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Arduino超声波传感器-URM06-UART 大功率超声波测距模块

概 述

  • URM06是基于senscomp公司6500超声波静电换能器设计的一款大功率超声波。
  • 测量距离可达10米。
  • 超声波探测夹角只有15°，而大多数的超声波是60°。这样就可以提高超声波测量角度分辨率。是机器人等应用领域壁障导航方案的首选.

性能描述

  • 工作电源 ：6V-12V
  • 工作电流 ：平时电流16mA，发送时瞬间电流2A
  • 工作温度 ：-10℃～＋70℃
  • 接口方式 ：TTL电平UART串口
  • 工作频率 ：49.5KHZ。探头方向角 15°（-6dB）
  • 测量范围 ：20厘米到10米
  • 模块尺寸 ：喇叭口最大尺寸50mm，安装螺纹50mm，长40mm
  • 模块重量 ：45g

模块测量角度

测量角度
方向角 15°（-6dB）

安装尺寸

尺寸
安装尺寸

引脚定义

1．VCC ： 电源 6-12V 2A直流
2．GND ： 电源负
3．RX ： 超声波TTL电平串口接收数据输入
4．TX ： 超声波TTL电平串口发送数据输出

UART接口命令说明

出厂参数： 波特率 19200 bps 8N1

出厂地址 0x11

通信命令帧格式为

命令

读取测量测距

主机通过RS485接口向超声波模块发送一帧命令，触发模块开始测距，之后接收模块返回的距离值命令。

例如超声波模块地址为 0x11，则主机发送:

0x55 0xAA 0x11 0x00 0x02 0x12

说明：

帧头---------0x55
帧头---------0xAA    
对方地址-----0x11    
数据长度-----0x00    
超声波读取---0x02    
校验和-------0x12

超声波模块返回数据为:

0x55 0xAA 0x11 0x02 0x02 0x12 0x34 0x5A

返回数据:

0x12 为距离的高位数据
0x34 为距离的低位数据

距离值为 0x1234 单位为 毫米，即十进制4660毫米。 0x5A 为校验和，是前面所有直接相加低8bit。

读取温度

主机通过RS485接口读取超声波模块测得的当前温度。

例如超声波模块地址为 0x11，则主机发送

0x55 0xAA 0x11 0x00 0x03 0x13

说明：

帧头---------0x55    
帧头---------0xAA    
对方地址-----0x11    
数据长度-----0x00   
温度读取-----0x03    
校验和-------0x13

超声波模块返回数据为：

0x55 0xAA 0x11 0x02 0x03 0x00 0xFF 0x14

返回数据:

0x00 为温度的高位数据
0xFF 为温度的低位数据

温度值为 0x00FF 即十进制255，表示25.5摄氏度。

注意：此温度值是放大了10倍之后的值。如温度值值为 323，则实际温度是 32.3°C 测量范围-10摄氏度到+70摄氏度，数据是一个带符号的int16数据。负数将以补码出现，判断方法为如最搞位BIT15是1说明是负温度，那么将数据取反加1。

设置超声波模块地址

主机通过RS485接口设置超声波模块地址。

例如设置超声波模块地址为 0x11，则主机发送

0x55 0xAA 0xAB 0x01 0x55 0x11 0x11

说明：

帧头---------0x55
帧头---------0xAA
对方地址-----0xAB
数据长度-----0x01
命令---------0x55
设置地址-----0x11
校验和-------0x11

设置成功则超声波模块返回命令为

0x55 0xAA 0x11 0x01 0x55 0xCC 0x32

0xAB为广播地址，即所有模块的共享地址，同时不确定模块地址的状态下，可以通过对地址0xAB发送0x55指令来设定模块的地址。内容0x11 为设置的新地址

返回状态数据字含义说明：

0xCC——操作完成 
0xEE——操作失败

设备地址设定成功后，模块会根据自己新的设备地址返回状态；

设置超声波模块测量距离上限值

主机通过RS485接口设置超声波模块测量距离上限值。 例如超声波模块地址为 0x11，要设置测量上限3840毫米，则主机发送

0x55 0xAA 0x11 0x02 0x04 0x0F 0x00 0x25 //设置上限 0x0F00 转换为10进制为3840

说明：

帧头---------0x55
帧头---------0xAA
对方地址-----0x11
数据长度-----0x02
命令---------0x04
高字节-------0x0F
低字节-------0x00
校验和-------0x25

