Matrix - Ultrasonic Ranger/zh

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English

介绍

Ultrasonic Ranger01
  • 模块Matrix-Ultrasonic_Ranger用于超声波测距。
  • 利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应,主要可以用于测量距离。

特性

  • 5V供电
  • 5cm-300cm,精度1cm
  • 单根gpio操作
  • PCB尺寸(mm):20x40

超声波PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
S GPIO
V 电源5V
G

工作原理

  • 经发射器发射出长约6mm,频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收,接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。
  • cpu向模块Matrix-Ultrasonic_Ranger发送一个高定平信号使其开始测距,模块测距完毕后会回复一个表示时间值的高电平,该高定平的时间长度就是超声波在空气中运行的时间。按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2就可以算出超声波到障碍物的距离。
matrix Ultrasonic Ranger

硬件连接

连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,并且使用同一份代码。

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi NEO
S Pin7
V Pin4
G Pin6

连接NanoPi M1

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M1
S Pin7
V Pin4
G Pin6

连接NanoPi 2

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

连接NanoPi M3

参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M3
S Pin7
V Pin4
G Pin6

连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的,所以连接方式是一样的,这里仅以T2为例,参考下图连接模块:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2

连接说明:

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPC-T2
S Pin15
V Pin29
G Pin30

编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统,进入系统后克隆Matrix代码仓库:

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix:

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序:

$ matrix-ultrasonic_ranger

注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下:

The distance is  24 cm

将超模波模块的正面对准待测距物体,测距完毕后程序会打印距离值。

代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码,本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger,内容如下:

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
    int pin = GPIO_PIN(7);
    int board;
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        pin = GPIO_PIN(15);
 
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
        goto err;
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("The distance is %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
err:
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
    return 0;
}

API说明参考维基:Matrix API reference manual

相关资料