這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。
在本教程中，將對(duì)低成本簡(jiǎn)易駐車(chē)輔助傳感器的安裝和使用進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)駕駛員停車(chē)入位時(shí)，本裝置使用兩只HC-SR04超聲波傳感器和四只壓電蜂鳴器多次提醒駕駛員本車(chē)后面及周?chē)?chē)的接近情況，同時(shí)并發(fā)出嗶嗶聲警報(bào)。我們還將解決其他問(wèn)題，如汽車(chē)駕駛室內(nèi)的防水和電線鋪設(shè)等。
硬件
Arduino UNO （1x）
HC-SR04 超聲波傳感器 （2x）
Vcc 線 （長(zhǎng)約 2m）
地線 （長(zhǎng)約 2m）
觸發(fā)線 （長(zhǎng)約 1m）
回聲線 （長(zhǎng)約 1m）
壓電式蜂鳴器 （2x）
USB 車(chē)載適配器
Aduino 塑膠外殼/外盒
軟件
Arduino IDE
Github
工具
鉗子
第1步：設(shè)置系統(tǒng)
首先請(qǐng)準(zhǔn)備好下文所述電子設(shè)備，以便在車(chē)內(nèi)實(shí)際安裝汽車(chē)傳感器前能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。
圖1：需準(zhǔn)備好的硬件 — Arduino、塑膠外殼、超聲波傳感器、壓電式蜂鳴器、電線和電源適配器
在本項(xiàng)目中，我們僅在車(chē)輛后部使用兩只傳感器：一只位于保險(xiǎn)杠的左側(cè)，另一只位于保險(xiǎn)杠的右側(cè)。大多數(shù)新車(chē)的輔助警報(bào)系統(tǒng)最多可配備六只傳感器，從而可實(shí)現(xiàn)更精確的定位。
HC-SR04 傳感器帶有以下四根引腳：
VCC （電源5V）
觸發(fā)器
信號(hào)回路
接地
上述模塊功能的更詳細(xì)說(shuō)明，可參見(jiàn)上一教程：帶部件和傳感器的Arduino — 超聲波傳感器的用法
在下圖2中列出了將汽車(chē)傳感器和蜂鳴器連接到Arduino的圖表。
圖2：Arduino、超聲波傳感器和壓電蜂鳴器的接線圖
第2步：對(duì)Arduino編程
以下為編寫(xiě)一個(gè)程序的基本指南。一般而言，任何微控制器固件都包括以下四個(gè)基本元素：
整體思路理念和數(shù)據(jù)庫(kù)的定義
設(shè)置功能
回路功能
其他功能
與軟件開(kāi)發(fā)不同，對(duì)微控制器進(jìn)行編程時(shí)，通常對(duì)代碼的大小進(jìn)行適當(dāng)限制。My Arduino Uno軟件配有一個(gè)內(nèi)存為32 KB的Atmega328。該配置足以滿足本次應(yīng)用的需要。
#define trigPin1 13
#define echoPin1 12
#define buzzerPin1 6
#define trigPin2 11
#define echoPin2 10
#define buzzerPin2 7
void setup（） {
Serial.begin （9600）；
pinMode（trigPin1, OUTPUT）；
pinMode（echoPin1, INPUT）；
pinMode（buzzerPin1, OUTPUT）；
pinMode（trigPin2, OUTPUT）；
pinMode（echoPin2, INPUT）；
pinMode（buzzerPin2, OUTPUT）；
pinMode（2, OUTPUT）； // We will use the pin 2 as ground. We need to make sure it
digitalWrite（2,LOW）； // is in LOW position so it works as a ground.
}
通過(guò)函數(shù)pinMode（）和digitalWrite（）可對(duì)微控制器引腳進(jìn)行簡(jiǎn)易外圍配置。本次應(yīng)用中使用pinMode（）函數(shù)來(lái)設(shè)置指定引腳的電流流向。可用作電流或信號(hào)的輸入或輸出。設(shè)置流向后，引腳僅可按該流向工作。可使用digitalWrite（）函數(shù)將指定的數(shù)字引腳設(shè)置為HIGH（高）或LOW（低）。本例中將引腳2設(shè)置為另一個(gè)新增接地，用來(lái)連接其中一個(gè)器件的GND引腳。
void loop（） {
calculateDistance（echoPin1, trigPin1,buzzerPin1）； //Get the distance for the left
calculateDistance（echoPin2, trigPin2,buzzerPin2）； //Get the distance for the right
}
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，特定義了一個(gè)函數(shù)（calculateDistance（信號(hào)回路、觸發(fā)器、蜂鳴器），該函數(shù)在其中一只傳感器中優(yōu)先使用，同時(shí)也可在另一只傳感器中使用。
//**********************************************************************************
//***Function to measure time of return of an ultrasound echo.************
//***Set up for distances shorter than 2 m, which is enough for parking**
//***Beyond that HC-SR04 is not reliable ***********************************
//**********************************************************************************
void calculateDistance（int echo, int trigger, int buzzer）{
long duration, distance;
digitalWrite（trigger, LOW）； // Set the trigger pin of the HC-SR04 to LOW
delayMicroseconds（2）； // Wait a little to stabilize the sensor
digitalWrite（trigger, HIGH）； // Set the trigger HIGH and send a pulse
delayMicroseconds（10）； // Wait for 10us until the wave comes back
digitalWrite（trigger, LOW）； // Set the trigger pin of the HC-SR04 to LOW again
duration = pulseIn（echo, HIGH）； // Arduino’s built in function pulseIn reads a pulse
// （either HIGH or LOW） on a pin. Returns the length of
// the pulse in microseconds or 0 if no complete pulse
// was received within the timeout.
