");
lcd.setCursor (3,1);
lcd.print (cm);
lcd.setCursor (7,1);
lcd.print ("CM");
delay(500);
lcd.clear();

4,85 €
Détecte facilement un obstacle situé entre 4 centimètres et 3 mètres.

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