Module de mesure de distance à ultrasons étanche

Module de mesure de distance à ultrasons étanche

Afin de mesurer le niveau d’eau dans mon mégot d’eau, j’ai décidé d’essayer un module de mesure de distance à ultrasons étanche. Cela fonctionne de la même manière que les modules à ultrasons standard que j’ai utilisés dans mon précédent didacticiel de mesure de distance par ultrasons à l’aide de Python.

Le capteur à ultrasons étanche que j’ai commandé ressemble à ceci :

Capteur à ultrasons étanche

Cela consiste en :

  • Transducteur étanche
  • Câble
  • Tableau de contrôle

Capteur à ultrasons étancheCapteur à ultrasons étanche

La carte de contrôle possède les mêmes quatre connexions que les modules HR-SR04 :

Le module fournit des mesures dans une plage de 25 cm à 450 cm. Le transducteur lui-même ressemble à l’appareil que vous trouveriez dans un système de capteur de recul de voiture plutôt qu’à l’agencement à deux transducteurs du module classique HR-SR04.

Connexion au Pi

Le module peut être alimenté par les broches 5V et Ground du Pi. J’ai utilisé les broches 2 et 6 sur l’en-tête GPIO du Pi.

La broche d’entrée sur le module est appelée « déclencheur » car elle est utilisée pour déclencher l’envoi de l’impulsion ultrasonore. Cela fonctionne très bien avec un signal de 3,3 V du GPIO, j’ai donc connecté le déclencheur directement à la broche 16 (GPIO23).

Diviseur de tensionLa sortie du module est appelée « écho » et nécessite un peu plus de réflexion. La broche de sortie est basse (0V) jusqu’à ce que le module ait effectué sa mesure de distance. Il met ensuite cette broche au niveau haut (+5V) pendant le même temps qu’il a fallu à l’impulsion pour revenir. Notre script doit donc mesurer le temps pendant lequel cette broche reste haute. Le module utilise un niveau +5V pour un « high » mais c’est trop élevé pour les entrées sur le Pi qui n’aiment que 3,3V. Afin de garantir que le Pi ne soit touché qu’avec 3,3 V, nous pouvons utiliser un diviseur de tension de base. Celui-ci est formé de deux résistances.

Si R1 et R2 sont identiques, la tension est divisée en deux. Cela nous donnerait 2,5V. Si R2 est le double de la valeur de R1, nous obtenons 3,33 V, ce qui est bien. Donc, idéalement, vous voulez que R2 soit entre R1 et R1 x 2. Dans mon exemple de circuit, j’ai utilisé des résistances de 330 et 470 ohms. Une alternative serait d’utiliser les valeurs 1K et 1K5.

Voici un schéma de mon circuit final. J’ai choisi GPIO23 et GPIO24 mais vous pouvez utiliser l’une des 17 broches GPIO disponibles sur l’en-tête GPIO. N’oubliez pas de mettre à jour le script Python en conséquence.

Circuit de module à ultrasons

Circuit de module à ultrasons

J’ai utilisé un petit morceau de maquette pour créer le diviseur de tension :

Capteur à ultrasons étanche

Le fil blanc est connecté à la broche Echo, le fil violet au GPIO24 et les fils bleu/noir à la masse. Ignorez les résistances bleues car elles ne sont pas utilisées dans ce cas.

Script Python

Pour tester mon module, j’ai utilisé le même script que j’ai utilisé dans mes précédents articles sur les capteurs à ultrasons. Bien que cette fois j’ai fait quelques améliorations.

Il existe deux exemples de scripts Python que vous pouvez télécharger et essayer.

ultrasonique_1.py
Un script pour faire une seule lecture et afficher le résultat en centimètres.

ultrasonique_2.py
Un script pour prendre des lectures en continu et afficher le résultat en centimètres.

Vous pouvez les télécharger directement sur votre Pi en utilisant :

wget https://bitbucket.org/MattHawkinsUK/rpispy-misc/raw/master/python/ultrasonic_1.py

et :

wget https://bitbucket.org/MattHawkinsUK/rpispy-misc/raw/master/python/ultrasonic_2.py

Une fois téléchargés, ils peuvent être exécutés en utilisant :

python ultrasonic_1.py

et :

python ultrasonic_2.py

Si vous l’avez installé, les scripts devraient également fonctionner sous Python 3 :

python3 ultrasonic_1.py

Vous pouvez utiliser toutes les broches GPIO de votre choix pour modifier votre script Python en conséquence.

