Arduino + 超声波传感器打造交互式 MP3 播放器：三种模式进阶教程

项目简介

本项目结合 Catalex 串口 MP3 模块与 HC-SR04 超声波测距传感器，实现三种不同交互模式的 MP3 播放器：

1. 简单距离触发：检测到物体靠近 50 cm 内即播放指定曲目。
2. 扰动触发：不关心绝对距离，仅检测连续两次读数差值超过阈值 (默认 20 cm) 即播放，适合"惊吓"或互动装置。
3. 双传感器方向感应：并排安装两个 HC-SR04，通过比较两侧距离变化先后判断移动方向，播放"你好"/"再见"等不同语音。

所有代码基于 SoftwareSerial 与 MP3 模块通信，无需额外库，极易移植。

硬件清单

• Arduino UNO ×1
• Catalex 串口 MP3 模块 (需配 microSD 卡) ×1
• HC-SR04 超声波传感器 ×2 (模式 3 需要两个)
• 3.5 mm 音箱或有源音箱 ×1
• 面包板、跳线若干

接线说明

核心代码结构

通用 MP3 指令发送函数

static int8_t Send_buf[8];
#define CMD_PLAY_WITHFOLDER 0x0F
#define DEV_TF 0x02

void sendCommand(int8_t cmd, int16_t dat) {
  delay(20);
  Send_buf[0]=0x7E; Send_buf[1]=0xFF; Send_buf[2]=0x06;
  Send_buf[3]=cmd; Send_buf[4]=0x00;
  Send_buf[5]=(int8_t)(dat>>8); Send_buf[6]=(int8_t)dat;
  Send_buf[7]=0xEF;
  for(uint8_t i=0;i<8;i++) mySerial.write(Send_buf[i]);
}

超声波测距函数 (通用)

long measureDistance(int trig, int echo) {
  digitalWrite(trig, LOW); delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trig, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trig, LOW);
  long dur = pulseIn(echo, HIGH);
  return (dur/2) / 29.1; // 单位 cm
}

模式 1：简单距离触发

void loop() {
  if (measureDistance(13,12) < 50) {
    sendCommand(CMD_PLAY_WITHFOLDER, 0x0203); // 播放第2文件夹第3首
    delay(1000);
  }
  delay(300);
}

模式 2：扰动触发 (单传感器)

int firstTime=0; long Distance, auxDistance, gap=0;
void loop() {
  Distance = measureDistance(13,12);
  gap = abs(Distance - auxDistance);
  if (firstTime==0) { auxDistance=Distance; gap=0; firstTime++; delay(1000); }
  if (gap > 20) {
    sendCommand(CMD_PLAY_WITHFOLDER, 0x0201);
    firstTime=0; delay(2000);
  }
  auxDistance = Distance; delay(300);
}

模式 3：双传感器方向感应

long Distance, auxDistance, gap=0;
long Distance2, auxDistance2, gap2=0;
int firstTime=0;

void loop() {
  Distance  = measureDistance(13,12);
  Distance2 = measureDistance(10,9);
  gap  = abs(Distance  - auxDistance);
  gap2 = abs(Distance2 - auxDistance2);

  if (firstTime==0) { auxDistance=Distance; auxDistance2=Distance2; gap=gap2=0; firstTime++; delay(2000); }

  if (gap>20 && gap2<20) {  // 右侧变化大 → 物体从左向右
    sendCommand(CMD_PLAY_WITHFOLDER, 0x0201); // "Hello"
    Serial.println("RIGHT MOVEMENT DETECTED");
    firstTime=0; delay(2000);
  }
  if (gap2>20 && gap<20) {  // 左侧变化大 → 物体从右向左
    sendCommand(CMD_PLAY_WITHFOLDER, 0x0202); // "Bye"
    Serial.println("LEFT MOVEMENT DETECTED");
    firstTime=0; delay(2000);
  }
  auxDistance=Distance; auxDistance2=Distance2; delay(300);
}

调试与扩展建议

• 串口监视器可实时查看距离与差值，调整阈值 (20 cm) 适应环境。
• MP3 模块文件夹命名需为 01、02...，文件命名 001xxx.mp3、002xxx.mp3...，指令 0x0201 即播放文件夹 02 第 1 首。
• 供电建议：Arduino USB 供电同时给 MP3 与超声波模块，若电流不足可外接 5V 稳压源。
• 进阶：可结合 DFPlayer Mini 库替代手动指令，支持音量、EQ、循环模式等更多功能。

原理图

项目提供 Fritzing 格式原理图：单传感器版与双传感器版，分别对应模式 1/2 与模式 3。