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.. _2.2.8_c:

2.2.8 Module de Capteur Ultrasonique
=========================================

Introduction
---------------

Le capteur ultrasonique utilise des ultrasons pour détecter avec précision des objets et mesurer des distances. Il émet des ondes ultrasonores et les convertit en signaux électroniques.

Composants Nécessaires
-------------------------

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

.. image:: ../img/list_2.2.5.png

Il est définitivement pratique d'acheter un kit complet, voici le lien :

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    * - Nom
      - ARTICLES DANS CE KIT
      - LIEN
    * - Kit Raphael
      - 337
      - |link_Raphael_kit|

Vous pouvez également les acheter séparément à partir des liens ci-dessous.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    * - INTRODUCTION DES COMPOSANTS
      - LIEN D'ACHAT

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
      - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
      - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
      - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_ultrasonic_sensor`
      - |link_ultrasonic_buy|

Schéma de Câblage
-----------------

.. image:: ../img/image329.png


Procédures Expérimentales
-----------------------------

**Étape 1 :** Construire le circuit.

.. image:: ../img/image220.png

**Étape 2 :** Aller dans le dossier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.2.8/

**Étape 3 :** Compiler le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.2.8_Ultrasonic.c -lwiringPi

**Étape 4 :** Exécuter le fichier exécutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Lorsque le code est exécuté, le module capteur ultrasonique détecte la distance entre
l'obstacle devant lui et le module lui-même, puis la valeur de la distance sera affichée à l'écran.
.. note::

    Si cela ne fonctionne pas après l'exécution, ou s'il y a un message d'erreur : "wiringPi.h: No such file or directory", veuillez vous référer à :ref:`install_wiringpi`.

**Code**

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <stdio.h>
    #include <sys/time.h>

    #define Trig    4
    #define Echo    5

    void ultraInit(void)
    {
        pinMode(Echo, INPUT);
        pinMode(Trig, OUTPUT);
    }

    float disMeasure(void)
    {
        struct timeval tv1;
        struct timeval tv2;
        long time1, time2;
    float dis;

        digitalWrite(Trig, LOW);
        delayMicroseconds(2);

        digitalWrite(Trig, HIGH);
        delayMicroseconds(10);      
        digitalWrite(Trig, LOW);
                                    
        while(!(digitalRead(Echo) == 1));   
        gettimeofday(&tv1, NULL);           

        while(!(digitalRead(Echo) == 0));   
        gettimeofday(&tv2, NULL);           

        time1 = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec;   
        time2  = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;

        dis = (float)(time2 - time1) / 1000000 * 34000 / 2;  

        return dis;
    }

    int main(void)
    {
        float dis;
        if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print message to screen
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }

        ultraInit();
        
        while(1){
            dis = disMeasure();
            printf("%0.2f cm\n\n",dis);
            delay(300);
        }

        return 0;
    }

**Explication du Code**

.. code-block:: c

    void ultraInit(void)
    {
        pinMode(Echo, INPUT);
        pinMode(Trig, OUTPUT);
    }

Initialiser la broche ultrasonique; en même temps, régler Echo sur entrée, Trig sur sortie.

.. code-block:: c

    float disMeasure(void){};

Cette fonction est utilisée pour réaliser la fonction du capteur ultrasonique en calculant la distance de détection de retour.

.. code-block:: c

    struct timeval tv1;
    struct timeval tv2;

La structure timeval est utilisée pour stocker l'heure actuelle. La structure complète est la suivante :

.. code-block:: c

    struct timeval
    {
    __time_t tv_sec;        /* Seconds. */
    __suseconds_t tv_usec;  /* Microseconds. */
    };

Ici, tv_sec représente les secondes écoulées depuis l'époque lors de la création de la 
structure timeval. Tv_usec représente les microsecondes ou une fraction de secondes.

.. code-block:: c

    digitalWrite(Trig, HIGH);
    delayMicroseconds(10);     
    digitalWrite(Trig, LOW);

Une impulsion ultrasonique de 10us est envoyée.

.. code-block:: c

    while(!(digitalRead(Echo) == 1));
    gettimeofday(&tv1, NULL);

Cette boucle vide est utilisée pour s'assurer que lorsqu'un signal 
de déclenchement est envoyé, il n'y a pas de signal d'écho interférent, 
puis obtenir l'heure actuelle.

.. code-block:: c

    while(!(digitalRead(Echo) == 0)); 
    gettimeofday(&tv2, NULL);

Cette boucle vide est utilisée pour s'assurer que l'étape suivante n'est pas 
exécutée tant que le signal d'écho n'est pas reçu, puis obtenir l'heure actuelle.

.. code-block:: c

    time1 = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec;
    time2  = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;

Convertir le temps stocké par la structure timeval en temps total en microsecondes.

.. code-block:: c

    dis = (float)(time2 - time1) / 1000000 * 34000 / 2;  

La distance est calculée par l'intervalle de temps et la vitesse de propagation du 
son. La vitesse du son dans l'air : 34000 cm/s.

Image du Phénomène
------------------

.. image:: ../img/image221.jpeg