Cảm biến lùi xe / đỗ xe trong gara (còi kêu nhanh dần khi lại gần)

Nguyên lý hoạt động

Arduino phát xung 10µs vào chân TRIG. HC-SR04 bắn 8 xung siêu âm 40kHz rồi giữ chân ECHO ở mức cao suốt thời gian sóng đi tới vật và dội về. Khoảng cách = thời gian × 0,0343 cm/µs ÷ 2. Mạch đo 5 lần liên tiếp và lấy giá trị giữa (trung vị) để loại bỏ các lần dội sai. Trên 100cm thì đèn xanh. 50–100cm đèn vàng, còi bíp chậm. 20–50cm đèn đỏ, còi bíp nhanh dần. Dưới 20cm còi kêu liền. Mỗi LED ăn khoảng 8mA qua trở 330Ω; còi ăn khoảng 30mA nên đi qua transistor S8050.

Sơ đồ đấu dây

Mỗi màu là một dây. Chấm tròn là điểm hàn. Chạm vào tên dây trong bảng để làm nổi bật.

Danh sách linh kiện

Các bước làm

1. Chuẩn bị
   Mỏ hàn, thiếc, board lỗ 5×7cm, 4 dây cái-đực cho HC-SR04 (dài tùy vị trí lắp, ≤1,5m), cáp USB có dây dữ liệu.
2. Gắn Arduino Nano
   Hàn 2 hàng header cái 15 chân rồi cắm Nano vào.
3. Nối HC-SR04
   VCC → 5V, TRIG → D9, ECHO → D10, GND → GND. Arduino Nano chạy 5V nên chân ECHO 5V nối thẳng được (không cần cầu phân áp).
4. Hàn còi
   S8050 mặt chữ hướng về bạn: E – B – C. E → GND; R1 1kΩ từ D8 tới B; còi chân + → 5V, chân − → C.
5. Hàn 3 đèn
   D4 → R2 330Ω → chân dài LED xanh; D5 → R3 330Ω → chân dài LED vàng; D6 → R4 330Ω → chân dài LED đỏ. Ba chân ngắn nối chung GND. Màu vạch 330Ω: cam-cam-nâu-nhũ.
6. Kiểm tra trước khi cắm điện
   Thang thông mạch: 5V và GND không được kêu. Kiểm tra chiều LED (chân dài về phía trở).
7. Nạp code
   Arduino IDE 2, board "Arduino Nano", Processor "ATmega328P (Old Bootloader)" với Nano chip CH340. Mở parking_sensor.ino → Upload. Không cần thư viện.
8. Lắp đặt
   Gắn cảm biến ngang tầm cản xe (40–60cm), hai mắt nằm ngang, không bị che. Mở Serial Monitor 9600 để xem khoảng cách thật và chỉnh các mốc trong phần cấu hình đầu code cho hợp gara.

Code nạp cho mạch

Chọn board Arduino Nano.

/*
  Mạch Gọn — Cảm biến lùi xe / đỗ xe gara
  Board : Arduino Nano (ATmega328P)
  Chân  : D9 -> TRIG, D10 <- ECHO (HC-SR04, 5V)
          D8 -> R 1k -> B S8050 (còi chủ động)
          D4/D5/D6 -> 330Ω -> LED xanh/vàng/đỏ
*/
#include <Arduino.h>

// ----- Cấu hình (cm) -----
const uint8_t PIN_TRIG = 9, PIN_ECHO = 10, PIN_BUZ = 8;
const uint8_t PIN_G = 4, PIN_Y = 5, PIN_R = 6;
const int FAR_CM   = 100;  // xa hơn: an toàn, đèn xanh
const int MID_CM   = 50;   // 50–100: đèn vàng, bíp chậm
const int STOP_CM  = 20;   // dưới 20: còi kêu liền
const int MAX_CM   = 400;  // ngoài tầm đo
const uint8_t SAMPLES = 5; // số lần đo để lấy trung vị
const uint32_t IDLE_SILENT_MS = 30000; // đứng yên ở vùng đỏ quá 30s thì tắt còi (xe đã đỗ)

int lastCm = -1;
uint32_t stableSince = 0;
int stableRef = -1;

