2023年6月10日 星期六

距離感測器實作 – HC-SR04超聲波測距模組2020/2022版本UART/I2C介面

距離感測器實作 – HC-SR04超聲波測距模組2020/2022版本UART/I2C介面

市售HC-SR04超聲波測距模組，GPIO trig (控制端)、echo (接收端)進行距離量測。本實驗將採用蝦皮賣家”瑪可希維 MC-CVI”售出模組，提供UART, I2C 和1-WIRE等數位讀取資料模式。

模組簡介

 

 

HC-SR04

HC-SR04

新款改良版

HC-SR04

2020版本

HC-SR04

2022版本

專用晶片

 

 

RCWL-9600

RCWL-9610

偵測距離

2CM ~ 400CM

2CM ~ 400CM

2CM ~ 450CM

2CM ~ 450CM

偵測週期

 

 

50mS

50mS

輸出模式

GPIO

trig (控制端)、echo (接收端)

GPIO

trig (控制端)、echo (接收端)

GPIO,UART 和I2C

GPIO,UART, I2C 和,1-WIRE

工作電壓

5V

3V ~ 5V

3V ~ 5V

3V ~ 5V

 

HC-SR04超聲波測距模組2020/2022版本通訊格式

l   UART 模式

UART 模式波特率设置： 9600 N 1

命令

返回值

說明

0xA0

BYTE_H

BYTE_M

BYTE_L

輸出距離為：

(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000

單位mm

 

l   I2C 模式

I2C 地址： 0x57

命令格式：

地址

命令

返回值

說明

 

寫地址

0xAE

0x01

 

開始測距命令

讀地址

0xAF

 

BYTE_H

BYTE_M

BYTE_L

輸出距離為：

(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000

單位mm

向模組寫入0x01，模組開始測距；等待100mS(模組最大測距時間)

以上。直接讀出3 個距離資料。BYTE_H，BYTE_M 與BYTE_L。


圖片來源: https://shopee.tw/HC-SR04-超聲波距離測量模組-數位訊號-(可自行調整為UART、I2C通訊)-超音波距離感測-i.656213378.14047627223


圖片來源: https://shopee.tw/HC-SR04-超聲波距離測量模組-數位訊號-(可自行調整為UART、I2C通訊)-超音波距離感測-i.656213378.14047627223

 

電路圖

 


程式列表

Python - ePy-Lite_HC-SR04_2020_UART.py

"""

  ePy-Lite_HC-SR04_2020_UART.py

 

  ePy-Lite  HC-SR04(Ver.2020)

  -----------------

  3.3V      VCC

  P1_TX3    Trig/SCL/Rx

  P0_RX3    Echo/SDA/Tx

  GND       GND

"""

 

from machine import Switch  #Get button KEY library

from machine import Pin, LED, UART

from machine import Timer

import utime

 

BLEOUT = True

 

class HC_SR04():

  def __init__(self,port=3):

    self.sensor=UART(port,9600)

 

  def readReg(self):

    self.sensor.writechar(0xA0) # Send 0xA0, Starts to measure distance

    utime.sleep_ms(120)    # Delay 120mS

    LenData = self.sensor.read(3)

    data = (LenData[0]<<16) + (LenData[1]<<8) + LenData[2]

    return data // 1000  # Calculate distance(mm) value

 

  def deinit(self):

    self.sensor.deinit()

 

def key_int():

  global KeyDone

  KeyDone = True

 

def tick3(timer):

  global TimerDone

  TimerDone = True

 

# Start Function

if __name__ == '__main__':

  ledY = LED('ledy')

  ledY.off()

 

  KeyA = Switch('keya')    #Create button A

  KeyA.callback(key_int)

  KeyDone = False

 

  tim_3 = Timer(3,freq = 5)

  tim_3.callback(tick3)

  TimerDone = False

 

  if(BLEOUT):

    ble = UART(1,115200)

    ble.write('AT+NAME=?\\r\\n')

    utime.sleep_ms(50)

    ble.write('AT+MODE_DATA\r\n')

    print(ble.readline())

    print(ble.readline())

 

  Ultrasonic = HC_SR04(3)

