Arduino Uno ile HC-SR04 ve 2x16 LCD'li Park Sensörü Uygulaması

Frekansı 20 kHz (20.000 Hz) üzerinde olan seslere ultrasonik ses, frekansı 20 Hz'in altında olan seslere infrasonik ses denir. İnsan kulağı ultrasonik ve infrasonik sesleri duyamaz. Ultrasonik ses teknolojisi çeşitli alanlarda temizlik ve görüntüleme amacıyla kullanılmaktadır. Ultrasonik temizleme işlemlerinde 20 kHz ile 200 kHz frekans aralığında ses dalgaları kullanılır.

HC- SR04 ultrasonik mesafe sensörü, sonar haberleşmeyi kullanarak karşısındaki nesneye olan mesafeyi hesaplar. Sonar haberleşmede 20 kHz üstünde ses dalgaları kullanılır. İçerisinde STM8S103 yüksek performanslı işlemci mevcuttur. 2 ile 400 cm aralığındaki mesafeleri ölçebilen 4 pine sahip bir sensördür. Ultrasonik dalgalar, insan kulağının algılayamayacağı kadar yüksek frekanslara sahip ses dalgalarıdır. Mesafe ölçüm hassasiyeti yaklaşık olarak 3 mm'dir. Sensör modülünün üzerinde 2 adet silindirik yapı bulunur. Bunlardan biri ultrasonik dalga yayarken diğeri ultrasonik dalgaları yakalar. Çalışma gerilimi 5 V’tur. Çektiği akım 15 mA’dir. Görme açısı 15 °’dir. Dijital çıkışlıdır.

TRIG pininden sinyal verildiğinde 40 kHz frekansında bir ses dalgası, sensör tarafından üretilir. Bu ses dalgası bir cisme çarpıp geri döndüğünde ECHO pini aktif hale gelir. Sesin havada yayılma hızı bilinen bir değerdir. TRIG pinine verilen sinyalden sonra ECHO pininin aktif olduğu zaman kadar olan süre ölçülerek aradaki mesafe kolayca hesaplanabilir. Çalışma prensibi aşağıda maddeler halinde açıklanmıştır:

Ultrasonik mesafe sensörü üzerindeki osilatör kullanılarak modülün üzerindeki ultrasonik dalga yayıcı tarafından havaya ses dalgaları gönderilir.
Ses dalgasının karşısına bir engel çıkarsa ses dalgalarının bir kısmı geri yansır.
Geriye yansıyan ses dalgaları modül üzerindeki alıcı tarafından algılanır.

Sinyalin gönderilme anı ile yansıyıp geri gelme anı arasındaki fark hesaplanarak ses sinyallerinin ne kadar süre yol aldığı anlaşılır. Böylece ultrasonik ses dalgalarının ne kadar mesafe yol aldığı anlaşılır.

Görsel 1.1: HC-SR04 ultrasonik mesafe sensörü ve çalışma prensibi

HC- SR04 ultrasonik mesafe sensörü, tüm robotik projelerde yer alan çok popüler bir sensördür.

Görsel 1.2: HC-SR04 ultrasonik mesafe sensörü pin yapısı ve çalışma prensibi

Sesin havadaki hızı 343,5 m/sn’dir. Buna göre sesin 1 µsn’de aldığı yol 0,03435 cm olarak hesaplanır. Süre değerinden mesafe değeri mesafe = (sure / 2 ) * 0,03435 veya mesafe = (sure / 2) / 29.1 veya mesafe = sure / 58.2 formülüyle hesaplanabilir (1 / 0,03435 = 29,1).

Uygulamaya Ait Şema, Bağlantı Şekli ve Görseller

Görsel 1.3: Arduino Uno ile LCD’li park sensörü uygulaması devre şeması

Görsel 1.4: Arduino Uno ile LCD’li park sensörü uygulaması breadboard bağlantısı

Malzeme Listesi

Sıra No	Adı	Özelliği	Miktarı
1	Arduino Uno R3	-	1 Adet
2	LCD gösterge	HD44780 uyumlu, 2x16 karakter	1 Adet
3	Ultrasonik mesafe sensörü	HC-SR04	1 Adet
4	LED diyot	5 mm	1 Adet
5	Buzzer	5 V, aktif	1 Adet
6	Potansiyometre	10k	1 Adet
7	Direnç	220R / ¼ W	2 Adet
8	Breadboard	830 pin	1 Adet
9	Jumper kablo	Erkek-erkek	-

