Arduino - Ultraschallsensor - Piezo-Buzzer
Wir werden lernen, wie man Arduino verwendet, um den Piezo-Lautsprecher mit Arduino und Ultraschallsensor zu steuern:
- Wenn sich das Objekt dem Ultraschallsensor nähert, Ton erzeugen
- Wenn das Objekt weit vom Ultraschallsensor entfernt ist, hör auf, Ton zu erzeugen
- Wenn sich das Objekt dem Ultraschallsensor nähert, spiele die Melodie eines Liedes
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables STEM V3 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
Wenn Sie nichts über Piezo-Buzzer und Ultraschallsensoren wissen (Pinbelegung, wie sie funktionieren, wie man sie programmiert ...), lernen Sie mehr über sie in den folgenden Tutorials:
Bitte beachten Sie, dass dieses Tutorial einen 3-5-V-Buzzer verwendet, aber Sie können es für einen 12-V-Buzzer anpassen. Sie können mehr über Arduino - Buzzer Tutorial lernen.
Verdrahtungsdiagramm
- Der Schaltplan zwischen Arduino, Ultraschallsensor und Piezo-Summer
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- Das Verdrahtungsdiagramm zwischen Arduino, Ultraschall-Sensor und Piezo-Buzzer-Modul
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Arduino-Code - Einfacher Ton
/*
* Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
// constants won't change
const int TRIG_PIN = 6; // Arduino pin connected to Ultrasonic Sensor's TRIG pin
const int ECHO_PIN = 7; // Arduino pin connected to Ultrasonic Sensor's ECHO pin
const int BUZZER_PIN = 3; // Arduino pin connected to Piezo Buzzer's pin
const int DISTANCE_THRESHOLD = 50; // centimeters
// variables will change:
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
- Verbinde Arduino über ein USB-Kabel mit dem PC.
- Öffne die Arduino-IDE und wähle das richtige Board und den richtigen Port aus.
- Kopiere den obigen Code und öffne ihn in der Arduino-IDE.
- Klicke auf die Schaltfläche Hochladen in der Arduino-IDE, um den Code auf den Arduino hochzuladen.
- Bewege deine Hand vor dem Sensor.
- Höre den Klang des Piezo-Lautsprechers.
Code-Erklärung
Lies die Zeilen-für-Zeile-Erklärung in den Kommentarzeilen des Quellcodes!
Arduino-Code - Melodie
/*
* Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
#include "pitches.h"
// constants won't change
const int TRIG_PIN = 6; // Arduino pin connected to Ultrasonic Sensor's TRIG pin
const int ECHO_PIN = 7; // Arduino pin connected to Ultrasonic Sensor's ECHO pin
const int BUZZER_PIN = 3; // Arduino pin connected to Piezo Buzzer's pin
const int DISTANCE_THRESHOLD = 50; // centimeters
// variables will change:
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 obigen Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino IDE
- Erstellen Sie die Datei pitches.h in der Arduino IDE durch:
- Entweder klicken Sie auf die Schaltfläche direkt unter dem Symbol des seriellen Monitors und wählen Sie Neuer Tab, oder verwenden Sie die Tastenkombination Ctrl+Shift+N.
- Geben Sie den Dateinamen pitches.h ein und klicken Sie auf die OK-Schaltfläche
- Kopieren Sie den untenstehenden Code und fügen Sie ihn in die erstellte Datei pitches.h ein.
- Klicke auf den Upload-Button in der Arduino-IDE, um Code auf Arduino hochzuladen
- Bewege deine Hand vor dem Sensor
- Höre dir die Melodie des Piezo-Buzzers an
- Der obige Code verwendet die Funktion delay(). Dies blockiert anderen Code während der Wiedergabe der Melodie. Um das Blockieren von anderem Code zu vermeiden, verwenden Sie stattdessen die ezBuzzer Bibliothek. Diese Bibliothek ist dafür konzipiert, den Summer piepen zu lassen oder Melodien abzuspielen, ohne den übrigen Code zu blockieren.
- Der obige Code dient Lernzwecken. Der Ultraschallsensor ist sehr empfindlich gegenüber Rauschen. Wenn Sie den Ultraschallsensor in der Praxis verwenden möchten, sollten Sie das Rauschen beim Ultraschallsensor filtern. Siehe 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
Lies die zeilenweise Erklärung in den Kommentaren des Quellcodes!
※ Notiz:
Video Tutorial
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