雕爷学编程,Arduino动手做,开源硬件,创客传感器,US026超声波测距
37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百零六：US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
CS100是苏州顺憬志联推出的一款工业级超声波测距芯片，CS100 内部集成超声波发射电路，超声波接收电路，数字处理电路等，单芯片即可完成超声波测距，测距结果通过脉宽的方式进行输出，通信接口兼容现有超声波模块。CS100 配合使用 40KHZ 的开放式超声波探头，只需要一个 22MR 的下拉电阻和 8M 的晶振，即可实现高性能测距功能。更少的器件使用，可以大幅减少电路板面积，提高可靠性；同时，较少的外围器件使得布线更为简单，在成本敏感的引用场景下，使用单面PCB即可实现超声波测距功能，大幅降低成本。
模块采用苏州顺憬志联的高性价比超声波测距芯片 CS100；测距可达 6 米以上，测距精度高；测量一致性好，测距稳定可靠。US-025/US-026 超声波测距模块可实现 2cm~6m 的非接触测距功能，工作电压为 3V-5.5V，工作电流为 5.3mA，支持 GPIO通信模式，工作稳定可靠。US-025 与 US-026 性能相同，尺寸大小相同，原理相同。区别：⚫ US-025 采用的是双面板，US-026 采用的是单面板；US-025 的 4Pin 排针在正面焊接（探头一侧），⚫ US-026因是单面板，正面（探头一侧）无焊盘，焊盘在背面（芯片一侧）焊接。
模块电原理图
测距工作原理US-025/US-026 测距时序图
只需要在 Trig 管脚输入一个 10US 以上的高电平，系统便可发出 8 个 40KHZ 的超声波脉冲，然后检测回波信号。当检测到回波信号后，通过 Echo 管脚输出。根据 Echo 管脚输出高电平的持续时间可以计算距离值。即距离值为：(高电平时间*340m/s)/2。
超过测量范围时返回值及测量周期当测量距离超过 US-025/US-026 的测量范围时，仍会通过Echo 管脚输出高电平的信号，高电平的宽度约为 66ms。
测量周期：当接收到 US-025/US-026 通过 Echo 管脚输出的高电平脉冲后，便可进行下一次测量，所以测量周期取决于测量距离，当距离被测物体很近时，Echo 返回的脉冲宽度较窄，测量周期就很短；当距离被测物体比较远时，Echo 返回的脉冲宽度较宽，测量周期也就相应的变长。最坏情况下，被测物体超出超声波模块的测量范围，此时返回的脉冲宽度最长，约为 66ms，所以最坏情况下的测量周期稍大于 66ms 即可（取 70ms 足够）。
接口说明模块有一个接口：4 Pin 供电及通信接口，US-025 与US-026 接口相同。 4 Pin 接口为 2.54mm 间距的弯排针，如图 所示： 4 Pin 接口从左到右依次编号 1,2,3,4。它们的定义如下：⚫ 1 号 Pin：接 VCC 电源（直流 3V-5.5V）。⚫ 2 号 Pin：接外部电路的 Trig 端，向此管脚输入一个10uS 以上的高电平，可触发模块测距。触发信号 10US高电平 发射探头发出信号 输出回响信号 循环发出8个40KＨＺ脉冲 脉冲宽度为超声 波往返时间之和⚫ 3 号 Pin：接外部电路的 Echo 端，当测距结束时，此管脚会输出一个高电平，电平宽度为超声波往返时间之和。⚫ 4 号 Pin：接外部电路的地。
实验开源代码（Arduino 1.8.19）
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百零六：US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
1、实验项目：US-025/US-026高精度测距例程
2、实验接脚：
EchoPin = D2
TrigPin = D3
GND = GND
VCC = 5V
*/
unsigned int EchoPin = 2;
unsigned int TrigPin = 3;
unsigned long Time_Echo_us = 0;
unsigned long Len_mm_X100 = 0;
unsigned long Len_Integer = 0;
unsigned int Len_Fraction = 0;
void setup(){
Serial.begin(9600);
pinMode(EchoPin, INPUT);
pinMode(TrigPin, OUTPUT);
}
void loop(){
digitalWrite(TrigPin, HIGH);
delayMicroseconds(50);
digitalWrite(TrigPin, LOW);
Time_Echo_us = pulseIn(EchoPin, HIGH);
if((Time_Echo_us < 60000) && (Time_Echo_us > 1))
{
Len_mm_X100 = (Time_Echo_us*34)/2;
Len_Integer = Len_mm_X100/100;
Len_Fraction = Len_mm_X100%100;
Serial.print("Present Length is: ");
Serial.print(Len_Integer, DEC);
Serial.print(".");
if(Len_Fraction < 10)
Serial.print("0");
Serial.print(Len_Fraction, DEC);
Serial.println("mm");
}
delay(1000);
}
实验开源代码（Arduino 1.8.19）之二
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百零六：US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
