Matrix - Ultrasonic Ranger/zh

English

1 介绍

Ultrasonic Ranger01

• 模块Matrix-Ultrasonic_Ranger用于超声波测距。
• 利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应，主要可以用于测量距离。

2 特性

• 5V供电
• 5cm-300cm，精度1cm
• 单根gpio操作
• PCB尺寸（mm）：20x40

• 引脚说明:

名称	描述
S	GPIO
V	电源5V
G	地

3 工作原理

• 经发射器发射出长约6mm，频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收，接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。
• cpu向模块Matrix-Ultrasonic_Ranger发送一个高定平信号使其开始测距，模块测距完毕后会回复一个表示时间值的高电平，该高定平的时间长度就是超声波在空气中运行的时间。按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2就可以算出超声波到障碍物的距离。

matrix Ultrasonic Ranger

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi NEO

NanoPi M1和NanoPi NEO的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger	NanoPi NEO
S	Pin7
V	Pin4
G	Pin6

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块：

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger	NanoPi M1
S	Pin7
V	Pin4
G	Pin6

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger	NanoPi 2
S	Pin7
V	Pin4
G	Pin6

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块：

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger	NanoPi M2
S	Pin7
V	Pin4
G	Pin6

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger	NanoPi M3
S	Pin7
V	Pin4
G	Pin6

4.6 连接NanoPC-T2

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger	NanoPC-T2
S	Pin15
V	Pin29
G	Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix：

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序：

$ matrix-ultrasonic_ranger

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下：

The distance is  24 cm

将超模波模块的正面对准待测距物体，测距完毕后程序会打印距离值。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger，内容如下:

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
    int pin = GPIO_PIN(7);
    int board;
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        pin = GPIO_PIN(15);
 
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
        goto err;
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("The distance is %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
err:
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
    return 0;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual