Utilizando Sensor Ultrassônico com LCD no Arduino: Aplicações em Robótica e Situações Reais

Introdução

O sensor ultrassônico é um componente essencial em projetos de robótica e automação, permitindo a detecção de obstáculos e a medição de distâncias sem contato físico. Quando combinado com um display LCD, ele se torna uma ferramenta poderosa para exibir informações em tempo real. Neste artigo, vamos explorar a montagem de um sistema de medição de distância usando Arduino, sensor HC-SR04 e LCD 16x2.

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Materiais Necessários

Para este projeto, você precisará de:

• Arduino Uno (ou similar)

• Sensor ultrassônico HC-SR04

• Display LCD 16x2

• Jumpers e protoboard

• Fonte de alimentação (opcional)

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Montagem do Circuito

O circuito consiste em:

1. Sensor HC-SR04:

   • Trigger (disparo): Conectado a um pino digital do Arduino (ex: D12).

   • Echo (eco): Conectado a outro pino digital (ex: D11).

   • VCC (5V) e GND: Alimentação do sensor.

2. Display LCD 

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Programação no Arduino

O código abaixo lê a distância do sensor ultrassônico e exibe o valor no LCD:

cpp

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#include <Ultrasonic.h> //Adiciona a biblioteca do ultrassonico
#include <LiquidCrystal.h> //Adiciona a biblioteca do display
 
#define trigPin 10 // Declara constante trigPin
#define echoPin 9 // Declara constante echoPin
 
Ultrasonic ultrasonic(trigPin, echoPin); //Define os pinos para o ultrassonico
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); //Define os pinos para o display
 
void setup() {
 lcd.begin(16, 2); //"avisa" o arduino que o LCD possui 16 linhas e 2 colunas
}
 
void loop() {
 lcd.clear(); //Limpa o LCD
 lcd.setCursor(0, 0); //Posiciona uma linha no display
 float cmMsec; //Le as informacoes do sensor em cm
 long microsec = ultrasonic.timing();
 cmMsec = ultrasonic.convert(microsec, Ultrasonic::CM);
 lcd.print("Distancia"); //Escreve no diplay "Distancia"
 lcd.setCursor(4, 1); //Posiciona uma linha no display
 lcd.print(cmMsec); //Faz a leitura do sensor e apresenta no display
 lcd.print("cm"); //Escreve "CM" após o valor do sensor 
 delay(400); //Aguarda 400ms para a proxima leitura
}

Como Funciona?

1. O Arduino envia um pulso sonoro pelo pino Trigger.

2. O sensor capta o eco do som refletido e retorna um sinal no pino Echo.

3. O tempo entre o disparo e o retorno é convertido em distância (em cm).

4. O valor é exibido no LCD.

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A Importância desse Conhecimento em Robótica

Dominar a integração entre sensores e displays é fundamental para projetos de robótica, pois permite:

1. Navegação Autônoma de Robôs

• Robôs móveis usam sensores ultrassônicos para evitar colisões e mapear ambientes.

• Exemplo: Robôs aspiradores (como Roomba) utilizam essa tecnologia para desviar de móveis.

2. Sistemas de Estacionamento Automotivo

• Carros modernos possuem sensores de estacionamento que alertam o motorista sobre obstáculos próximos.

3. Medição de Nível em Tanques Industriais

• Em indústrias, sensores ultrassônicos medem o nível de líquidos sem contato, evitando contaminação.

4. Drones e Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs)

• Drones usam sensores para manter altitude e evitar colisões com objetos.

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Aplicação em uma Situação Real

Imagine um robô de entrega autônoma que precisa:

1. Detectar paredes e obstáculos para navegar em corredores.

2. Exibir informações como distância percorrida e destino no LCD.

3. Emitir alertas sonoros quando um objeto está muito próximo.

Com o conhecimento deste projeto, você já tem a base para desenvolver um sistema assim!

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Conclusão

A combinação de sensor ultrassônico + LCD + Arduino é uma excelente forma de aprender conceitos essenciais em robótica e automação. Esse conhecimento não só é útil em projetos acadêmicos, mas também em aplicações reais na indústria e no cotidiano.

Que tal expandir este projeto? Você pode:
✅ Adicionar um buzzer para alertas sonoros.
✅ Integrar um servomotor para virar o sensor e varrer o ambiente.
✅ Criar um sistema de registro de dados em um cartão SD.