描述

背景

我創(chuàng)建這個項目只是為了確保我的家人受到保護(hù)并且他們洗手的時間適當(dāng)。它使用超聲波傳感器檢測手，并使用 16x2 液晶顯示器顯示剩余時間。整個項目基于 arduino pro micro。

它是如何工作的？

該項目使用 HC-SR04 超聲波傳感器來檢測人的手部。傳感器的工作原理是發(fā)出 40kHz 的聲波，并等待查看是否有任何聲波反彈回來。如果任何聲波確實反彈回來，傳感器就會向 Arduino 發(fā)送一個信號（見下圖）。

HC-SR04 超聲波傳感器的工作原理

?

Arduino 從超聲波傳感器獲取輸入，然后計算物體的距離。

它是如何結(jié)合在一起的？

有關(guān)更詳細(xì)的視圖，請參見示意圖。

超聲波傳感器引腳：

VCC：5V

觸發(fā)：引腳 D9

回聲：引腳 D10

接地：接地

LCD 引腳排列：

VSS：接地

VDD：5V

VO：帶 1k 電阻的 Gnd（你真的應(yīng)該在這里使用電位器來更好地調(diào)節(jié)對比度，這個電阻只是為了更緊湊）

RS：引腳 D13

RW：接地

E：引腳 D12

（跳過 D0-D3）

D4：引腳 D5

D5：引腳 D4

D6：引腳 D3

D7：引腳 D2

A：D7腳（背光電源開關(guān)）

K：接地

代碼如何工作

這包括所有需要的庫

#include 
#include "pitches.h"

這設(shè)置了所有的變量和音調(diào)數(shù)組

#define screenPower 7 //define screen power pin (to automatically turn lcd backlight on and off)
// defines HC-SR04 pin numbers
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
//variables for HC-SR04
long duration; 
int distance;
// Create an LCD object. Parameters: (RS, E, D4, D5, D6, D7):
LiquidCrystal lcd = LiquidCrystal(13, 12, 5, 4, 3, 2);
int timeLeft = 20; //variable for displaying time left
int speakerPin = 11;
int toneDuration = 100;
int tickDuration = 25;
//array of notes for done tone
int doneTone[] = {
 NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_B4, NOTE_C5
};
//note of the ticking sound
int tick[] = {
 NOTE_C5
};

這將設(shè)置 LCD 并啟動超聲波傳感器

void setup() {
 pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
 pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
 Serial.begin(9600); // Starts the serial communication
 //Setup LCD rows and columns:
 pinMode(screenPower, OUTPUT);
 digitalWrite(screenPower, HIGH);
 delay(200);
 lcd.begin(16, 2);
 lcd.setCursor(0, 0);
 lcd.print("Hand Wash Timer");
 lcd.setCursor(0, 1);
 lcd.print("By:Danny Pashkow");
 delay(3000);
 lcd.clear();
 lcd.setCursor(0, 0);
 digitalWrite(screenPower, LOW);
}

這是每秒循環(huán)以檢查對象的內(nèi)容

void loop() {
 // Clears the trigPin
 digitalWrite(trigPin, LOW);
 delayMicroseconds(2);
 // Sets the trigPin on HIGH state for 10 micro seconds
 digitalWrite(trigPin, HIGH);
 delayMicroseconds(10);
 digitalWrite(trigPin, LOW);
 // Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds
 duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
 // Calculating the distance
 distance = duration * 0.034 / 2;
 // Prints the distance on the Serial Monitor
 Serial.print("Distance: ");
 Serial.println(distance);
 if (distance < 10) {
   Serial.println("Hand detected");
   isHand = true;
 }
 if (isHand == true) {
   handDetected();
 }
 if (timeLeft < 0) {
   noTimeLeft();
 }
}

此代碼在 20 秒結(jié)束時運行

void noTimeLeft() {
 lcd.clear();
 lcd.setCursor(6, 0);
 lcd.print("Done!");
 for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {
   tone(11, doneTone[thisNote], toneDuration);
   delay(100);
 }
 delay(5000);
 lcd.clear();
 digitalWrite(screenPower, LOW);
 timeLeft = 20;
 isHand = false;
 lcd.setCursor(0, 0);
}

當(dāng)超聲波傳感器檢測到一個物體時，這段代碼就會運行

void handDetected() {
 digitalWrite(screenPower, HIGH);
 lcd.clear();
 lcd.setCursor(0, 0);
 lcd.print("Time Remaining: ");
 lcd.setCursor(0, 1);
 lcd.print(timeLeft);
 lcd.print(" seconds");
 timeLeft -= 1;
 for (int thisTick = 0; thisTick < 3; thisTick++) {
   tone(speakerPin, tick[thisTick], tickDuration);
 }
 delay(1000);
}

STL 文件

為了完全完成這個項目并在防水方面有所幫助，一臺 3d 打印機(jī)（或從 Protolabs 等網(wǎng)站訂購）。這弄亂了所有的接線，因此也弄亂了代碼，所以我更新了 Nano 上面的代碼和原理圖。如果您仍在使用 Pro Micro，這里有一個指南。