Arduino UNO R4 - Ultraschallsensor - Piezo-Buzzer
Wir lernen, wie man einen Piezo-Buzzer mit dem Arduino UNO R4 und einem Ultraschallsensor steuert.
- Wenn sich das Objekt in der Nähe des Ultraschallsensors befindet, ertönt ein Ton.
- Wenn sich das Objekt vom Ultraschallsensor entfernt, stoppe den Ton.
- Wenn sich das Objekt in der Nähe des Ultraschallsensors befindet, spiele eine Melodie.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables STEM V4 IoT Starter-Kit (Arduino enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
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Über Piezo-Buzzer und Ultraschallsensor
Erfahren Sie mehr über Piezo-Buzzer und Ultraschallsensoren, einschließlich ihrer Pinbelegungen, Funktionen und Programmierung, in den bereitgestellten Tutorials.
Dieses Handbuch verwendet einen Buzzer, der 3–5 V benötigt, aber Sie können ihn auch für einen 12-V-Buzzer anpassen. Weitere Informationen dazu finden Sie unter dem Arduino UNO R4 - Buzzer tutorial.
Verdrahtungsdiagramm
- Schaltplan der Verkabelung zwischen Arduino UNO R4, Ultraschallsensor und Piezo-Summer
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- Der Schaltplan zwischen Arduino UNO R4, Ultraschallsensor und Piezo-Buzzer-Modul
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Siehe Der beste Weg, den Arduino Uno R4 und andere Komponenten mit Strom zu versorgen.
Arduino UNO R4 Code - Einfacher Ton
/*
* Dieser Arduino UNO R4 Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO R4 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
#define TRIG_PIN 6 // The Arduino UNO R4 pin connected to the ultrasonic sensor's TRIG pin
#define ECHO_PIN 7 // The Arduino UNO R4 pin connected to the ultrasonic sensor's ECHO pin
#define BUZZER_PIN 3 // The Arduino UNO R4 pin connected to Piezo Buzzer's pin
#define DISTANCE_THRESHOLD 50 // centimeters
float duration_us, distance_cm;
void setup() {
Serial.begin (9600); // initialize serial port
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // set arduino pin to output mode
pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // set arduino pin to input mode
pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); // set arduino pin to output mode
}
void loop() {
// generate 10-microsecond pulse to TRIG pin
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
// measure duration of pulse from ECHO pin
duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
// calculate the distance
distance_cm = 0.017 * duration_us;
if(distance_cm < DISTANCE_THRESHOLD)
digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); // turn on Piezo Buzzer
else
digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); // turn off Piezo Buzzer
// print the value to Serial Monitor
Serial.print("distance: ");
Serial.print(distance_cm);
Serial.println(" cm");
delay(500);
}
Schnelle Schritte
Folgen Sie diesen Anweisungen Schritt für Schritt:
- Falls dies das erste Mal ist, dass Sie den Arduino Uno R4 WiFi/Minima verwenden, lesen Sie das Tutorial zur Einrichtung der Umgebung für Arduino Uno R4 WiFi/Minima in der Arduino IDE.
- Verdrahten Sie die Bauteile gemäß dem bereitgestellten Diagramm.
- Schließen Sie das Arduino Uno R4-Board mit einem USB-Kabel an Ihren Computer an.
- Öffnen Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer.
- Wählen Sie das passende Arduino Uno R4-Board (z. B. Arduino Uno R4 WiFi) und den COM-Port aus.
- Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in die Arduino IDE ein.
- Drücken Sie die Hochladen-Schaltfläche in der Arduino IDE, um den Code auf das Arduino UNO R4 zu übertragen.
- Bewegen Sie Ihre Hand in der Nähe des Sensors.
- Hören Sie den Ton vom Piezo-Buzzer.
Code-Erklärung
Schau dir die Kommentarzeilen im Quellcode an, um eine Schritt-für-Schritt-Erklärung zu erhalten!
