شاهد على يوتيوب

كود Arduino وفيديو لوحدة قياس المسافة بالأشعة تحت الحمراء من شارب

في هذا الدرس التعليمي، سنستكشف كيفية استخدام وحدة المسافة بالأشعة تحت الحمراء من Sharp لقياس المسافات وتحفيز إجراءات بناءً على المسافة المكتشفة. سيُظهر هذا المشروع كيفية إعداد الأجهزة وكتابة كود Arduino لقراءة قياسات المسافة وتنشيط صفارة عندما يُكتشف جسم ضمن مدى معين. ستتعلم كيفية توصيل المكونات معًا وفهم المعرفات الرئيسية في الكود.

في هذا المشروع، سنستخدم مستشعر Sharp IR الذي يبعث ضوءًا من الأشعة تحت الحمراء ويقيس المسافة إلى جسم اعتمادًا على الضوء المنعكس. عندما يُكتشف جسم ضمن النطاق، ستُفعّل الصفارة، مما يوفر طريقة بسيطة وفعالة لعرض قدرات وحدة Sharp IR. تأكد من مشاهدة الفيديو للحصول على دليل مرئي حول الإعداد والكود (في الفيديو عند 00:00).

شرح الأجهزة

المكونات الرئيسية لهذا المشروع تتضمن مستشعر مسافة بالأشعة تحت الحمراء من شركة Sharp، ولوحة أردوينو، ومنبهاً صوتياً. يتكون مستشعر Sharp للأشعة تحت الحمراء من مرسل ومستقبل يعملان معًا لقياس المسافات. عندما تصطدم الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من المرسل بجسم ما، تنعكس عائدةً إلى المستقبل، مما يتيح له حساب المسافة بناءً على الزمن المستغرق لعودة الأشعة.

تعمل لوحة أردوينو كوحدة تحكّم، تقرأ قياسات المسافة من حساس الأشعة تحت الحمراء وتتحكم في الجرس اعتمادًا على القراءات. سيصدر الجرس صوتًا عند اكتشاف جسم ضمن مدى محدد، مما يجعل هذا الإعداد مفيدًا لتطبيقات مثل اكتشاف العوائق في الروبوتات.

تفاصيل ورقة البيانات

• تأكد من توفّر مصدر طاقة مناسب (4.5 - 5.5 فولت) لتجنب التلف.
• استخدم مقاومًا للحد من التيار إذا لزم الأمر.
• احرص على إبقاء المستشعر نظيفًا لضمان قراءات دقيقة.
• انتبه لتداخل الإضاءة المحيطة.
• يجب تأمين الأسلاك لمنع الاتصالات المتقطعة.

تعليمات الأسلاك

لتوصيل وحدة قياس المسافة بالأشعة تحت الحمراء من Sharp، قم بتوصيل دبوس الأرضي (GND) في الوحدة بدبوس GND على لوحة Arduino. ثم قم بتوصيل دبوس VCC في الوحدة بدبوس 5V على لوحة Arduino. يجب توصيل دبوس إخراج الإشارة من وحدة Sharp IR بالدبوس 2 على لوحة Arduino، والذي سيقرأ بيانات المسافة.

بالنسبة للمزمّر، وصل الدبوس الأطول (الموجب) إلى الدبوس رقم 8 على لوحة الأردوينو، والدبوس الأقصر (السالب) إلى الطرف الأرضي (GND). تأكد من أن جميع الوصلات محكمة وأن المكونات مزودة بالطاقة بشكل صحيح لضمان عملها بشكل سليم.

أمثلة على الشيفرة وشرح خطوة بخطوة

فيما يلي مقتطف موجز من كود Arduino حيث نعرّف الدبابيس ونقوم بإعداد المستشعر. المعرّفIRيُعرَّف بأنه الدبوس التناظري المستخدم لإشارة المستشعر.

#define IR A0 // define signal pin
SharpIR SharpIR(IR, model); // Initialize SharpIR with the defined pin

يقوم هذا الكود بتهيئة مستشعر Sharp للأشعة تحت الحمراء على الدبوس التناظري المحدد. المعرفmodelيحدد نوع المستشعر المستخدم، والذي في هذه الحالة تم ضبطه على 1080 لطراز GP2Y0A21YK0F.

في دالة الإعداد، نبدأ الاتصال التسلسلي لمراقبة قراءات المسافة:

void setup() {
    Serial.begin(9600); // Initialize serial communication
    Serial.println("Robojax Sharp IR  "); // Print message to serial monitor
}

تقوم دالة setup بتهيئة الاتصال التسلسلي بسرعة 9600 باود، مما يسمح للأردوينو بإرسال بيانات المسافة إلى مراقب السيريال للاطلاع عليها.

داخل دالة الحلقة، نقرأ المسافة من المستشعر ونطبعها:

void loop() {
    int dis = SharpIR.distance(); // Read the distance
    Serial.print("Mean distance: "); // Print distance to serial monitor
    Serial.println(dis); // Output the distance measurement
}

يوضح هذا المقتطف كيفية قراءة المسافة بشكلٍ مستمر وطباعتها على نافذة المراقبة التسلسلية. المتغيرdisيحتفظ بقيمة المسافة المقاسة بواسطة مستشعر الأشعة تحت الحمراء من شارب.

عرض توضيحي / ما الذي تتوقعه

عند اكتمال الإعداد، يمكنك توقع أن تصدر الصفارة صوتًا كلما تم اكتشاف جسم ضمن النطاق المحدد لمستشعر Sharp للأشعة تحت الحمراء. ستعرض نافذة المراقبة التسلسلية المسافة المتوسطة إلى جانب المسافة المقاسة بالسنتيمترات. إذا لم يكن هناك أي أجسام ضمن النطاق، فستشير النافذة إلى ذلك أيضًا (في الفيديو عند 02:30).

من الأخطاء الشائعة التأكد من محاذاة المستشعر بشكل صحيح وأنه لا توجد عوائق تعترض إشارة الأشعة تحت الحمراء. كما تأكد من أن مصدر الطاقة مستقر لتجنب قراءات متقلبة.

الطوابع الزمنية للفيديو

• 00:00- مقدمة عن المشروع
• 02:30- عرض وظيفة المستشعر
• 03:45- شرح الأسلاك
• 05:00- استعراض الكود

الصور

Sharpt IR distance sensor GP2Y0A21YK0F

Arduino wiring for Sharf IR distance sensor

Sharpt IR distance sensor GP2Y0A21YK0F

Sharpt IR distance sensor GP2Y0A21YK0F

Arduino wiring for Sharf IR distance sensor

Sharpt IR distance sensor GP2Y0A21YK0F