超音波感測器
超音波(音波頻率大於人耳能聽到的範圍) HC-SR04模組，使用音波反射的原理，來量測與物體之間的距離。距離計算公式是以音波速率 x 時間，但海拔高度及氣溫等，都會影響該速率，一般常聽到的音速約343公尺/秒，是以海平面且氣溫為攝氏20 °C來定義的。
HC-SR04模組的真實樣貌，其腳位由左至右依序為：VCC、Trig(發送端)、Echo(接收端)、GND。
# 實作步驟
- 學習使用
- 設計電路圖
- 連接電路
- 搭建積木程式 & 執行
# 學習使用
學習使用超音波感測器對應的積木，每秒進行一次量測，並將量測的結果顯示在LX終端機畫面上。
# 設計電路圖
電路圖設計如下：(眼尖的各位應該注意到了右方有三個電阻，到底這三個電阻的作用是什麼呢？)
因HC-SR04模組使用的VCC是5V，而樹莓派的GPIO輸入電壓允許的範圍是0V ~ 3.3V，若直接將超音波感測器Echo輸出的5V，直接接上樹莓派的GPIO腳位，可能會造成其損害。此處提供一種解決方式「電阻分壓」，讓GPIO腳位輸入的電壓盡可能不超過3.3V。
# 連接電路
實際線路如下圖，建議連接步驟如下，若您要移除電路時，請使用相反的順序進行即可。
- 於麵包板上連接相關元件
- 資料、控制腳位連接上樹莓派
- GND腳位連接上樹莓派
- VCC(5V or 3.3V)腳位連接上樹莓派
# 搭建積木程式 & 執行
開啟積木程式畫面如下，若您已經下載代理程式，並且完成「rp_agent」設定，可以將首次使用須知下方的框框，勾選「不再顯示此訊息」，並按下「確定」按鈕。
PS. cwBlockly頁面請於樹莓派中執行。
初始畫面如下。
控制超音波感測器的積木位於「感測元件」→「超音波感測器」。
拖曳「超音波感測器定義積木」至RPi預設積木中，並將腳位編號依序調整為：Trig(12)、Echo(11)。
要使用超音波感測器來量測距離，還需要距離量測積木，來取得量測的距離(cm)。再次打開「超音波感測器」積木區，拖曳並放置「距離量測」積木。
發現距離量測積木，無法加入上方的積木塊中，因為此積木的作用不同，我們必須決定將取回的數值，做什麼動作，例如：顯示在LX終端機中；或放在判斷積木中，進行數值的判斷，實現自走車的避障功能等。
此處我們以最簡單的觀察方式，就是讓這個數值，輸出在LX終端機上，「輸出」的積木位於「文字」積木區中。
還記得上方輸入的樣式嗎？如下圖，先輸出量測的距離數值，後面接著一個「空白格」及一個單位詞「cm」。
所以我們需要使用一個組合輸出文字的積木，其一樣位於「文字」積木區中。
用來要設定「空白格」及「cm」的字串積木，也位於「文字」積木區中。
放置好「字串」積木後，記得內容改成「 cm」。
再將量測積木，接上字串組合積木中即可。
別急，我們希望間隔一秒量測一次，而目前僅會量測一次，程式就結束了，相信各位知道怎麼調整，就能實現預定目標對吧！
「執行」程式，請點擊右上方紅色Play按鈕。
下載本範例積木程式 ULTRASONIC_01.rpb。
若您對基礎電子套件有興趣，可至蝦皮賣場購買，若是學校團體亦可來信訂購，謝謝。
若對本篇教學文章有任何建議或問題，歡迎您來信：chipwaygo@gmail.com，謝謝。