(SKU:RB-02S001A)RB URF02超聲波傳感器

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目錄

產(chǎn)品概述

最新推出的RB URF02超聲波傳感器是RB URF v1.1超聲波傳感器的升級產(chǎn)品，在保留原有功能的基礎(chǔ)上，使用防插反接頭并新增加模式選擇功能，有兩種模式可選擇：單線模式只需要一根信號線，大大減少IO口資源；雙線模式與原有功能一樣，需要一根輸入和輸出信號線。偵測距離和精度也有較大提高，可達1cm到500cm，其在有效探測范圍內(nèi)自動標(biāo)定，無需任何人工調(diào)整就可以獲得障礙物準(zhǔn)確的距離。令你的機器人像蝙蝠一樣通過聲納來感知周圍的環(huán)境，你只需要在單片機、Arduino微控制器中編寫一小段程序，就可以根據(jù)障礙物的距離精確的控制機器人的電機運行，從而使你的機器人輕松地避開障礙物，因此其是機器人領(lǐng)域最常用的測距避障模塊。

規(guī)格參數(shù)

  1. 工作電壓 ：+5v
  2. 工作電流 ：<20mA
  3. 工作頻率 ：40KHz
  4. 工作溫度范圍：－10℃～＋70℃
  5. 探測有效距離：1cm～500cm
  6. 探測分辨率：0.5cm
  7. 探測誤差：±0.5%
  8. 靈敏度：大于1.8m外可以探測到直徑2cm物體
  9. 接口類型：TTL（單線模式和雙線模式可切換）
  10. 方向性偵測范圍：定向式（水平/垂直）65度圓錐
  11. 尺寸大?。?46.7mm × 25.7mm × 19mm
  12. 重量大?。?g

接口定義

超聲波傳感器的引腳定義：

  • OUTPUT：響應(yīng)信號輸入
  • INPUT：觸發(fā)控制信號輸入
  • +：電源(VCC)
  • -：地(GND)
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使用方法

工作原理

超聲波是指頻率高于20KHz的機械波，超聲波測距的原理是通過測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間差計算出發(fā)射點到障礙物的實距離。
測距公式為：L = V * (T2-T1)/2
公式說明：

  • L 為測量的距離長度
  • V 為超聲波在空氣中的傳播速度（在20℃時為344m/s）
  • t1 為測量距離的起始時間
  • t2 為收到回波的時間

速度乘以時間差等于來回的距離，除以2可以得到實際的距離。

編程原理

使用RB URF02超聲波傳感器雙線時，首先拉低觸發(fā)控制信號輸入（input）端口，然后至少給10us的高電平信號來觸發(fā)模塊，在觸發(fā)后，模塊會自動發(fā)射8個40KHz的方波，并自動檢測是否有信號返回；如果有信號返回，通過響應(yīng)信號輸出（output）一個高電平，高電平持續(xù)的時間便是超聲波從發(fā)射到接收的時間，該模塊工作時序圖如下，所以測試距離的計算公式為：測試距離 = 高電平持續(xù)時間 * 340（m/s）*0.5
使用RB URF02超聲波傳感器單線時，原理同雙線模式，只是通過一個觸發(fā)控制信號輸入（input）端口進行超聲波控制器的信號收發(fā)。

P-2.jpg

雙線模式接線圖

  • INPUT、OUTPUT端口如圖所示接到控制器的I/O口。5V 和GND分別接到電源的+5V和GND。

注：在使用雙線模式時模式選擇開關(guān)（Mode）撥到數(shù)字2側(cè)。

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雙線模式例子程序

硬件連接如圖所示，數(shù)字口4 接超聲波的OUTPUT 、數(shù)字口5 接超聲波INPUT ，將開關(guān)撥到數(shù)字2 一側(cè)超聲波進入雙線模式。 

int inputPin=4;   //  接超聲波的 output 引腳到數(shù)字D4腳 
int outputPin=5;  //  接超聲波的 input 引腳到數(shù)字D5腳 
int ledpin=13;    // 定義 ledPin 引腳為D13腳
void setup() 
{ //初始化串口及引腳的輸入、輸出模式
  Serial.begin(9600); 
  pinMode(ledpin,OUTPUT); 
  pinMode(inputPin, INPUT); 
  pinMode(outputPin, OUTPUT); 
}                                                                                                                                          
void loop() 
{ 
  digitalWrite(outputPin, LOW); //使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口低電平2 μs 
  delayMicroseconds(2); 
  digitalWrite(outputPin, HIGH); //使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口高電平10μs ，這里是至少10μs 
  delayMicroseconds(10); 
  digitalWrite(outputPin, LOW);  // 保持發(fā)出超聲波信號接口低電平 
  float distance = pulseIn(inputPin, HIGH);  //  讀出接收脈沖的時間 
  distance= distance/58;       // 將脈沖時間轉(zhuǎn)化為距離（單位：厘米） 
  distance = (int(distance * 100.0)) / 100.0; //保留兩位小數(shù) 
  Serial.println(distance);   // 輸出距離值                  
  delay(50);    
  if (distance >=50) 
  {  
     digitalWrite(ledpin,HIGH); //如果距離大于50厘米小燈亮起
  }  
  else                          
     digitalWrite(ledpin,LOW); //如果距離小于50厘米小燈熄滅
}

