مستشعر HC-SR04

المكونات 25-04-23

145 0

تقديم مستشعر HC-SR04

مستشعر HC-SR04

مستشعر HC-SR04 هو مستشعر يستخدم لقياس المسافة بينه وبين الجسم الموجود في البيئة. يتكون المستشعر من مصدر فوق الصوتيات ومستقبل لتلقي الإشارة المرتدة ومنظم يعمل على توجيه وتشغيل المستشعر.

تعمل المكونات الرئيسية لمستشعر HC-SR04 كالتالي:

المصدر الفوق صوتي: يصدر موجات صوتية عالية التردد (40 كيلو هرتز) والتي تستخدم لقياس المسافة.
المستقبل الفوق صوتي: يستقبل الموجات الصوتية التي تعود من الجسم الموجود في البيئة.
الميكروكنترولر: يتحكم في المستشعر بالإرسال والاستقبال ومعالجة الإشارات المرتدة.
المذبذب: يوفر مصدر تردد مستقر للمصدر الفوق صوتي.
دائرة التوقيت: تقيس الوقت اللازم للإشارة للذهاب والعودة، لحساب المسافة بين المستشعر والجسم المكتشف.
مؤشر LED: يضيء للإشارة عندما يصدر المستشعر موجات الصوت.
دبابيس الاتصال: تسمح للمستشعر بالاتصال بالميكروكنترولر أو النظام الإلكتروني.

يمكن استخدام مستشعر HC-SR04 في العديد من التطبيقات الإلكترونية مثل روبوتات الجوال، وكشف وتجنب العوائق، والتحكم في الإضاءة ومراقبة المستوى، وأجهزة القياس. وتعتبر دقته وموثوقيته وتكلفته المنخفضة سمات تجعلها شائعة الاستخدام في الهواة والمحترفين على حد سواء.

تكوين مستشعر HC-SR04

يتألف مستشعر HC-SR04 من عدة مكونات رئيسية، وهي:

المصدر الفوق صوتي (Transmitter): يتكون من مولد كهربائي يولد إشارة صوتية عالية التردد بتردد 40 كيلو هرتز. يستخدم المصدر الفوق صوتي لإرسال موجات الصوت إلى الهدف.
المستقبل الفوق صوتي (Receiver): يستقبل الموجات الصوتية المرتدة من الهدف ويحولها إلى إشارات كهربائية.
الميكروكنترولر (Microcontroller): يتحكم في عمل المستشعر، ويتعامل مع إرسال واستقبال الموجات الفوق صوتية، ويقوم بحساب المسافة بين المستشعر والهدف.
المذبذب (Oscillator): يولد إشارة تردد ثابت يستخدمه المصدر الفوق صوتي لإرسال موجات الصوت.
دائرة التوقيت (Timer Circuit): تستخدم لقياس الوقت اللازم للإشارة الصوتية للذهاب والعودة إلى المستشعر، وبالتالي حساب المسافة بدقة.
شاشة LED (LED Display): يستخدم لعرض قيمة المسافة المقاسة بين المستشعر والهدف.
دبابيس الاتصال (Pin Connectors): تستخدم لتوصيل المستشعر بالميكروكنترولر أو الدوائر الإلكترونية الأخرى.

يعتبر مستشعر HC-SR04 من أكثر المستشعرات استخدامًا في المشاريع الإلكترونية، خاصة في المشاريع الروبوتية والمشاريع التفاعلية.

مستشعر HC-SR04 و الروبوتات

يستخدم مستشعر HC-SR04 بشكل شائع في مجال الروبوتات، حيث يمكن استخدامه لقياس المسافة بين الروبوت والعوائق أو الأشياء الأخرى. يتم تركيب المستشعر عادة على جسم الروبوت، ويقوم بإرسال موجات صوتية واستقبالها مرة أخرى لقياس المسافة. ويمكن استخدام قيم المسافة المقاسة من قبل المستشعر لتوجيه الحركة وتجنب الاصطدامات مع العوائق.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مستشعر HC-SR04 في الروبوتات للتحكم في مستويات الضوء وتحديد مستوى الماء في الخزانات وأحواض السمك، وذلك باستخدام التقنيات الصوتية التي يعتمد عليها المستشعر.

ومن الممكن أيضًا استخدام المستشعر مع الميكروكنترولرات الأخرى والأجهزة الإلكترونية لبناء مشاريع مختلفة في مجال الروبوتات، مثل الروبوتات الذكية والمنصات التعليمية والمشاريع الهواة والتطبيقات الصناعية.

برمجة مستشعر HC-SR04

يمكن برمجة مستشعر HC-SR04 باستخدام لغة البرمجة التي تدعمها الميكروكنترولر الذي يتم استخدامه مع المستشعر. يتم استخدام مجموعة من الأوامر والتوابع للتحكم في المستشعر وقراءة القيم المقاسة منه.

على سبيل المثال، إذا كان المستشعر يتم توصيله بميكروكنترولر Arduino، يمكن استخدام مكتبة "NewPing" للتحكم في المستشعر وقراءة القيم المقاسة منه. يمكن استخدام الأمر "NewPing sonar(triggerPin, echoPin, maxDistance)" لتعريف المستشعر وتحديد أرقام المنافذ التي يتم توصيلها بها، كما يمكن استخدام الأمر "NewPing.ping_cm()" لقياس المسافة بالسنتيمتر.

هناك العديد من الموارد والمقالات المتاحة عبر الإنترنت للمساعدة في برمجة مستشعر HC-SR04، بما في ذلك تعليمات ودروس تفصيلية ومشاريع تطبيقية للمبتدئين والمحترفين على حد سواء.