Ультразвуковой радар

1. Цель

На столе крутится «голова» радара. Поднесли ладонь — расстояние падает, зуммер пищит. На Serial Monitor (и на LCD, если подключите) видно сантиметры.

2. Подготовка

Программы на ноутбуке

• Сначала один раз пройдите Подготовка Arduino IDE (плата Uno, COM-порт, Blink).
• Встроенная библиотека Servo уже есть в IDE — отдельно ставить не нужно.
• LCD по I2C (по желанию): Library Manager → LiquidCrystal_I2C (автор Frank de Brabander или похожая).
• Bambu Studio + setup-bambu-p2s.html — корпус радара на P2S.

Инструменты

• Макетная плата MB-102 и провода «папа–папа» / «мама–папа»
• USB-кабель A↔B к Uno
• По желанию: мультиметр (общий GND и 5 V)

Компоненты из каталога

3. Распиновка (Uno → модуль)

Все модули и Uno должны иметь общий минус (GND). Питание логики — 5 V с Uno (для первой проверки с USB).

* У активного зуммера часто два вывода: один на сигнал (D8), другой на GND; у пассивного — то же + tone. Смотрите маркировку модуля.

4. Сборка по шагам

5. Скетч (полный рабочий)

Библиотека Servo + измерение через pulseIn. Порог тревоги — 20 см (меняйте константу).

#include <Servo.h>
// #define USE_LCD   // раскомментируйте, если подключили LCD I2C
#ifdef USE_LCD
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
#endif

const int PIN_SERVO = 9;
const int PIN_TRIG  = 7;
const int PIN_ECHO  = 6;
const int PIN_BUZZ  = 8;
const int PIN_LED   = 13;

const int ANGLE_MIN = 15;
const int ANGLE_MAX = 165;
const int STEP_DEG  = 2;
const int ALARM_CM  = 20;

Servo radar;
int angle = ANGLE_MIN;
int dir = 1;

long readDistanceCm() {
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(PIN_TRIG, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);
  unsigned long us = pulseIn(PIN_ECHO, HIGH, 30000UL);
  if (us == 0) return -1;
  return (long)(us * 0.0343 / 2.0);
}

void setup() {
  pinMode(PIN_TRIG, OUTPUT);
  pinMode(PIN_ECHO, INPUT);
  pinMode(PIN_BUZZ, OUTPUT);
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  radar.attach(PIN_SERVO);
  radar.write(angle);
  Serial.begin(115200);
#ifdef USE_LCD
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.print("Radar ready");
#endif
}

void loop() {
  radar.write(angle);
  delay(20);
  long cm = readDistanceCm();

  Serial.print("angle=");
  Serial.print(angle);
  Serial.print(" cm=");
  Serial.println(cm);

#ifdef USE_LCD
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("A:");
  lcd.print(angle);
  lcd.print("   ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  if (cm < 0) lcd.print("out of range ");
  else {
    lcd.print("D:");
    lcd.print(cm);
    lcd.print(" cm   ");
  }
#endif

  if (cm > 0 && cm < ALARM_CM) {
    tone(PIN_BUZZ, 1200, 40);
    digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
  } else {
    noTone(PIN_BUZZ);
    digitalWrite(PIN_LED, LOW);
  }

  angle += dir * STEP_DEG;
  if (angle >= ANGLE_MAX) { angle = ANGLE_MAX; dir = -1; }
  if (angle <= ANGLE_MIN) { angle = ANGLE_MIN; dir = 1; }
}

6. Печать на Bambu Lab P2S

7. Скрипт демо на выставке

1. «Это ультразвуковой радар: серво качает датчик, как антенну.»
2. «HC-SR04 шлёт звук выше нашего слуха и слушает эхо — по времени считает сантиметры.»
3. «Поднесите ладонь — услышите тревогу. На экране/в мониторе видно угол и дистанцию.»
4. «Дальше тот же датчик поставим на шлагбаум — зоны „далеко / близко / стоп“.»

8. Неисправности

9. Безопасность питания

• Общий GND у Uno, серво, датчика и внешнего БП (если появится) — обязателен.
• Моторы и серво лучше не кормить «с сигнального пина» — только с 5 V / внешнего источника по согласованию.
• Upload на подключённую плату — только после вашего явного согласия.
• Первая подача отдельного БП на сборку — стоп и согласование напряжения.

10. Что дальше

Следующий выставочный проект: Парковочный шлагбаум — те же сантиметры, но зоны и стрела на MG90S.

← К списку проектов