返回：

0x55    0xAA    0x11    0x00    0x04    0xCC 0xE0

指令说明： 设定超声波模块测量距离上限，以满足不同的应用需求，同时根据应用环境适当减小测量上限能够提高传感器数据输出刷新率

备注：出厂设定值为传感器最大测量范围

返回状态数据字含义说明：

0xCC——操作完成 
0xEE——操作失败

读取超声波模块测量距离上限值

主机通过RS485接口读取超声波模块测量距离上限值。

例如超声波模块地址为 0x11，要读取该模块测量上限值，则主机发送：

0x55 0xAA 0x11 0x00 0x05 0x15

说明：

帧头---------0x55
帧头---------0xAA
对方地址-----0x11
数据长度-----0x00
命令---------0x05
校验和-------0x15

超声波模块返回上限值格式为：

0x55 0xAA 0x11 0x02 0x05 0x0F 0x00 0x26

返回设置上限距离 0x0F00 即十进制3840毫米。

指令说明：

读取当前传感器上限测量距离，单位mm。

设置超声波模块RS485总线波特率

主机通过RS485接口设置超声波模块通信波特率。

例如设置超声波模块地址为 0x11，则主机发送：

0x55 0xAA 0x11 0x01 0x08 0x05 0x1E //设置模块波特率为19200BPS

说明：

帧头---------0x55
帧头---------0xAA
对方地址-----0x11
数据长度-----0x01
命令---------0x08
波特率选择---0x05
校验和-------0x1E

设置成功则超声波模块返回命令为

0x55 0xAA 0x11 0x01 0x08 0xCC 0xE4

返回状态数据字含义说明：

0xCC——操作完成 
0xEE——操作失败

设备地址设定成功后，模块会根据自己新的设备地址返回状态。 其他波特率：

55 AA 11 01 08 00 19 //设置模块波特率为1200BPS

55 AA 11 01 08 01 1A //设置模块波特率为2400BPS

55 AA 11 01 08 02 1B //设置模块波特率为4800BPS

55 AA 11 01 08 03 1C //设置模块波特率为9600BPS

55 AA 11 01 08 04 1D //设置模块波特率为14400BPS

55 AA 11 01 08 05 1E //设置模块波特率为19200BPS

55 AA 11 01 08 06 1F //设置模块波特率为28800BPS

55 AA 11 01 08 07 20 //设置模块波特率为38400BPS

55 AA 11 01 08 08 21 //设置模块波特率为57600BPS

55 AA 11 01 08 09 22 //设置模块波特率为115200BPS

55 AA 11 01 08 0A 23 //设置模块波特率为128000BPS

55 AA 11 01 08 0B 24 //设置模块波特率为256000BPS

应用领域

  • 机器人壁障导航

机器人应用

  • 测距仪器

测距仪器

  • 工程测量

工程测量

  • 工业控制

工业控制

  • 接线图

连接图

Connection Diagram

Arduino示例代码

请先下载页面底部的URM_UART库文件，并加载到arduino库中，加载方法请点击

#include "Arduino.h"   
// Include application, user and local libraries
#include "URM_RS485.h"

#define Rs485TriggerPin 2               //the pin to select whether the RS485 is output or input
#define DefaultBaudrate 19200UL         //the Default Baudrate for the Urm06_485
#define DefaultAddress 0x11             //the Default Address for the Urm06_485
#define DefaultMaxDistance (-1)         //the Default Max Distance for the Urm06_485. "-1" means there is no Max Distance limitation. Set the Max Distance can limit the Distance range and speed up the detection.

#define CustomizedTimeOutDuration 500   //Time Out Duration can be Customized in "ms" unit

// Define variables and constants
URM_RS485 urm(Serial,Rs485TriggerPin);  //select the Serial port for communication with Urm_485 sensor

void onTimeOut()
{
  //If there is no reply from Urm_485 lasting for 1 second, this function will run. The time duration can be Customized
  //TODO write your code here:
  Serial.println("onTimeOut");

}
void onRequestDistance(byte theAddress, int theDistance)
{
  //If received Distance reply, this function will run.
  //theDistance is in "mm" unit
  //TODO write your code here:
  Serial.print("Address:");
  Serial.println(theAddress);
  Serial.print("Distance:");
  Serial.print(theDistance);
  Serial.println("mm");

}
void onRequestTemperature(byte theAddress, float theTemperature)
{
  //If received Temperature reply, this function will run.
  //theTemperature is in "°C" unit
  //TODO write your code here:
  Serial.print("Address:");
  Serial.println(theAddress);
  Serial.print("Temperature:");
  Serial.print(theTemperature);
  Serial.println(" C");

