描述

背景

我創建這個項目只是為了確保我的家人受到保護并且他們洗手的時間適當。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。

它是如何結合在一起的？

有關更詳細的視圖，請參見示意圖。

超聲波傳感器引腳：

VCC：5V

觸發：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（你真的應該在這里使用電位器來更好地調節對比度，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）

K：接地

代碼如何工作

這包括所有需要的庫

#include 
#include "pitches.h"

這設置了所有的變量和音調數組

#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);
}

這是每秒循環以檢查對象的內容

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（或從 Protolabs 等網站訂購）。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。