Intel Edisonで超音波距離センサを使ってみる

電子工作は初心者ですが、これから色々作っていきたいと思います。

手元に超音波距離センサがあったので、これを使って見ようと思います。
ちょっと見た目がカッコいいのと、超音波って言葉に惹かれました。

今回は Intel Edison ＋ Node.js で距離を測ることが目標です。

組み立て

まずは、Intel Edison 本体を Intel Edison Board for Arduino に取り付けます。

簡単に取り付けられますね。

次に Groveベースシールドを取り付けます。

まずは Arduino で試す

センサの製品ページ（Grove - Ultrasonic Ranger）に Arduino のスケッチが載ってたので、
まずはこれを試してみようと思ったのですが、
UltrasonicRanger Library ってものを使っているみたいなので、その中のサンプルを試します。

サンプルをそのまま動かしたのに、全然距離が測れない！！

センサのドキュメントも見てみましたが、よくわかりません。

ライブラリのソースを読んでみたら、なんとなく理解できました。
簡単に言うと、シグナルPinを10マイクロ秒以上 HIGH にしてから，
LOW にすると40kHzのパルスを8回送信して Echo back されるらしい。
で、出力端子が HIGH になっている期間（マイクロ秒）の半分を音速で割れば距離を算出できる。

上手くいかなかったので Arduino UNO で試す

なぜ距離が取れないのかわからないので、Arduino UNO（互換ボード）で試してみます。

何の問題もないですね。

今度は HC-SR04 で試す

手元にHC-SR04もあったので、こっちで試してみます。

こっちのセンサはトリガーPin（Trig）とエコーPin（Echo）が分かれてます。
ドキュメントを見たところ、トリガーPinに入力してエコーPinから読み取ればいいみたい。
以下のように配線してみました。

こんな感じになりました。なかなかいいですね！

UltrasonicRanger Library のソースを参考にスケッチを作成しました。

ultrasonic.ino

# define echoPin 7 // Echo Pin
# define trigPin 8 // Trigger Pin

long duration, distance;

void setup() {
  Serial.begin (9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

  // 距離を計算(cm)
  distance = duration / 29 / 2;

  if (distance > 0) {
    Serial.print(distance);
    Serial.println(" cm");
  }

  delay(500);
}

距離もちゃんと取れてます。

再度 Intel Edison Board for Arduino で試す

Arduino UNOと同様に配線。

今度は距離が取れました！

Intel Edison ＋ Node.js で距離を測定してみる

先ほど作った ultrasonic.ino を元に Node.js 用ソースを作成。
pulseIn 関数がなかったので、適当に作ってみました。

ultrasonic.js

var mraa = require('mraa');
var sleep = require('sleep');
var μs = require('microseconds');

// GPIO
// trigger pin: send trigger signal
var trigPin = new mraa.Gpio(8);
trigPin.dir(mraa.DIR_OUT);

// echo pin: receive echo from module
var echoPin = new mraa.Gpio(7);
echoPin.dir(mraa.DIR_IN);

var LOW  = 0;
var HIGH = 1;

function pulseIn(pin, value, timeout) {
    timeout = timeout || 1000000;

    var pulseOn, pulseOff;

    var start = μs.now();
    
    while (pin.read() != value) {
        if (μs.since(start) > timeout) {
            return 0;
        }
        pulseOn = μs.now();
    }
    while (pin.read() == value) {
        if (μs.since(start) > timeout) {
            return 0;
        }
        pulseOff = μs.now();
    }
    // duration[microsec]
    var duration = pulseOff - pulseOn;
    
    return duration;
}

setInterval( function () {
    // Send Trigger Signal to Module
    trigPin.write(LOW);
    sleep.usleep(2);
    trigPin.write(HIGH);
    sleep.usleep(5);
    trigPin.write(LOW);
    
    // Measure duration of echo pulse
    var duration = pulsein(echoPin, HIGH);

    // Calculate Distance from duration
    var distance = duration / 29 / 2;
    
    if (distance > 0) {
        // Show the distance on the console
        console.log(distance + ' cm');
    }
   
}, 100);

まとめ

Intel Edison ＋ Groveベースシールド + 超音波距離センサだと
どうして上手くいかなかったのか結局わかりませんでしたが、
何とか目標を達成することができてよかったです。

次は Raspberry Pi でやってみようかなぁ。