US-100 Module Ultrasonique Détection de Distance

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Description

US-100 Module Ultrasonique Détection de Distance

Le module de capteur de distance à ultrasons US-100 fonctionne à partir d’une large plage de tension et fournit des modes de sortie de données numériques et série.
L’US-100 dispose d’une détection précise de la plage corrigée de la température. Il peut produire la distance en millimètres à l’aide d’un mode de sortie de données série. Alternativement, la distance peut être calculée en mesurant la durée pendant laquelle une sortie numérique est maintenue haute.
Ce capteur peut être utilisé avec des microcontrôleurs 3,3 V et 5 V et ne consomme que 2 mA lorsqu’il est inactif.

Utilisation du module de capteur de distance à ultrasons US-100
Connectez les broches VCC et GND à une alimentation 2,4 V-5,5 V. L’utilisation des autres broches dépend du mode de fonctionnement sélectionné. Sélectionnez le mode de fonctionnement du capteur de distance à ultrasons US-100 en utilisant le cavalier à l’arrière du module. Lorsque le cavalier est présent, le capteur émet la distance sous forme de données série binaires, sinon le capteur émet une seule impulsion dont la largeur représente la distance mesurée.

Utilisation du capteur de distance US-100 en mode de données série (Serial Data Mode)
Placez le shunt sur le cavalier de sélection du mode de fonctionnement pour choisir le mode de données série. Connectez le module à un port série de votre microcontrôleur. La broche Trig/TX se connecte à la ligne de transmission série TX de votre microcontrôleur. La broche Echo/RX se connecte à la ligne de réception série RX de votre microcontrôleur. Réglez le port série du microcontrôleur pour utiliser 9600 bauds à 8-N-1 (huit bits de données, pas de parité, un bit d’arrêt).
Pour commencer à mesurer la distance, sortez un 0x55 sur le port série et relisez la distance de deux octets au format octet haut, octet bas. La distance renvoyée est mesurée en millimètres. Utilisez la formule suivante pour obtenir la distance en millimètres :
Millimètres = FirstByteRead * 256 + SecondByteRead
Ce module peut également produire la température lors de l’utilisation du mode de sortie série. Pour lire la température, sortez un octet 0x50 sur le port série et relisez un seul octet de température. La température réelle est obtenue en utilisant la formule suivante :
Celsius = OctetRead – 45

Utilisation du capteur US-100 en mode largeur d’impulsion (Pulse Width Mode)
Sélectionnez le mode impulsion en retirant le shunt du cavalier de sélection du mode de fonctionnement. Connectez la broche Trig/TX à une sortie numérique de votre microcontrôleur et la broche Echo/RX à une entrée numérique.
Pour obtenir une mesure de distance, réglez la broche Trig/TX à l’état haut pendant au moins 50 microsecondes puis réglez-la à l’état bas pour déclencher la mesure. Le module émettra une impulsion haute sur la ligne Echo/RX avec une largeur qui correspond à la distance mesurée. Utilisez votre microcontrôleur pour mesurer la largeur d’impulsion en microsecondes. Utilisez la formule suivante pour calculer la distance :
Millimètres = PulseWidth * 34 / 100 / 2

Caractéristiques détaillées

  • Tension de fonctionnement: 2.4V à 5.5V
  • Courant de fonctionnement: < 2mA
  • Fréquence de fonctionnement: 40 kHz
  • Angle de détection: Moins de 15 degrés
  • Distance de mesure: 2 cm à 450 cm
  • Précision: 0.3 cm +1%
  • Modes de sortie: Numérique (comme le HC-SR04) ou série UART (9600 baud)
  • Dimensions: 45 x 20 mm
  • Poids: 9g

Fonctionnement

Le module US-100 envoie des impulsions ultrasoniques et mesure le temps de retour des ondes réfléchies pour calculer la distance. Il peut fonctionner en mode HC-SR04 (déclenchement/écho) ou en mode UART, où il communique directement la distance mesurée en millimètres.

Applications

  • Robotique: Évitement d’obstacles
  • Systèmes de sécurité: Détection de présence
  • Projets de bricolage: Mesure de distance et surveillance
  • Automatisation industrielle: Contrôle et détection d’objets

Utilisation avec Arduino Uno

Composants nécessaires (Code de base)

  • 1 x Capteur US-100
  • 1 x Arduino Uno
  • Fils de connexion
  • Breadboard

Exemple de code (Code de base)

#define TRIG_PIN 2
#define ECHO_PIN 3
long duration;
int distance;

void setup() {
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
distance = duration / 29 / 2;
Serial.print("Distance: ");
Serial.print(distance);
Serial.println(" cm");
delay(1000);
}

Explication détaillée du code (Code de base)

  1. Initialisation des pins: Les broches TRIG_PIN et ECHO_PIN sont configurées respectivement comme sortie et entrée.
  2. Envoi du signal ultrasonique: Une impulsion de 10 µs est envoyée sur la broche TRIG_PIN pour déclencher l’émission d’ultrasons.
  3. Mesure du temps: Le temps de retour de l’écho est mesuré sur la broche ECHO_PIN.
  4. Calcul de la distance: La distance est calculée en divisant la durée par 29 puis par 2 pour obtenir la distance en centimètres.