Vitesse du son

Le calcul utilisé pour trouver la distance repose sur la vitesse du son. Cela varie en fonction de la température, j’ai donc mis à jour ces scripts pour calculer la valeur correcte à utiliser en fonction d’une température définie. Vous pouvez modifier cette valeur si nécessaire ou peut-être la mesurer dynamiquement à l’aide d’un capteur de température.

l’eau les mégots

J’aime les gros mégots d’eau et je ne sais pas mentir. Je suis en train de poser du béton pour former une base plus appropriée pour mes mégots d’eau, mais une fois qu’ils seront installés, je fixerai ce capteur dans le couvercle de l’un d’entre eux. J’écrirai un nouvel article détaillant cela, mais ce sera probablement un projet de printemps l’année prochaine.

Précision

Voici quelques points concernant la précision :

  • Vous obtenez de meilleures lectures sur une surface plane et solide sans aucun autre objet à proximité. Le capteur envoie des impulsions qui forment un « cône » afin que tout ce qui gêne les résultats.
  • La précision de la mesure de distance dépend du timing. Python sous Linux n’est pas idéal pour un timing précis, mais pour des problèmes généraux, cela fonctionnera correctement. Pour améliorer la précision, vous devriez commencer à utiliser C à la place.
  • Lorsque les GPIO sont configurés, le module a besoin d’un certain temps avant d’être prêt à effectuer sa première lecture, j’ai donc ajouté un délai de 0,5 seconde au début du script.

Acheter ce capteur à ultrasons étanche

Voici un lien vers le Capteur de transducteur de mesure de distance de module à ultrasons étanche J’ai commandé sur eBay. Ces appareils sont disponibles auprès d’autres vendeurs et vous pouvez voir la sélection par recherche eBay pour « Capteur de module à ultrasons étanche ».

  • 5V Capteur Ultrason Etanche Module de Télémétrie de Tableau de Mesure de Distance à Ondes Ultrasoniques pour Mesure Difficile et Humide
    ♣ De petite taille, facile à utiliser, il peut mesurer avec précision la distance ♣ Basse tension, faible consommation d'énergie, performances stables ♣ Haute précision de mesure, forte capacité anti-interférence ♣ Intégré avec un capteur résistant à l'eau et filé, approprié pour les mesures humides et dures ♣ Largement utilisé pour la mesure de distance horizontale, l'évitement d'obstacles, le contrôle automatique, la sécurité, le contrôle industriel, etc.
  • 5V Carte De Mesure De Distance Ultrasonique Étanche à Ultrasons Pour Module De Mesure De Distance Avec Capteur Résistant
    MINI TAILLE - De petite taille, facile à utiliser, il peut mesurer avec précision la distance. BASSE TENSION - Faible consommation d'énergie, performances stables. PERFORMANCES STABLES - Haute précision de mesure, forte capacité anti-parasitage. HAUTE QUALITÉ - Intégré avec une sonde résistante à l'eau avec fil métallique, adapté pour les mesures humides et dures. Largement utilisé - largement utilisé pour la mesure de distance horizontale, l'évitement d'obstacles, le contrôle automatique, la sécurité, le contrôle industriel, etc.
  • Capteur à Ultrasons Étanche, Module de Capteur Ultrason Mesure Distance DC 5V Module Ultrasonique Étanche pour Arduino, pour éviter les Obstacles de Mesure
    【Paramètres de base】Le module de capteur à ultrasons a une tension de fonctionnement de DC5V, un courant de repos de fonctionnement de 5mA, un courant de fonctionnement total de 30mA, une fréquence d'émission de bande d'onde de 40kHz, une distance de mesure maximale de 5m, un angle mort de 25cm, une résolution d'environ 0,5cm et un angle de <50 degrés. 【Mesure précise】Le module de capteur à ultrasons est fait de matériaux de haute qualité, des performances stables, mesure précise de la distance, haute précision du module, zone aveugle (25cm), mesure stable de la distance est la base solide pour le succès de ce produit sur le marché 【Applications larges】Capteur intégré filaire et étanche, adapté aux situations de mesure humides et difficiles ; largement utilisé dans les domaines de la mesure de distance horizontale, de l'évitement d'obstacles, du contrôle automatique, de la sécurité, du contrôle industriel et autres. 【Mode de fonctionnement】Ce capteur ultrason mesure distance module est facile à utiliser : Un port envoie un niveau haut supérieur à 10uS et attend ensuite une sortie de niveau haut du port récepteur. Dès qu'une sortie est présente, la minuterie est activée et lorsque ce port passe à l'état bas, le temps est lu, et c'est le temps de cette mesure. Utilisez ce temps pour calculer la distance. En faisant défiler les mesures en continu, vous obtenez votre mesure en mouvement. 【Assurance qualité】Nous nous engageons à fournir des produits de haute qualité et des services réfléchis. Si vous avez des questions pendant l'achat, n'hésitez pas à nous contacter ; nous répondrons à vos questions dans les 24 heures.