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UNIVERSIDADE TECNOLOGICA FEDERAL DO PARANÁ
Sensor ultrassônico associado ao arduino
Beatriz Santana Gondim, Dalton Lopes Erthal, Gabriel dos Santos Schmitz, Gulherme André de Almeida, Kethelyn
Vitoria Schock dos Santos
Resumo—Este artigo tem como objetivo apresentar a
pesquisa e projeto idealizados pelos acadêmicos da UTFPR
(Universidade Tecnológica Federal do Paraná). O projeto consiste
em um sensor de estacionamento com Arduino, cuja função é
auxiliar e alertar o motorista em relação aos obstáculos no
momento em que estaciona.
I. INTRODUÇÃO
ENSORES de estacionamento são dispositivos de
proximidade integrados à veículos, projetados para garantir
uma maior conforto e segurança à motoristas, passageiros,
pedestres e outros indivíduos no trânsito. Essa tecnologia já foi
considerada exlusiva para veículos de luxo, entretanto tem se
tornado cada vez mais acessível para todos os tipos de
automóveis, prometendo maior facilidade e segurança.
O sensor descrito anteriormente, funciona a partir da emissão
de frequências sonoras para que haja uma leitura precisa da
distância entre o automóvel e o obstáculo. A operção é baseada
em uma onda ultrassônica enviada pelo sensor através do
trigger(um pino utilizado para iniciar os pulsos ultrassônicos)
que bate em um obstáculo e reflete, em sequência o pino Echo
produz um pulso quando recebe o sinal refletido. Por fim a
distância é calculada por meio do tempo total que o sinal leva
para ir e voltar.
Esse sistema é posicionando comumente no para-choque
traseiro do veículo e emite um sinal sonoro a partir da primeira
distância considerada não segura. Sendo assim, o projeto
desenvolvido pelo grupo além de proporcionar essas
funcionalidades básicas, possui um diferencial que consiste em
ativar os freios do dado veículo na distância definida como
limite máximo, afim de que não haja colisão.
Ao longo desse documento será descrito e explicado todo o
desenvolvimento do projeto como código de funcionamento,
materiais utilizados e também os resultados que foram obtidos.
II. MATERIAIS
O projeto foi desenvolvido no Tinkercad, uma ferramenta online
que conta com uma vasta disponibilidade de componentes,
como resistores, capacitores, botões, circuitos integrados,
protoboard, entre outros, e que permite a simulação de circuitos
elétricos análogicos e digitais, além da programação dos
periféricos, dando a oportunidade a todos que não podem ter tais
componentes em mãos de forma simples.
Os componentes eletrônicos utilizados para desenvolver o
projeto foram:
• Arduino UNO R3.
• Placa de Ensaio pequena.
• Sensor ultrassônico (HC-SR04).
• Piezo.
• Motor CC (para simular o freio).
• Fios.
A partir dos componentes listados acima foi possível
desenvolver a parte eletrônica do projeto. O arduino é uma
placa de prototipagem eletrônica que auxilia nos projetos de
automação, ele será responsável pelo processamento e e
execução das ações; o motor CC será responsável pela
manipulção da parte mecânica do veículo; o Piezo tem como
função o alarme sonoro; por fim, o sensor ultrassônico define
as distâncias para o funcionamento do sistema.
A seguir estão apresentadas imagens ilustrativas de alguns
dos componentes mais importantes:
Figura 1: Arduino UNO R3
S
Figura 2: Sensor ultrassônico (HC-SR04)
Figura 3: Piezo
Figura 4: Motor CC
III. MÉTODOS
Inicialmente a placa de ensaio pequena foi conectada a
tensão de 5V(entrada positiva) do Arduino e ao GND(entrada
negativa) fornecendo assim, tensão para o circuito.
A partir dessas configurações, o sensor ultrassônico foi
conectado às entradas positivas e negativas da placa de ensaio e
em seguida foi feita a conexão nos pinos analógicos do Arduino,
um para o Trigger e o outro para o Echo, para que os pulsos
produzidos pelo sensor sejam recebidos e processados pelo
Arduino.
Em sequência o piezo também foi conectado no terminal
negativo da placa de ensaio e em uma entrada digital do
Arduino.
Por fim, o motor CC foi conectado a um terminal negativo do
Arduino e a um pino digital para receber as informações
captadas pelo sensor e funcionar de acordo com as
determinações do código.
Feita todas as conexões e montagem, a parte de hardware estará
pronta para ser executada de acordo com as especificações do
código desenvolvido.
Figura 5: Parte de hardware finalizada.
Figura 6: Simulação do circuito, com sensor em
funcionamento.
Com a parte eletrônica completa, o sistema agora depende da
execução do código a seguir:
long readUltrasonicDistance(int triggerPin, int echoPin)
{
pinMode(triggerPin, OUTPUT);
digitalWrite(triggerPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(triggerPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(triggerPin, LOW);
pinMode(echoPin, INPUT);
return pulseIn(echoPin, HIGH);}
void setup()
{ pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(9, OUTPUT);}
void loop()
{
int distance = readUltrasonicDistance(4, 2);
float snd_vel = 0.01723;
if (snd_vel * distancepermaneça as rodas travarão novamente
após 10 segundos. E durante o travamento da roda o
piezo não emitirá som.
V. CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS
[1] https://www.embarcados.com.br/tinkercad/
[2] https://www.usinainfo.com.br/blog/sensor-de-
estacionamento-arduino-com-sensor-ultrassonico/
[3] https://www.veluplast.com.br/como-funciona-um-sensor-
de-
estacionamento/#:~:text=Ele%20utiliza%20a%20tecnolo
gia%20de,sinal%20do%20obstáculo%20ao%20sensor
[4] https://github.com/filipeflop/Ultrasonic
[5] https://github.com/bhagman/Tone
porém no momento em que a distância se igualar a 1,4m o
piezo entrará em ação e gradativamente aumentará a
frequência do som alertando assim o motorista, caso o
motorista continue, em distâncias menores a 0,10m as travas
serão ativadas automaticamente.
O projeto atende as expectativas desejadas e cumpre
corretamente as suas atividades. Vale ressaltar que tudo foi
testado virtualmente na plataforfa TinkerCAD e não houve a
possibilidade de testar em forma física.
(Continuação da função loop)
if (snd_vel * distance