Brochage (Code de base)

  • Trig: Connecté à la broche 2 de l’Arduino
  • Echo: Connecté à la broche 3 de l’Arduino
  • VCC: Connecté à la broche 5V de l’Arduino
  • GND: Connecté à la broche GND de l’Arduino

Composants nécessaires (Code avancé)

  • 1 x Capteur US-100
  • 1 x Arduino Uno
  • 1 x Écran LCD I2C 1602
  • Fils de connexion
  • Breadboard

Exemple de code (Code avancé avec écran LCD I2C 1602)

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>


#define TRIG_PIN 2
#define ECHO_PIN 3
long duration;
int distance;


LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);


void setup() {
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
  lcd.begin();
  lcd.backlight();
  Serial.begin(9600);
}


void loop() {
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
  duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
  distance = duration / 29 / 2;
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Distance: ");
  lcd.print(distance);
  lcd.print(" cm");
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" cm");
  delay(1000);
}

Explication détaillée du code (Code avancé)

  1. Initialisation des bibliothèques: Utilisation des bibliothèques Wire et LiquidCrystal_I2C pour l’écran LCD.
  2. Initialisation des pins et de l’écran: Configuration des pins et initialisation de l’écran LCD.
  3. Boucle principale: Mesure de la distance et affichage des résultats sur l’écran LCD et le moniteur série.

Brochage (Code avancé)

  • Trig: Connecté à la broche 2 de l’Arduino
  • Echo: Connecté à la broche 3 de l’Arduino
  • VCC: Connecté à la broche 5V de l’Arduino
  • GND: Connecté à la broche GND de l’Arduino
  • SDA (LCD): Connecté à la broche A4 de l’Arduino
  • SCL (LCD): Connecté à la broche A5 de l’Arduino

Installation de Drivers/bibliothèques (Codes de base et avancé)

  1. Bibliothèque LiquidCrystal_I2C:
    • Ouvrez l’IDE Arduino.
    • Allez dans le menu Sketch > Include Library > Manage Libraries.
    • Recherchez “LiquidCrystal_I2C” et installez la bibliothèque développée par Frank de Brabander.

Différences entre SR04 et US-100:

Les capteurs ultrasoniques HC-SR04 et US-100 sont tous deux utilisés pour mesurer la distance à l’aide d’ondes sonores, mais ils présentent des différences notables dans leurs caractéristiques et fonctionnalités. Voici un aperçu des principales différences :

  1. Tension de fonctionnement :
    • HC-SR04 : Fonctionne uniquement avec une tension de 5V.
    • US-100 : Fonctionne avec une plage de tension plus large, allant de 2.4V à 5.5V, ce qui le rend compatible avec des microcontrôleurs alimentés en 3.3V et 5V.
  2. Consommation de courant :
    • HC-SR04 : Consomme généralement environ 15 mA.
    • US-100 : Consomme moins de courant, avec une consommation inférieure à 2 mA, ce qui est avantageux pour les projets nécessitant une faible consommation d’énergie.
  3. Distance de mesure :
    • HC-SR04 : Mesure des distances entre 2 cm et 400 cm.
    • US-100 : Mesure des distances entre 2 cm et 450 cm, offrant une portée légèrement supérieure.
  4. Modes de sortie :
    • HC-SR04 : Offre une sortie numérique basée sur la durée de l’impulsion de retour (trigger/echo).
    • US-100 : Offre à la fois une sortie numérique (comme le HC-SR04) et une sortie série UART (9600 baud), permettant une communication directe des mesures de distance en millimètres.
  5. Compensation de température :
    • HC-SR04 : Ne dispose pas de compensation de température intégrée.
    • US-100 : Inclut une compensation de température, ce qui améliore la précision des mesures dans différentes conditions environnementales.
  6. Flexibilité d’utilisation :
    • HC-SR04 : Simple et efficace pour des applications de base de mesure de distance.
    • US-100 : Plus polyvalent grâce à ses modes de sortie multiples et à sa capacité à fonctionner avec différentes tensions d’alimentation.

En résumé, le capteur US-100 offre plus de flexibilité et de précision grâce à sa compatibilité avec une plage de tensions plus large, sa faible consommation de courant, sa portée étendue, ses sorties multiples, et sa compensation de température, ce qui le rend plus adapté pour des applications nécessitant des mesures précises et fiables dans diverses conditions. Le HC-SR04 reste un choix populaire pour des applications de base où ces fonctionnalités supplémentaires ne sont pas nécessaires.

 

 

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