プロジェクト03：距離測定コウモリ
1. 概要
超音波センサーを基に、距離測定コウモリは障害物までの距離を検出し、OLEDにリアルタイムで表示します。距離が10cm未満になると、スピーカーが警報を鳴らします。
2. 部品
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micro:bit ボード *1 |
micro:bit T型拡張ボード *1 |
micro USB ケーブル *1 |
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超音波センサー *1 |
OLED モジュール *1 |
DuPont ワイヤー |
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ブレッドボード *1 |
ジャンプワイヤー |
電池ホルダー *1 |
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コウモリカード *1 |
OLEDカード *1 |
3. 部品の知識
超音波センサー
超音波は障害物に当たると跳ね返ります。送信から受信までの時間差を計測して距離を測定します。空気中の音速は一定で v=340m/s なので、センサーと障害物間の距離は s=vt/2 で計算されます。
HC-SR04超音波モジュールは送信機と受信機を統合しています。送信機は電気信号（電気エネルギー）を高周波（人間の聴覚を超える）音波（機械エネルギー）に変換し、受信機はその逆を行います。
HC SR04の回路図：
ピン定義：
パラメータ：
動作電圧：5V
動作電流：12mA
最小測定距離：2cm
最大測定距離：200cm
動作原理：
Trigピンに10μs以上の高レベルパルスを出力すると、モジュールは超音波を送信開始します。同時にEchoピンがプルアップされます。障害物に当たって超音波が戻ってくると、Echoピンはプルダウンされます。Echoピンの高レベルの継続時間が送信から受信までの合計時間であり、距離は s=vt/2 で計算されます。
OLEDモジュール
OLED技術は豊かな色表現、高いコントラスト、広い視野角を特徴とし、特に黒色が際立つ鮮明で生き生きとした画像を提供します。
OLEDディスプレイの各ピクセルは自発光でバックライトを必要としないため、比較的低消費電力です。小型、高解像度、低消費電力の0.9インチOLEDディスプレイはウェアラブルデバイスに非常に適しています。
本プロジェクトでは、OLEDディスプレイモジュールのSDA端子をピンP20に、SCL端子をピンP19に接続します。
パラメータ：
動作電圧：DC 3.3V-5V
動作電流：30mA
インターフェース：ピン間隔2.54mmのピンポート
通信方式：I2C
内蔵ドライバーチップ：SSD1306
解像度：128*64
視野角：150°以上
4. 配線図
OLEDディスプレイと超音波センサーを使用する際は、外部電源を接続し、DIPスイッチをONにしてください。
5. コードの流れ
6. テストコード
コードファイルはフォルダ Project 03：Ranging Bat 内のファイル Project-03-Ranging-Bat.hex にあります。
コードブロックの読み込み： 条件の10の閾値は実際の状況に応じて変更可能です。
7. テスト結果
Windows 10アプリの場合、「Download」をクリックします。ブラウザの場合はダウンロードした「.hex」ファイルをmicro:bitボードに送信します。
コードをボードにダウンロードした後、外部電源で電源を入れ、DIPスイッチをONにしてください。OLEDには超音波センサーと障害物間の距離がリアルタイムで表示されます。距離が10cm未満になると、micro:bitボードのスピーカーが警報を鳴らします。
注意： 配線が正しいのに結果が表示されない場合は、ボード裏面のリセットボタンを押してください。