Arduino UNO R4 Code - Melodie
/*
* Dieser Arduino UNO R4 Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO R4 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
#include "pitches.h"
#define TRIG_PIN 6 // The Arduino UNO R4 pin connected to the ultrasonic sensor's TRIG pin
#define ECHO_PIN 7 // The Arduino UNO R4 pin connected to the ultrasonic sensor's ECHO pin
#define BUZZER_PIN 3 // The Arduino UNO R4 pin connected to Piezo Buzzer's pin
#define DISTANCE_THRESHOLD 50 // centimeters
float duration_us, distance_cm;
// notes in the melody:
int melody[] = {
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_G5, NOTE_C5, NOTE_D5,
NOTE_E5,
NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5,
NOTE_F5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_D5, NOTE_E5,
NOTE_D5, NOTE_G5
};
// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc, also called tempo:
int noteDurations[] = {
8, 8, 4,
8, 8, 4,
8, 8, 8, 8,
2,
8, 8, 8, 8,
8, 8, 8, 16, 16,
8, 8, 8, 8,
4, 4
};
void setup() {
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // set arduino pin to output mode
pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // set arduino pin to input mode
}
void loop() {
// generate 10-microsecond pulse to TRIG pin
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
// measure duration of pulse from ECHO pin
duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
// calculate the distance
distance_cm = 0.017 * duration_us;
if(distance_cm < DISTANCE_THRESHOLD)
buzzer(); // play a song
delay(500);
}
void buzzer() {
// iterate over the notes of the melody:
int size = sizeof(noteDurations) / sizeof(int);
for (int thisNote = 0; thisNote < size; thisNote++) {
// to calculate the note duration, take one second divided by the note type.
//e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
tone(BUZZER_PIN, melody[thisNote], noteDuration);
// to distinguish the notes, set a minimum time between them.
// the note's duration + 30% seems to work well:
int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
delay(pauseBetweenNotes);
// stop the tone playing:
noTone(BUZZER_PIN);
}
}
Schnelle Schritte
- Kopieren Sie den Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino IDE.
- Erstellen Sie eine Datei mit dem Namen pitches.h in der Arduino IDE, indem Sie:
- Klicken Sie auf die Schaltfläche unter dem Symbol des seriellen Monitors und wählen Sie New Tab aus, oder verwenden Sie die Tasten Ctrl+Shift+N.
- Geben Sie den Dateinamen pitches.h ein und drücken Sie die OK-Taste.
- Kopiere den untenstehenden Code und füge ihn in die Datei mit dem Namen pitches.h ein, die du erstellt hast.
- Drücken Sie die Hochladen-Schaltfläche in der Arduino-IDE, um Code an den Arduino UNO R4 zu senden.
- Bewegen Sie Ihre Hand in der Nähe des Sensors.
- Hören Sie die Melodie vom Piezo-Buzzer.
- Der erwähnte Code verwendet die delay()-Funktion, die den restlichen Code während des Abspielens einer Melodie daran hindert, ausgeführt zu werden. Um dies zu verhindern, verwenden Sie die ezBuzzer-Bibliothek. Diese Bibliothek ermöglicht es dem Summer, zu piepen oder eine Melodie abzuspielen, ohne den restlichen Code zu unterbrechen.
- Der gegebene Code dient Bildungszwecken. Der Ultraschallsensor ist sehr störanfällig gegenüber Rauschen. Für den praktischen Einsatz des Ultraschallsensors sollten Sie eine Rauschfilterung anwenden. Erfahren Sie mehr darüber, wie man Rauschen beim Ultraschallsensor filtert.
/*************************************************
* Public Constants
*************************************************/
#define NOTE_B0 31
#define NOTE_C1 33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1 37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1 41
#define NOTE_F1 44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1 49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1 55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1 62
#define NOTE_C2 65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2 73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2 82
#define NOTE_F2 87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2 98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2 110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2 123
#define NOTE_C3 131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3 147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3 165
#define NOTE_F3 175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3 196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3 220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3 247
#define NOTE_C4 262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4 294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4 330
#define NOTE_F4 349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4 392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4 440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4 494
#define NOTE_C5 523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5 587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5 659
#define NOTE_F5 698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5 784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5 880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5 988
#define NOTE_C6 1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6 1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6 1319
#define NOTE_F6 1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6 1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6 1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6 1976
#define NOTE_C7 2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7 2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7 2637
#define NOTE_F7 2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7 3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7 3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7 3951
#define NOTE_C8 4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8 4699
#define NOTE_DS8 4978
Code-Erklärung
Schau dir jede Erklärung an, die in den Kommentaren des Quellcodes geschrieben ist.
※ Notiz:
Video Tutorial
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