// đo 1 lần, trả về cm (-1 nếu không có tiếng dội)
int measureOnce() {
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);  delayMicroseconds(3);
  digitalWrite(PIN_TRIG, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);
  unsigned long us = pulseIn(PIN_ECHO, HIGH, 25000UL);  // ~4,3m tối đa
  if (us == 0) return -1;
  int cm = (int)(us * 0.0343 / 2.0 + 0.5);
  return (cm >= 2 && cm <= MAX_CM) ? cm : -1;
}

// lọc trung vị: bỏ các lần dội sai
int measureMedian() {
  int v[SAMPLES]; uint8_t n = 0;
  for (uint8_t i = 0; i < SAMPLES; i++) {
    int cm = measureOnce();
    if (cm > 0) v[n++] = cm;
    delay(12);  // chờ sóng dội cũ tắt hẳn
  }
  if (n == 0) return -1;
  for (uint8_t i = 1; i < n; i++) { int k = v[i]; int j = i - 1; while (j >= 0 && v[j] > k) { v[j + 1] = v[j]; j--; } v[j + 1] = k; }
  return v[n / 2];
}

void leds(bool g, bool y, bool r) { digitalWrite(PIN_G, g); digitalWrite(PIN_Y, y); digitalWrite(PIN_R, r); }

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_TRIG, OUTPUT); pinMode(PIN_ECHO, INPUT);
  pinMode(PIN_BUZ, OUTPUT); pinMode(PIN_G, OUTPUT); pinMode(PIN_Y, OUTPUT); pinMode(PIN_R, OUTPUT);
  // tự kiểm tra đèn + còi lúc bật
  leds(1, 0, 0); delay(150); leds(0, 1, 0); delay(150); leds(0, 0, 1); delay(150); leds(0, 0, 0);
  digitalWrite(PIN_BUZ, HIGH); delay(60); digitalWrite(PIN_BUZ, LOW);
  Serial.println(F("Cam bien lui xe san sang"));
}

void loop() {
  int cm = measureMedian();
  uint32_t now = millis();
  if (cm < 0) cm = MAX_CM + 1;  // không có vật trong tầm
  // làm mượt nhẹ
  lastCm = lastCm < 0 ? cm : (lastCm * 2 + cm) / 3;

  // phát hiện xe đã dừng hẳn (khoảng cách không đổi ±2cm) để tắt còi
  if (stableRef < 0 || abs(lastCm - stableRef) > 2) { stableRef = lastCm; stableSince = now; }
  bool parked = now - stableSince > IDLE_SILENT_MS;

  uint16_t onMs = 0, offMs = 0;
  if (lastCm > FAR_CM) { leds(1, 0, 0); }
  else if (lastCm > MID_CM) { leds(0, 1, 0); onMs = 60; offMs = 600; }
  else if (lastCm > STOP_CM) {
    leds(0, 0, 1);
    onMs = 50;
    offMs = map(lastCm, STOP_CM, MID_CM, 60, 300);  // càng gần càng nhanh
  } else { leds(0, 0, 1); onMs = 200; offMs = 0; }   // kêu liền

  if (parked && lastCm <= MID_CM) { onMs = 0; leds(0, 0, (now / 1000) % 2); }  // đã đỗ: chỉ nháy đỏ

  if (onMs) {
    digitalWrite(PIN_BUZ, HIGH); delay(onMs);
    if (offMs) { digitalWrite(PIN_BUZ, LOW); delay(offMs); }
  } else {
    digitalWrite(PIN_BUZ, LOW); delay(100);
  }

  static uint32_t lastLog = 0;
  if (now - lastLog > 500) {
    lastLog = now;
    Serial.print(F("Khoang cach: "));
    if (lastCm > MAX_CM) Serial.println(F("ngoai tam")); else { Serial.print(lastCm); Serial.println(F(" cm")); }
  }
}

Đo kiểm bằng đồng hồ vạn năng

Sửa lỗi thường gặp