Uygulamaya Ait Kod

Uygulama Adı : Park sensörü uygulaması

Açıklama : Ultrasonik mesafe sensörü ve karakter LCD'li park sensörü uygulaması

Tarih : 16 Ağustos 2022

Yazan : İlhan DEMİR

Arduino -> 1602 LCD Gösterge

12 -> LCD RS pin (4 nolu pin)

11 -> LCD Enable pin (6 nolu pin)

5 -> LCD D4 pin (11 nolu pin)

4 -> LCD D5 pin (12 nolu pin)

3 -> LCD D6 pin (13 nolu pin)

2 -> LCD D7 pin (14 nolu pin)

GND -> LCD R/W pin (5 nolu pin)

GND -> LCD VSS pin (1 nolu pin)

+5V -> LCD VDD pin (2 nolu pin)

+5V -> LCD A pin (15 nolu pin), 220R direnç üzerinden +5V'a verilmesi önerilir.

GND -> LCD B pin (16 nolu pin)

POT (10k) orta pini -> LCD VO pin (3 nolu pin), kontrast ayarı için kullanılır.

Arduino -> HC-SR04 Ultrasonik Sensör

7 -> TRIG pin (2 nolu pin)

6 -> ECHO pin (3 nolu pin)

GND -> GND pin (4 nolu pin)

+5V -> VCC pin (1 nolu pin)

#include <LiquidCrystal.h>

const int RS = 12, E = 11, D4 = 5, D5 = 4, D6 = 3, D7 = 2;

LiquidCrystal lcdEkran(RS, E, D4, D5, D6, D7); //Kullanılacak LCD pinlerini hazırla.

#define trigPin 7

#define echoPin 6

#define ledPin 13

#define buzzer 8

double sure, mesafe;

void setup()

{

pinMode(ledPin, OUTPUT);

pinMode(buzzer, OUTPUT);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

lcdEkran.begin(16, 2); //LCD boyutlarını ayarla.

}

void loop()

{

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

sure = pulseIn(echoPin, HIGH); //Süreyi al.

mesafe = (sure / 2) / 29.1; //Mesafeyi hesapla.

lcdEkran.setCursor (0, 0);

lcdEkran.print ("Mesafe(distance)");

lcdEkran.setCursor (4, 1);

lcdEkran.print (mesafe);

lcdEkran.setCursor (10, 1);

lcdEkran.print ("cm");

if (mesafe < 10) //Mesafe 10 cm'den küçük mü?

{

digitalWrite (ledPin, HIGH);

delay (50);

digitalWrite (ledPin, LOW);

delay (50);

tone (buzzer, 500);

delay (50);

noTone (buzzer);

delay (50);

}

else if (mesafe < 30) //Mesafe 30 cm'den küçük mü?

{

digitalWrite (ledPin, HIGH);

delay (150);

digitalWrite (ledPin, LOW);

delay (150);

tone (buzzer, 500);

delay (150);

noTone (buzzer);

delay (150);

}

else if (mesafe < 60) //Mesafe 60 cm'den küçük mü?

{

digitalWrite (ledPin, HIGH);

delay (300);

digitalWrite (ledPin, LOW);

delay (300);

tone (buzzer, 500);

delay (300);

noTone (buzzer);

delay (300);

}

delay (50); //Bu süre 29 msn’den az olmamalıdır.

}

Uygulamanın Tinkercad Simülasyonu

Bu internet sitesi içeriğinde yer alan tüm eserler (yazı, resim, görüntü, fotoğraf, video, müzik vb.) İlhan DEMİR'e ait olup, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunu ve 5237 sayılı Türk Ceza Kanunu kapsamında korunmaktadır. Bu hakları ihlal eden kişiler, 5846 sayılı Fikir ve Sanat eserleri Kanunu ve 5237 sayılı Türk Ceza Kanununda yer alan hukuki ve cezai yaptırımlara tabi olurlar. İlhan DEMİR, yasal işlem başlatma hakkına sahiptir.