Menggunakan HC-SR04 dengan Raspberry Pi

Sensor ultrasonik HC-SR04 adalah alat yang populer dan hemat biaya untuk mengukur jarak dalam berbagai proyek DIY dan profesional. Ketika dipasangkan dengan Raspberry Pi, ini membuka dunia kemungkinan untuk membuat aplikasi seperti deteksi rintangan, pengukuran level, dan bahkan instalasi interaktif. Posting blog ini akan memandu Anda melalui proses pengaturan dan menggunakan sensor HC-SR04 dengan Raspberry Pi Anda.

Apa sensor ultrasonik HC-SR04?

HC-SR04 adalah modul sensor ultrasonik yang mengukur jarak dengan memancarkan gelombang ultrasonik dan menghitung waktu yang dibutuhkan untuk gema untuk kembali. Ini beroperasi pada 5V dan dikenal karena keakuratan dan keandalannya dalam pengukuran jarak pendek hingga menengah, biasanya antara 2 cm dan 400 cm.

Komponen yang Anda butuhkan

• Raspberry Pi (model apa pun dengan pin GPIO, seperti Raspberry Pi 4)
• Sensor ultrasonik HC-SR04
• Kabel jumper
• Papan tempat memotong roti
• Resistor 10kΩ (untuk divisi tegangan)
• Opsional: LED dan resistor untuk umpan balik visual

Pengkabelan HC-SR04 ke Raspberry Pi

Menghubungkan HC-SR04 ke Raspberry Pi membutuhkan penanganan yang cermat, terutama karena raspberry pi gpio pin beroperasi pada 3.3V dan HC-SR04 beroperasi pada 5V. Untuk mencegah kerusakan pada PI Anda, penting untuk menggunakan pembagi tegangan pada pin Echo.

Koneksi pin

• Vcc dari HC-SR04 ke 5v Pin di Raspberry Pi
• Gnd dari HC-SR04 ke Gnd di Raspberry Pi
• Trigonometri pin hc-sr04 ke a Pin gpio On Raspberry Pi (mis., GPIO23)
• Gema pin hc-sr04 ke raspberry pi melalui pembagi tegangan

Menyiapkan pembagi tegangan

Untuk menghubungkan pin gema dengan aman ke Raspberry Pi, gunakan pembagi tegangan dengan resistor 10kΩ dan resistor 20kΩ. Ini akan menurunkan sinyal 5V ke sekitar 3.3V.

# Example schematic for voltage divider
# HC-SR04 Echo pin ---- 10kΩ ----> Raspberry Pi GPIO (Echo)
#                             |
#                           20kΩ
#                             |
#                           GND

Menginstal perpustakaan yang diperlukan

Sebelum menulis kode, pastikan Raspberry Pi Anda terbaru dan memiliki perpustakaan yang diperlukan diinstal.

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Menulis skrip Python

Di bawah ini adalah skrip Python sederhana untuk berinteraksi dengan sensor HC-SR04. Skrip ini mengirimkan pulsa pemicu, menunggu gema, dan menghitung jarak berdasarkan waktu yang dibutuhkan untuk gema untuk kembali.

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# GPIO Mode (BOARD / BCM)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# Set GPIO Pins
TRIG = 23
ECHO = 24

print("Distance Measurement In Progress")

# Set GPIO direction (IN / OUT)
GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT)
GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN)

def distance():
    # Set TRIG to LOW
    GPIO.output(TRIG, False)
    time.sleep(2)

    # Send 10us pulse to TRIG
    GPIO.output(TRIG, True)
    time.sleep(0.00001)
    GPIO.output(TRIG, False)

    start_time = time.time()
    stop_time = time.time()

    # Save StartTime
    while GPIO.input(ECHO) == 0:
        start_time = time.time()

    # Save Time of Arrival
    while GPIO.input(ECHO) == 1:
        stop_time = time.time()

    # Time difference between start and arrival
    time_elapsed = stop_time - start_time
    # Multiply with speed of sound (34300 cm/s)
    # and divide by 2, because there and back
    distance = (time_elapsed * 34300) / 2

    return distance

if __name__ == '__main__':
    try:
        while True:
            dist = distance()
            print("Measured Distance = %.1f cm" % dist)
            time.sleep(1)
    except KeyboardInterrupt:
        print("Measurement stopped by User")
        GPIO.cleanup()

Menjalankan skrip

Pastikan kabel Anda benar dan kemudian jalankan skrip menggunakan Python 3:

python3 hc-sr04.py

Anda harus melihat jarak yang diukur dalam sentimeter yang dicetak ke konsol. Jika Anda menggunakan LED untuk umpan balik visual, Anda dapat memodifikasi skrip untuk menerangi LED saat objek berada dalam rentang tertentu.

Meningkatkan proyek Anda

Setelah pengukuran jarak dasar Anda berfungsi, pertimbangkan mengintegrasikan fitur tambahan:

• Indikator LED: Gunakan LED untuk menunjukkan rentang jarak yang berbeda.
• Tampilan LCD: Tunjukkan jarak pada layar LCD.
• Data Logging: Catatan pengukuran jarak dari waktu ke waktu untuk analisis.
• Sistem waspada: Pemicu alarm atau pemberitahuan saat objek terlalu dekat.

Memecahkan masalah masalah umum

Bekerja dengan sensor dan GPIO terkadang bisa menantang. Berikut adalah beberapa masalah umum dan bagaimana mengatasinya:

• Kabel yang salah: Periksa kembali semua koneksi, terutama pembagi tegangan pada pin gema.
• Pengukuran bising: Pastikan pengaturan Anda stabil dan pertimbangkan untuk menambahkan kapasitor untuk memfilter noise.
• Konflik GPIO: Pastikan tidak ada skrip atau layanan lain yang menggunakan pin GPIO yang sama.
• Izin: Jalankan skrip Anda dengan izin yang sesuai, menggunakan sudo jika perlu.

Kesimpulan

Sensor ultrasonik HC-SR04 adalah komponen yang serba guna dan andal yang, bila dikombinasikan dengan Raspberry Pi, dapat melayani banyak aplikasi dari pengukuran jarak sederhana hingga sistem otomatisasi yang kompleks. Dengan mengikuti langkah-langkah yang diuraikan dalam panduan ini, Anda harus dapat mengatur dan mulai bereksperimen dengan HC-SR04 di Raspberry Pi Anda. Selamat bermain -main!