 

  print("Start Ultrasonic measurement.")

  while True:

    if TimerDone == True:

      ledY.on()

 

      distx = Ultrasonic.readReg()

      print("Distance is: %dmm" %distx)

 

      if distx >0 :

        if(BLEOUT):

          ble.write('USonic 0 dist is : {} mm\r\n'.format (distx))

        pass

 

      ledY.off()

      TimerDone = False

 

    if KeyDone == True:      #Press A Key

      break

 

  Ultrasonic.deinit()

  KeyA.callback(None)

  tim_3.callback(None)

  tim_3.deinit()

  if(BLEOUT):

    ble.deinit()

 

  print("Exit Ultrasonic measurement.")

 

Python - ePy-Lite_HC-SR04_2020_I2C.py

"""

  ePy-Lite_HC-SR04_2020_I2C.py

  Reference:

    https://github.com/m5stack/M5Stack/blob/master/examples/Unit/ULTRA_SONIC/ULTRA_SONIC.ino

    https://www.sgbotic.com/index.php?dispatch=products.view&product_id=3028

 

  ePy-Lite  HC-SR04(Ver.2020)

  -----------------

  3.3V      VCC

  P17_SCL0  Trig/SCL/Rx

  P16_SDA0  Echo/SDA/Tx

  GND       GND

"""

 

from machine import Switch  #Get button KEY library

from machine import Pin, LED, I2C, UART

from machine import Timer

import utime

 

BLEOUT = True

# I2C Address

HC_SR04_ADDR = 0x57

 

class HC_SR04():

  def __init__(self,i2c,address=0x57):

    self.i2c = i2c

    self.Address = address

 

  def readReg(self, addr):

    LenData=bytearray(3)

    self.i2c.send(bytearray([addr]),self.Address)

    utime.sleep_ms(120)    # Delay 120mS

    self.i2c.recv(LenData,self.Address)

    data = (LenData[0]<<16) + (LenData[1]<<8) + LenData[2]

    return data // 1000  # Calculate distance(mm) value

 

def key_int():

  global KeyDone

  KeyDone = True

 

def tick3(timer):

  global TimerDone

  TimerDone = True

 

# Start Function

if __name__ == '__main__':

  ledY = LED('ledy')

  ledY.off()

 

  KeyA = Switch('keya')    #Create button A

  KeyA.callback(key_int)

  KeyDone = False

 

  tim_3 = Timer(3,freq = 5)

  tim_3.callback(tick3)

  TimerDone = False

 

  if(BLEOUT):

    ble = UART(1,115200)

    ble.write('AT+NAME=?\\r\\n')

    utime.sleep_ms(50)

    ble.write('AT+MODE_DATA\r\n')

    print(ble.readline())

    print(ble.readline())

 

  sensor_i2c = I2C(1,I2C.MASTER,baudrate=100000)     #Create I2C0 Master Mode, Baudrate=100kHz

  print("I2C Configuration: " + str(sensor_i2c))  # Display the basic parameters of the I2C device in the command line

 

  print('Scan i2c bus...')

  devices = sensor_i2c.scan()

 

  if len(devices) == 0:

    print("No i2c device !")

  else:

    print('i2c devices found:',len(devices))

 

    for device in devices: 

      print("Hexa address: ",hex(device))

 

  sensor = HC_SR04(sensor_i2c)

 

  print("Start Ultrasonic measurement.")

 

  while True:

    if TimerDone == True:

      ledY.on()

 

      distx = sensor.readReg(0x01)

      print("Distance is: %dmm" %distx)

      if distx >0 :

        if(BLEOUT):

          ble.write('USonic 0 dist is : {} mm\r\n'.format (distx))

        pass

 

      ledY.off()

      TimerDone = False

 

    if KeyDone == True:      #Press A Key

      break

 

  sensor_i2c.deinit()

  KeyA.callback(None)

  tim_3.callback(None)

  tim_3.deinit()

  if(BLEOUT):

    ble.deinit()

 

  print("Exit Ultrasonic measurement.")

 

執行結果

 


 


參考文獻

l   https://sparks.gogo.co.nz/assets/_site_/downloads/RCWL.zip

 

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