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Entfernung mit Ultraschall messen

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Mit einem Ultraschallsensor messen Sie die Entfernung zu einem Hindernis. Dabei sind Werte von wenigen Zentimetern bis zu knapp zwei Meter erfassbar.
03:28

Transkript

Wenn Sie rückwärts mit dem Auto einparken, und Sie haben eine Einparkhilfe, dann fängt die irgendwann an zu pfeifen, wenn Sie zu nahe an ein Hindernis rankommen, und dann ist meistens genau so ein Sensor in Betrieb. Das ist ein Ultraschallsensor, der hat hier zwei markante Aufbauten, das eine ist ein Lautsprecher, der sendet ein Ultraschallsignal, und das andere ist ein Mikrofon, das nimmt das einfach wieder auf, und aus der Dauer zwischen Senden des Signals und Wiederempfangen, kann der Sensor, beziehungsweise der Arduino eben berechnen, wie weit ein Hindernis weg ist. Solche Sensoren gibt es für eine handvoll Euro mittlerweile zu kaufen, und die werden direkt an den Arduino angeschlossen. Relativ einfach, wir brauchen keine Zwischenwiderstände, und wir brauchen deswegen auch kein Steckbrett, oder müssen nichts löten. Es gibt ground, das ist also das schwarze Kabel. Es gibt eine Stromversorgung mit 5 Volt, hier das rote Kabel, das hier rüber geht, und dann haben wir zwei Datenpins, das eine heißt Trigger und das andere heißt Echo, und die stecken wir auf die Pins Nummer 8 und Nummer 9 an. Und wir brauchen für die Programmierung hier auch keine besondere Software, sondern das geht alles mit direkten Boardmitteln des Arduino. Ich habe hier die Software jetzt schon aufgespielt, und wenn ich jetzt mit der Hand hier nach oben und nach unten fahre, dann sehen wir hier im seriellen Monitor, wie der Arduino die Entfernung zu meiner Hand anzeigen kann. Schauen wir uns mal die Software für diese Schaltung an. Zunächst einmal definieren wir den Pin 9 als Trigger. Das Ganze soll ein Output Pin sein, wir möchten ja den Schall damit aussenden. Und Echo auf Pin 8 soll ein Input Pin sein. Dann bereiten wir noch den seriellen Monitor vor. Und dann geht es auch schon hier in den Loop hinein. Zunächst einmal sorgen wir dafür, dass der Trigger auch tatsächlich aus ist. Wir warten zwei Mikrosekunden, nicht Milli- sondern Mikrosekunden. Und dann schalten wir diesen Trigger für zehn Mikrosekunden an, und schalten ihn auch wieder aus. Mit "PulsIn", da messen wir auf dem Echo Pin, wie lange er "high" ist, also wie lange braucht das Ganze denn, bis hier ein Echo gemessen wird. Und weil natürlich der Schall erstmal zum Hindernis hin, und dann wieder zurück muss, halbieren wir das Ganze, und haben dann die Dauer, die dieser Schall gebraucht hat. Die Geschwindigkeit dieser Schallwellen in der Luft ist 29,1. Also dividieren wir diese "Duration" mit diesen 29,1. Und dann haben wir die "Distance" in Zentimeter. Und wenn es eine neue "Distance" ist, wenn die anders ist, als diejenige, die wir 200 Millisekunden zuvor gemessen haben, dann wird das Ganze auf dem seriellen Monitor ausgegeben. Ich lade jetzt diese Software mal hoch, sie wird kompiliert. Ich hoffe, ich habe keinen Tippfehler gemacht. Jawohl, es hat alles funktioniert. Das Ganze wird jetzt hochgeladen. Und jetzt starte ich hier meinen seriellen Monitor. Und ich muss hier noch die Baud Rate richtig einstellen, sonst sehe ich hier nur Kauderwelsch. 9600 habe ich hier. Und wenn ich jetzt die Hand hier über den Sensor halte, und dann wieder weggehe, dann sehen Sie eben, wie hier der Sensor die Entfernung meiner Hand zum Sensor misst.

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1 Std. 5 min (19 Videos)
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Software:
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Erscheinungsdatum:09.04.2015
Aktualisiert am:12.02.2016

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