1、实验项目之二：US-025/US-026高精度测距例程2
2、实验接脚：
EchoPin = D2
TrigPin = D3
GND = GND
VCC = 5V
*/
unsigned int EchoPin = 2; // connect Pin 2(Arduino digital io) to Echo at US-025/US-026
unsigned int TrigPin = 3; // connect Pin 3(Arduino digital io) to Trig at US-025/US-026
unsigned long Time_Echo_us = 0;
unsigned long Len_mm = 0;
void setup(){ //Initialize
Serial.begin(9600); //Serial: output result to Serial monitor
pinMode(EchoPin, INPUT); //Set EchoPin as input, to receive measure result from US-025,US-026
pinMode(TrigPin, OUTPUT); //Set TrigPin as output, used to send high pusle to trig measurement (>10us)
}
void loop(){
digitalWrite(TrigPin, HIGH); //begin to send a high pulse, then US-025/US-026 begin to measure the distance
delayMicroseconds(20); //set this high pulse width as 20us (>10us)
digitalWrite(TrigPin, LOW); //end this high pulse
Time_Echo_us = pulseIn(EchoPin, HIGH); //calculate the pulse width at EchoPin,
if((Time_Echo_us < 60000) && (Time_Echo_us > 1)) //a valid pulse width should be between (1, 60000).
{
Len_mm = (Time_Echo_us*34/100)/2; //calculate the distance by pulse width, Len_mm = (Time_Echo_us * 0.34mm/us) / 2 (mm)
Serial.print("Present Distance is: "); //output result to Serial monitor
Serial.print(Len_mm, DEC); //output result to Serial monitor
Serial.println("mm"); //output result to Serial monitor
}
delay(1000); //take a measurement every second (1000ms)
}
实验开源代码（Arduino 1.8.19）之三
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百零六：US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
1、实验项目之三：用串口显示测出的距离值
2、实验接脚：
EchoPin = D2
TrigPin = D3
GND = GND
VCC = 5V
*/
// 设定US-026连接的Arduino引脚
const int TrigPin = 3;
const int EchoPin = 2;
float distance;
void setup(){ // 初始化串口通信及连接的引脚
Serial.begin(9600);
pinMode(TrigPin, OUTPUT);
// 要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态
pinMode(EchoPin, INPUT);
Serial.println("Ultrasonic sensor:");
}
void loop(){
// 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin
digitalWrite(TrigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TrigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TrigPin, LOW);
// 检测脉冲宽度，并计算出距离
distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00;
Serial.print(distance);
Serial.print("cm");
Serial.println();
delay(1000);
}
实验串口返回情况
实验开源图形编程（Mind+、编玩边学）
实验串口返回情况
实验开源图形编程（Mind+、编玩边学）之二
实验串口返回情况（距离小于50厘米时LED点亮）
实验开源图形编程（Mind+、编玩边学）之三
实验开源仿真编程（Linkboy V4.63）
实验开源仿真编程（Linkboy V4.63）之二
实验开源仿真编程（Linkboy V4.63）之三
实验场景图
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