單線模式接線圖

02S001A05.png
  • INPUT端口如圖所示接到控制器的I/O口。5V 和GND分別接到電源的+5V和GND。

注：在使用單線模式時模式選擇開關(guān)（Mode）撥到數(shù)字1側(cè)。

單線模式例子程序

硬件連接如圖所示，數(shù)字口2 接超聲波的INPUT ，將開關(guān)撥到數(shù)字1 一側(cè)超聲波進入單線模式。 

int duration;                           //變量duration 用來存儲脈沖時間 
int distance;                           //變量distance 用來存儲距離 
int srfPin = 2;                          //定義srfPin 引腳為 2  
void setup() 
{ 
Serial.begin(9600); 
} 
void loop() 
{ 
  pinMode(srfPin, OUTPUT); 
  digitalWrite(srfPin, LOW);            
  delayMicroseconds(2); 
  digitalWrite(srfPin, HIGH);           
  delayMicroseconds(10); 
  digitalWrite(srfPin, LOW);            
  pinMode(srfPin, INPUT); 
  duration = pulseIn(srfPin, HIGH);         
  distance = duration/58;        // 將脈沖時間轉(zhuǎn)化為距離（單位：厘米） 
  Serial.println(distance);       // 輸出距離值 
  delay(50);                             
}

程序效果

  • 打開串口助手可以觀察到輸出的距離值，如下圖所示，如果距離小于 50厘米數(shù)字口13的LED 小燈熄滅，距離大于50厘米數(shù)字口13的LED 小燈亮起同時串口打印處距離數(shù)據(jù)。
02S001A02.png

兩個超聲波聯(lián)調(diào)實驗

為了方便電子愛好者使用多個超聲波傳感器，現(xiàn)將兩個傳感器的聯(lián)調(diào)實驗方法寫下，供電子愛好者參考。

連接圖示

兩個超聲波的INPUT引腳接在D5，OUTPUT分別接D3、D4,如下圖：

Csb2.png

例子程序

依照程序連接兩個超聲波傳感器與UNO，測試實際檢測的距離。 

const int pingPin = 11;
int inputPin1=4;   //  接超聲波的 output 引腳到數(shù)字D4腳 
int outputPin=5;  //  接超聲波的 input 引腳到數(shù)字D5腳 
int inputPin2=3;
int ledpin=13;    // 定義 ledPin 引腳為D13腳
void setup() 
{ //初始化串口及引腳的輸入、輸出模式
  Serial.begin(9600); 
  pinMode(ledpin,OUTPUT); 
  pinMode(inputPin1, INPUT); 
  pinMode(outputPin, OUTPUT); 
   pinMode(inputPin2, INPUT); 
}
void loop() 
{ 
  unsigned int x1,x2;
  digitalWrite(outputPin, LOW); //使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口低電平2 μs 
  delayMicroseconds(2); 
  digitalWrite(outputPin, HIGH); //使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口高電平10μs ，這里是至少10μs 
  delayMicroseconds(10); 
  digitalWrite(outputPin, LOW);  // 保持發(fā)出超聲波信號接口低電平 
  float distance1 = pulseIn(inputPin1, HIGH);  //  讀出接收脈沖的時間 
  distance1= distance1/58;       // 將脈沖時間轉(zhuǎn)化為距離（單位：厘米） 
  x1 = distance1 * 100.0;
  distance1 = x1 / 100.0; //保留兩位小數(shù) 
  Serial.print("x1 = "); 
  Serial.println(distance1);   // 輸出距離值     
  delay(150);
  
  digitalWrite(outputPin, LOW); //使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口低電平2 μs 
  delayMicroseconds(2); 
  digitalWrite(outputPin, HIGH); //使發(fā)出發(fā)出超聲波信號接口高電平10μs ，這里是至少10μs 
  delayMicroseconds(10); 
  digitalWrite(outputPin, LOW);  // 保持發(fā)出超聲波信號接口低電平 
  float distance2 = pulseIn(inputPin2, HIGH);  //  讀出接收脈沖的時間 
  distance2 = distance2/58;       // 將脈沖時間轉(zhuǎn)化為距離（單位：厘米） 
  x2 = distance2 * 100.0;
  distance2 = x2 / 100.0; //保留兩位小數(shù) 
  Serial.print("x2 = "); 
  Serial.println(distance2);   // 輸出距離值                   
  delay(150);    
  
}

程序效果

打開串口監(jiān)視器可以觀察到輸出的距離值為當(dāng)前超聲波距前方障礙物的實際距離。

Dcsb.png

視頻演示

Chao sheng bo 01.png
Chao sheng bo 02.png


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