сонар

У природі існує тварина, яку називають кажаном. Кажани можуть літати вночі, покладаючись не на очі, а на вуха та голосові апарати. Коли кажан летить, він видає крик – ультразвуковий сигнал, який людина не може почути через його високу звукову частоту. Якщо ці ультразвукові сигнали потрапляють на інші об'єкти на траєкторії польоту, вони негайно відбиваються назад. Після отримання поверненої інформації кажани завершують весь процес прослуховування, бачення, обчислення та обходу перешкод під час тріпотіння.

Принцип дії ультразвукового модуля такий самий, як і вищезазначений. Ультразвуковий модуль випромінює ультразвукові хвилі після спрацьовування сигналу. Коли ультразвукові хвилі зустрічаються з об'єктом і відбиваються назад, ультразвуковий модуль видає сигнал відлуння, що дозволяє визначити відстань до об'єкта за різницею в часі між спрацьовуванням сигналу та сигналом відлуння.

Ультразвуковий датчик має широкий діапазон чутливості, відсутність сліпих зон та перешкод. Як показано на наступному зображенні, це наш ультразвуковий модуль keyestudio. Він має два щось на зразок очей. Одне — передавальне, інше — приймальне.

Практична робота: Створення розумного датчика відстані

Мета: Навчитися підключати зовнішні сенсори до micro:bit, працювати з послідовним портом (Serial) та налаштовувати реакцію пристрою на наближення об'єктів.

Обладнання:

1. Плата micro:bit.

2. Ультразвуковий датчик відстані (HC-SR04 або аналогічний).

3. З'єднувальні дроти (крокодили або перемички).

4. Розширювальне розширення Sonar у MakeCode.

Хід роботи:

1. Підготовка (Додавання блоків)

Оскільки блок ping trig не є стандартним, його треба додати:

• У редакторі натисніть Advanced (Розширені) -> Extensions (Розширення).

• У пошуку введіть "sonar" і встановіть цей пакет.

2. Підключення датчика

Згідно з кодом на зображенні, підключіть датчик до контактів (Pin):

• Trig (тригер) — до контакту P14.

• Echo (відлуння) — до контакту P15.

• VCC — до 3V, GND — до GND на micro:bit.

3. Програмування (Алгоритм за скриншотом)

• Блок «on start»: Створіть змінну distance та встановіть її в 0.

• Блок «forever»:

  1. Змінній distance присвойте значення з блоку sonar ping (тригер P14, ехо P15, одиниці — см).

  2. Serial write: Використовуйте блоки з розділу «Serial», щоб передавати число distance на комп'ютер. Це дозволить бачити графік відстані в реальному часі.

  3. Логіка «якщо — інакше»:

     • Якщо відстань менша за 10 см: показати маленьку іконку (квадрат).

     • Інакше: показати велику іконку (повний квадрат).

4. Тестування

• Відкрийте Show data (Device) у MakeCode, щоб побачити цифри, які приходять через Serial-порт.

• Наближайте руку до датчика. Перевірте, чи змінюється іконка на екрані саме на позначці 10 см.

Завдання для самостійної перевірки:

1. Аналіз: Навіщо в програмі блоки serial write? (Підказка: вони допомагають калібрувати датчик, бачачи точні значення).

2. Модифікація: Додайте звуковий сигнал (блок play tone), який буде звучати, якщо об'єкт підійде занадто близько (менше 5 см).

3. Експеримент: Спробуйте змінити unit cm на inch. Як зміниться чутливість вашого пристрою?

Чи є у вас у наявності датчик Sonar, щоб перевірити цю програму «в залізі»?