distance = （duration/2） / 29.1; // The speed of sound is 340 m/s or 29 microseconds
// per centimeter.
// The ping travels out and back, so to find the distance
// if the object we take half of the distance travelled.
if （distance >= 200 || distance <= 0）{
Serial.println（"Out of range"）； // Use some feedback in the serial port for
// debugging
}
else {
tone（buzzer,2000,25）； // Arduino’s built in function tone generates a square
// wave of the specified frequency （2000Hz） for the
// indication time （25 ms）
delay（distance*10）；// The delay gives feedback beeping faster the closer
// we get to an object
Serial.print（distance）；// Use some feedback in the serial port for
// debugging
Serial.println（" cm"）；
}
}
應(yīng)用時(shí)首先激活一根引腳（觸發(fā)器），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后從另一個(gè)引腳（信號(hào)反饋）傳回的反饋信息才能到達(dá)該引腳。針對(duì)這一時(shí)段，可以進(jìn)行一些假設(shè)并計(jì)算信號(hào)反饋回路的相應(yīng)距離（例如聲速為340米/秒或29微秒/厘米）。可將該距離用作一個(gè)參數(shù)，用來(lái)確定蜂鳴器所發(fā)出的2000赫茲的嘟嘟聲的頻率（我通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)才構(gòu)想出這一方法，您可隨意將其改為您喜歡的音調(diào)）。
同時(shí)使用了幾個(gè)內(nèi)置函數(shù)，如tone （引腳， 頻率， 持續(xù)時(shí)間）， digitalWrite （引腳）， delayMicroseconds（持續(xù)時(shí)間）， 和 pulseIn（引腳， 脈沖峰值）。
第3步：制定適當(dāng)?shù)难b配方案
找到汽車(chē)后部的防水區(qū)域。將傳感器安裝于該區(qū)域。在試驗(yàn)車(chē)?yán)镉袔讉€(gè)可選位置：
尾燈罩
靠近汽車(chē)牌照燈
后保險(xiǎn)杠上
若將汽車(chē)傳感器放置于尾燈罩或后保險(xiǎn)杠內(nèi)，則必須鉆孔以便超聲波發(fā)射和接收。但鉆孔也可能帶來(lái)不利影響，如進(jìn)水（淋雨、濺水等），因此鉆孔必須十分考究。由于超聲波無(wú)法透過(guò)密封劑，因此用密封劑作為防水材料不可取。而且很難根據(jù)傳感器來(lái)確定孔的位置，從而難以避免衍射效應(yīng)。
圖3：配置超聲波傳感器時(shí)帶來(lái)的衍射問(wèn)題 /?bta304
欲了解衍射波的更多信息，請(qǐng)單擊此處。
基于上述原因，特將汽車(chē)傳感器置于車(chē)牌附近，該區(qū)域中后備箱門(mén)/把手下方的間隙足夠大，從而避免了鉆孔的麻煩。在該位置僅需稍微調(diào)整傳感器的方向，使之對(duì)準(zhǔn)汽車(chē)的一角即可。
圖4：找到傳感器的合適位置
第4步：在車(chē)內(nèi)配置硬件
找到Arduino和Piezo蜂鳴器所在位置。在該步驟中，需拆下車(chē)門(mén)并找到一個(gè)安全的空位，用來(lái)連接電子設(shè)備。
以下步驟十分有趣！通過(guò)車(chē)內(nèi)面板就能看出您汽車(chē)的全新尺寸。車(chē)內(nèi)空間很大，還可以加裝很多設(shè)備（也可用于將來(lái)裝修?。＿€有許多內(nèi)部電線為車(chē)輛安全元件供電。切勿觸摸任何重要的電線。
您必須非常小心車(chē)內(nèi)零件。
通過(guò)車(chē)牌固定孔將汽車(chē)外部的超聲波傳感器連接到Arduino上。這些固定孔必須做得夠大，以確保所有八根電線都能順利穿過(guò)，并預(yù)留支撐螺釘?shù)目臻g。
Piezo蜂鳴器采用簡(jiǎn)單的雙面膠帶固定。
圖5：在牌照右側(cè)裝配HC-SR04
圖6：使用雙面膠帶固定其中一個(gè)Piezo蜂鳴器
圖7：模塊在行李箱門(mén)上所在的位置（車(chē)內(nèi)視圖）
圖8：模塊的位置（后視圖）
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