超音波感測原理

文章內容引自http://usr.nkust.org/2018/05/12/sonar/並修正

*因為要使用到額外的套件，這個套件只支援edge瀏覽器，請記得使用edge瀏覽器使用，不然會卡關唷!    

本次使用的是HC-SR04 超音波測距模組。提供2cm至400cm的非接觸式測量功能，測距精度可達3mm。每個 HC-SR04 模塊包括一個超聲波發射器，一個接收器和一個控制電路。在HC-SR04上只需要四個引腳：VCC（電源），Trig（觸發器），Echo（接收）和GND（地）。

所需材料

Micro:bit 主板*1、Micro:bit Breakout*1、超音波模組(HC-SR04)

原理

給Trig腳一個至少10us的高電位信號，HC-SR04會發送8個40KHz的方波，並自動偵測是否有返回信號，若有信號返回，則透過Echo腳位送出一個高電位的訊號，高電位持續的時間就是超音波從發射到返回的時間。

由此資訊就可以計算出距離: 測試距離 = { 高電位 x 聲速(340m/s) } / 2

接線與實作

要控制HC-SR04模組要透過2個數位腳，1隻接收訊號、 1隻發送訊號。

要驅動HC-SR04必須要5V電壓，但在micro:bit輸出腳位中只有提供3.3V，經過測試後無法順利驅動HC-SR04。micro:bit提供的5V在正面的接點上並沒有腳位(如下圖)，因此必須自行焊接腳位出來。

接線 : 

VCC接至正面自行焊出的5V接腳、TRIG接至P1、ECHO接至P0。

程式設計

HC-SR04需要2個數位腳位，分別為接受與發送訊號使用選用P0與P1，需特別注意的是，HC-SR04是透過計算回傳的高電位時間來得知距離，micro:bit有提供額外的套件來完成此動作。

添加套件:

下載完套件後就可以在選項中，看到程式方塊了。

程式:

sonar程式積木中，tripc和echo分別選擇要使用的接腳即可，unit可以選擇距離單位。

每1秒鐘會將讀取到的距離顯示在5*5LED矩陣上。

進階應用--microbit與mbot結合

原理說明:透過mbot的巡線感應器的部分設計，再搭配microbit超音波感測器讓小車子在通過相對應的距離時發出音樂。

microbit連接圖:

麵包板針腳	GND(接地)	ECHO(接收)	Trig(觸發)	VCC(電源)
超音波感測	P0	P1(綠線)	P2(白線)	5V電源(黃線)
音樂	音源前端(紅線)
	音源後端(黑線)

正面接線配對

背面接線配對

使用麵包板配對線

線路插法

裝在盒子的視意圖

完成圖示

mbot車子巡線感應器:

超音波感測示範:

超音波感測microbit設計:

原理說明:設計一個叫做"distance"的變數，把發射訊號的針腳指向P2，把接收訊號的針腳指向P1，Unit指向cm(就是顯示距離)。

下一個判斷式，因為distance要限縮在0到9之間，若單純只設計小於9時，出現0時，會一直胡亂唱歌，所以必須把判斷式限縮在0到9之間，緊接著後面放上音樂的演奏。