}
void onRequestMaxDistance(byte theAddress, int theMaxDistance)
{
  //If received Max Distance reply, this function will run.
  //theMaxDistance is in "mm" unit
  //TODO write your code here:
  Serial.print("Address:");
  Serial.println(theAddress);
  Serial.print("MaxDistance:");
  Serial.print(theMaxDistance);
  Serial.println("mm");
}
void onSetMaxDistance(byte theAddress, boolean isOperationSuccess)
{
  //After setting the Max Distance and getting a reply, this function will run.
  //Set the Max Distance can limit the Distance range and speed up the detection.
  //TODO write your code here:
  Serial.print("Address:");
  Serial.println(theAddress);
  Serial.print("SetMaxDistance:");
  if (isOperationSuccess) {
    Serial.println("Success");
  }
  else{
    Serial.println("Failure");
  }
}
void onSetBaudrate(byte theAddress, boolean isOperationSuccess)
{
  //After setting the Baudrate and getting a reply, this function will run.
  //TODO write your code here:
  Serial.print("Address:");
  Serial.println(theAddress);
  Serial.print("SetBaudrate:");
  if (isOperationSuccess) {
    Serial.println("Success");
  }
  else{
    Serial.println("Failure");
  }
}
void onSetAddress(byte theAddress, boolean isOperationSuccess)
{
  //After setting the Address and getting a reply, this function will run.
  //TODO write your code here:
  Serial.print("Address:");
  Serial.println(theAddress);
  Serial.print("SetAddress:");
  if (isOperationSuccess) {
    Serial.println("Success");
  }
  else{
    Serial.println("Failure");
  }
}
void onWrongStack()
{
  //If received wrong command, this function will run.
  //TODO write your code here:
  Serial.println("WrongStack");
}

//Run the proper function based on the different kinds of states
void commandProcess()
{
  if (urm.available()) {
    switch (urm.callBackState) {
      case URM_RS485::OnTimeOut:
        onTimeOut();
        break;
      case URM_RS485::OnRequestDistance:
        onRequestDistance(urm.receivedAddress, urm.receivedContent);
        break;
      case URM_RS485::OnRequestTemperature:
        onRequestTemperature(urm.receivedAddress, urm.receivedContent/10.0);
        break;
      case URM_RS485::OnRequestMaxDistance:
        onRequestMaxDistance(urm.receivedAddress, urm.receivedContent);
        break;
      case URM_RS485::OnSetMaxDistance:
        onSetMaxDistance(urm.receivedAddress, urm.receivedContent);
        break;
      case URM_RS485::OnSetBaudrate:
        onSetBaudrate(urm.receivedAddress, urm.receivedContent);
        break;
      case URM_RS485::OnSetAddress:
        onSetAddress(urm.receivedAddress, urm.receivedContent);
        break;
      case URM_RS485::OnWrongStack:
        onWrongStack();
        break;
      default:
        break;
    }
  }
}

// Add setup code
void setup()
{
  urm.begin(DefaultBaudrate);
}

// Add loop code 
void loop() 
{
  commandProcess();
  
  static unsigned long sendingTimer=millis();
  if (millis()-sendingTimer>=1000) {
    sendingTimer=millis();

    //Each function below from URM_RS485 returns the state whether RS485 Bus is busy or not.
    //If the Bus is busy, wait until the bus is released.
    while(!urm.requestDistance(DefaultAddress)) {
      commandProcess();
    }
//
//    while(!urm.requestTemperature(DefaultAddress)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.requestMaxDistance(DefaultAddress)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.setAddress(DefaultAddress)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.setBaudrate(DefaultAddress, DefaultBaudrate)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.setMaxDistance(DefaultAddress, DefaultMaxDistance)) {
//      commandProcess();
//    }
//
    
    
//Time Out Duration can be Customized
//    while(!urm.requestDistance(DefaultAddress, CustomizedTimeOutDuration)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.requestTemperature(DefaultAddress, CustomizedTimeOutDuration)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.requestMaxDistance(DefaultAddress, CustomizedTimeOutDuration)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.setAddress(DefaultAddress, CustomizedTimeOutDuration)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.setBaudrate(DefaultAddress, DefaultBaudrate, CustomizedTimeOutDuration)) {
//      commandProcess();
//    }
//
//    while(!urm.setMaxDistance(DefaultAddress, DefaultMaxDistance, CustomizedTimeOutDuration)) {
//      commandProcess();
//    }
    
  }
}

参考文档

Arduino 代码库文件

本文整理于DFRobot wiki

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