超声波洗手液电路通过反射的超声波检测人手的存在,并暂时触发继电器电磁泵,将消毒液分配到用户的手上。
该项目使用流行的hc-sr04超声波传感器模块来实现所需的传感功能。
使用 hc-sr04
hc-sr04超声波传感器模块由几个专用超声波换能器组成,额定工作频率约为40 khz。
该模块具有 4 个引脚布局,用于配置到预期的驱动器电路中。
电源引脚排列用 vcc 和 gnd 引脚表示。其中vcc是模块的正5v输入,gnd应该与输入电源的负线连接。
触发引脚与 10 us 脉冲一起工作,激活两个传感器以发送和接收反射的超声波。
当检测到一系列反射信号时,“echo”引脚变为高电平,用于启动外部继电器或电磁阀或任何首选负载。
hc-sr04 与 arduino 接口
为了处理hc-sr04模块,并使其能够作为精密超声波接近探测器工作,我们需要一个微控制器单元,如arduino来完成这项任务。
当使用下面给出的代码进行适当编程时,arduino 将与 hc-sr04 兼容,用于预期的手部接近检测和消毒剂分配机制的激活。
arduino与hc-sr04和继电器级的接口接线图如下图所示:
操作细节
这种超声波洗手液回路的操作步骤很简单,可以通过以下几点来理解:
arduino 为 hc-sr04 模块触发脉冲提供 10 us 激活脉冲,使模块能够发送和接收来自目标(用户手)的反射脉冲序列。
这些反射的数据从 hc-sr04 模块的回波引脚发送到 rduino。
arduino 处理信号并在电路板的引脚 7 上实现稳定的直流输出,该引脚通过 10k 电阻器和 100uf 电容器与继电器驱动器级连接。
只要 hc-sr04 模块继续在设定的接近范围内检测到用户的手,arduino 的引脚 #7 应该保持高电平。
这意味着在此期间,re;ay 也将保持打开状态,这是我们不希望的。
为了确保继电器和连接的分配机械或泵仅工作几秒钟,将电容器与 bc547 的底座串联。
当引脚#7由于人手的存在而变高时,bc547 仅在其基本 100uf 充满电的情况下传导,这在几秒钟内发生。
一旦 100uf 充满电,bc547 底座就会被禁止与底座驱动器联系,它会停止导通,关闭继电器并禁用连接的洗手液分配机构。
当手被移开时,hc-sr04停止向arduino发送回声信号,arduino将其引脚#7翻转到逻辑零。
此时,100uf 基极电容器开始通过 arduino 引脚 #7 和右侧 10k 接地电阻放电。
程序代码
下面给出了上面讨论的使用hc-sr04和arduino的超声波洗手液电路的整个程序代码:
`const int trigger = a1;
const int echo = a2;
int vcc = a0;
int gnd = a3;
int op = 7;
long time;
float distancecm;
float distance = 15; // set threshold distance in cm
float resultcm;
void setup()
{
pinmode(op,output);
pinmode(trigger,output);
pinmode(echo,input);
pinmode(vcc,output);
pinmode(gnd,output);
}
void loop()
{
digitalwrite(vcc,high);
digitalwrite(gnd,low);
digitalwrite(trigger,low);
delay(1);
digitalwrite(trigger,high);
delaymicroseconds(10);
digitalwrite(trigger,low);
time=pulsein(echo,high);
distancecm=time*0.034;
resultcm=distancecm/2;
if(resultcm《=distance)
{
digitalwrite(op,high);
delay(4000);
}
if(resultcm》=distance)
{
digitalwrite(op,low);
}
delay(10);
}
警告:作者提出的超声波洗手液电路尚未经过实际测试。
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