树莓派4B-Python-控制超声波模块

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-11-29 05:56 259阅读 0赞

### 树莓派4B-Python-控制超声波模块 ###

*  超声波模块
 *  参数介绍
 *  工作原理
 *  与树莓派4B的连接
 *  代码

# 超声波模块 #

超声波模块为常用的HC-SR04型号，有四个引脚，分别为Vcc、Trig（控制端）、Echo（接收端）、GND，使用起来也比较简单。在树莓派最新官方系统Raspbian中都安装有一个比较好使用的GPIO库，名为“gpiozero”，它包含了许多模块的使用函数，直接调用就好，在许多情况下（仅本人觉得哈）比“RPi.GPIO”库好用且更简洁。  
![超声波][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ2NDc2MTYz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

# 参数介绍 #

工作电压：5V  
静态电流：<2ma  
感应角度：<15°  
检测距离：2-450cm  
精度：3mm

# 工作原理 #

> 1.采用IO触发测距，通电后会保持低电平，当检测到障碍物后会变为高电平，高电平信号的时间至少要10us。  
> 2.模块自动发送8个40Khz的方波，自动检测是否有信号返回。  
> 3.检测障碍物距离的公式：高电平触发的时间 X 声音传播的速度340m/s / 2  
> （高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间）

另外，理论上给超声波连接的线可以比较长的，但本人在==使用超过20cm的连接线后，发现超声波失灵了，检测不到障碍物，有时甚至是障碍物“无中生有”。==所以本人猜测是连接线过长时，电信号被其他连接线发出的电磁场所干扰，因此使Trig（控制端）和Echo（接收端）接收不到信号或被干扰。

然后呢，按理论（本人自己猜测的瞎想理论）来说，解决此现象的方法为：1.不适用常规的连接线，使用那种带有屏蔽保护的导线；2.使用常规连接线时，长度最好是20cm内，若还是有干扰就再缩短长度。

# 与树莓派4B的连接 #

![超声波连接树莓派][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ2NDc2MTYz_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
红色：5V----Vcc  
蓝色：GND----GND  
黄色：GPIO14----Echo（接收端）  
绿色：GPIO15----Trig（控制端）

# 代码 #

以下代码为超声波最简单的使用——测距。  
由于使用gpiozero库的缘故，检测的默认最大距离为1m。

from time import sleep
    from gpiozero import DistanceSensor
    
    dis = DistanceSensor(14, 15)    #定义超声波的引脚
    while True:
        print('', dis.distance, 'm')
        sleep(0.01)

以下代码为检测到障碍物后点亮LED。

from gpiozero import DistanceSensor , LED
    from signal import pause
    
    sensor = DistanceSensor(14, 15, max_distance=1, threshold_distance=0.1)  # 设置超声波引脚和检测最大距离、最小距离
    led = LED(13)  # 设置LED引脚
    
    sensor.when_in_range = led.on  # 当障碍物进入检测范围时，LED点亮
    sensor.when_out_of_range = led.off  # 当障碍物不在检测范围时，LED熄灭
    pause()  # 暂停状态，状态发生变化时才会动作，并一直维持着

\#\#2020.8.20  
写在最后——若有不足之处还请各位大佬提出，谢谢！

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