Télémètre à ulrasons tridimensionnel

Medium photo couverture

Difficulté:

Ce tutoriel décrit la conception d'un télémètre à ultrasons. Ce montage est basé sur un Arduino Nano et un module à ultrasons HC-SR04. Le programme permet d'effectuer une mesure de distance, de surface ou de volume. Un bouton permet de sélectionner le mode et un second bouton sert à prendre la ou les mesures. Le programme calcule alors la surface ou le volume et affiche le résultat sur un afficheur LCD.

Matériel

Medium photo mat riel

Budget:

35 €
  • Bois ou plastique ou boîtier divers
  • Led rouge 3mm
  • Résistance 100Ω
  • 3 x résistance 1kΩ
  • Gaine thermorétractable
  • Câble électrique
  • Pile 9V + connecteur
  • Interrupteur
  • 2x Boutons poussoirs NO
  • Ecran LCD 2x16
  • Carte Arduino Nano

Fichiers techniques:

Code_t_l_m_tre.pdf

Etape 1 : Explication sur le module ultrasons HC-SR04

Medium hc sr04

Le capteur HC-SR04 utilise les ultrasons pour déterminer avec précision la distance d'un objet distant de 2cm à 400cm. Le capteur est alimenté en 5V. Pour déclencher une mesure, il faut envoyer une impulsion « high »d'au moins 10µs sur l'entrée « Trig ». La broche« Echo » passe à l'état haut dès l'envoi du son et retourne à l'état bas une fois la réception de l'écho. La mesure du temps à l'état haut via la fonction « pulseIn(pin,état) » de la broche permet donc de mesurer la distance. La vitesse du son dans l'air étant de 340m/s.

Etape 2 : Montage

Medium montage

Le montage ci-dessous est à tester su une breadoard avant de réaliser le montage finale. Les broches du HC-SR04 sont reliées au pins 10 et 11.Les boutons poussoirs sont montés en INPUT_PULLUP via les pins 8 et 9. Les trois résistances servent à fixer l'éclairage et le rétro-éclairage de l'écran LCD qui est piloté via les pins 2 à 7. Un interrupteur relié à une led servent à mettre le montage sous tension. L'alimentation se fait directement par le pin Vin.

Etape 3 : Téléverser le code

Medium code hc sr04

La photo ci-dessus ne reprend qu'une partie du code, uniquement la fonction mesure. 

Le code permet d'effectuer des mesures de distances, de surface ou de volume. Un bouton sert à choisir le mode de mesure. La bibliothèque<LiquidCrystal.h> est utilisé pour l'afficheur 7 segments. La fonction mesure est utilisée pour mesurer une distance à l'aide du HC-SR04. Cette valeur est stockée dans une variable. Dans le cas d'une mesure de surface ou de volume, 2 ou 3 mesures sont effectuées et chacune est stockée dans une variable différente. Ces variables sont ensuite multipliées entr-elles. A noter dans la fonction mesure, l'ajout de 10,95cm à la distance mesurée, il s'agit en réalité de la longueur de mon boitier.

Etape 4 : Conception du boitier

Medium boitier

Pour réaliser ce boitier, j'ai choisi le bois. Sur la face, faire les trous nécessaires pour l'écran LCD, les boutons poussoirs et la Led. Prévoir un emplacement pour la pile et l'interrupteur. J'ai choisi de placer la pile par le dessous et l'interrupteur sur le côté. Faire deux trous sur un des côté pour accueillir le module à ultrasons. J'ai préparé l'ensemble des faces du boitier sans les assembler. Il est en effet plus facile de souder avant d'assembler le boitier.

Etape 5

Medium soudure 1

Effectuer les soudures directement sur la carte Arduino Nano. J'ai protéger mes soudures par une gaine thermorétractable. Celle-ci renforce les fils et empêche les court-circuit en cas de rupture d'une soudure.

Etape 6 : Faites vos mesures ...

Medium mesure

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