ВКР: Разработка ультразвукового дальномера на базе платформы Arduino

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Свойства звуковых волн
Применение ультразвуковых волн
Виды и принцип работы различных дальномеров
Лазерный дальномер
Оптический дальномер
Нитевый дальномер
Ультразвуковой дальномер
Ультразвуковой дальномер HC-SR04
Способы подключения датчика с помощью макетной платы
Настройка среды разработки программирования Arduino IDE
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Разработка схемы подключения ультразвукового дальномера на базе платформы Arduino
Разработка программы для нахождения расстояния при помощи ультразвукового датчика HC-SR04
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
6. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Общий обзор опасных и вредных факторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ


АННОТАЦИЯ
В данной выпускной квалификационной работе был разработан и реализован ультразвукового дальномера на основе ультразвукового датчика НС-SR04, под управление микроконтроллера на платформе Arduino Nano.
Также были изучены теоретические знания в области свойств звуковых волн, применение ультразвуковых волн, сравнение различных видов дальномеров, более подробнее изучен принцип работы ультразвукового дальномера.
В практической части был разработан программный код для измерения расстояния от наблюдателя до объекта, создана схема подключения всех компонентов устройства, а также их компоновка в компактном корпусе. Разработан алгоритм работы устройства, а также рассмотрены практические применения устройства.
Выпускная квалификационная работа состоит из листов, включает 43 иллюстраций, использованных источников, 1 приложение.
Ключевые слова: датчик расстояния, дисплей, микроконтроллер, дальномера, Аrduinо, подключение, пины, схема, программный код, Аrduino IDE, разработка, интерфейс, модули, плата, компоненты, библиотеки, скетч, настройка.


ABSTRACT
In this graduate qualification work was developed and implemented an ultrasonic rangefinder based on the ultrasonic sensor NS-SR04, under the control of a microcontroller on the Arduino Nano platform.
Also theoretical knowledge in the field of sound wave properties, application of ultrasonic waves, comparison of different types of rangefinders, more detailed study of the principle of ultrasonic rangefinder operation were studied.
In the practical part, a program code for measuring the distance from the observer to the object was developed, a scheme for connecting all the components of the device, as well as their arrangement in a compact housing. The algorithm of the device operation as well as its practical applications are developed.
The graduate qualification paper consists of sheets, includes illustrations 43, used sources, 1 annex.
Keywords: distance sensor, display, microcontroller, rangefinder, Аrduino, connection, pins, circuit, program code, Аrduino IDE, development, interface, modules, board, components, libraries, sketch, adjustment.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
МК - микроконтроллер;
МП - микропроцессор;
GND - (GROUND, с перевода «земля») Питание «-» микросхем.
VCC - (Voltage Collector Collector) Питание «+» микросхем.

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современной электроники и схемотехники позволяет получить в миниатюрных устройствах возможности, которые ранее были доступны для габаритных и дорогих устройств. Одним из таких миниатюрных приборов является ультразвуковой датчик HC-SR04, который позволяет использовать физические свойства ультразвука в компактных и автономных устройствах.
Объектом исследования дипломной работы является ультразвуковой дальномер, осуществляющий измерения расстояния от наблюдателя до измеряемого объекта.
Предметом исследования является свойства распространения ультразвуковых волн в пространстве.
Цель исследования - проектирование и реализация устройства для измерения расстояния. Изучение возможностей практического применении ультразвуковых волн в жизнедеятельности человека.
Задачи исследования:

• Исследовать свойства звуковых волн
• Определить и выявить области применения звуковых волн
• Изучить ультразвуковой датчик HC-SR04
• Разработать и описать алгоритм работы устройства

Предложить область применения принципов, заложенных в работу устройства, в практиче