Was ist der Ultraschallsensor HC-SR04: Funktionieren und seine Anwendungen

Der HC-SR04 Ultraschallsensor beinhaltet einen Sender und einen Empfänger. Mit diesem Sensor wird der Abstand zum Objektiv ermittelt. Hier bestimmt die Zeit, die zum Senden und Empfangen der Wellen benötigt wird, den Abstand zwischen dem Sensor und einem Objekt. Dieser Sensor verwendet Schallwellen mithilfe der berührungslosen Technologie. Mit diesem Sensor kann die für das Ziel erforderliche Entfernung ohne Beschädigung gemessen werden und liefert genaue Details. Die Reichweite dieses Sensors liegt zwischen 2 cm und 400 cm.

Was ist der Ultraschallsensor HC-SR04?

Der HC-SR04 ist eine Art Ultraschallsensor, der mithilfe von Sonar den Abstand des Objekts vom Sensor ermittelt. Es bietet einen hervorragenden Bereich berührungsloser Erkennung mit hoher Genauigkeit und stabilen Messwerten. Es enthält zwei Module wie Ultraschallsender und -empfänger. Dieser Sensor wird in einer Vielzahl von Anwendungen wie Richtungs- und Geschwindigkeitsmessung, Einbruchalarm, Medizin, Sonar, Luftbefeuchtern, drahtlosem Laden, zerstörungsfreien Tests und Ultraschall eingesetzt.

HCSR04-Ultraschallsensor

Konfiguration des Ultraschallsensors HC-SR04

Dieser Sensor enthält vier Stifte, und die Stiftkonfiguration dieses Sensors wird unten erläutert.

• Pin1 (Vcc): Dieser Pin versorgt den Sensor mit +5 V.
• Pin2 (Trigger): Dies ist ein Eingangspin, der zum Initialisieren der Messung durch Senden von Ultraschallwellen verwendet wird, indem dieser Pin für 10us hoch gehalten wird.
• Pin3 (Echo): Dies ist ein Ausgangspin, der für einen bestimmten Zeitraum hoch geht und der Dauer der Rückkehr der Welle zum Sensor entspricht.
• Pin4 (Masse): Dies ist ein GND-Pin, der zur Verbindung mit dem GND des Systems verwendet wird.

Eigenschaften

Das Merkmale des HC-SR04-Sensors das Folgende einschließen

• Das Netzteil Für diesen Sensor wird + 5V DC verwendet
• Die Abmessungen betragen 45 mm x 20 mm x 15 mm
• Der für diesen Sensor verwendete Ruhestrom beträgt<2mA
• Die Eingangsimpulsbreite des Triggers beträgt 10 uS
• Der Betriebsstrom beträgt 15mA
• Der Messwinkel beträgt 30 Grad
• Der Abstand beträgt 2 cm bis 800 cm
• Die Auflösung beträgt 0,3 cm
• Effektiver Winkel ist<15°
• Der Betriebsfrequenzbereich beträgt 40 Hz
• Die Genauigkeit beträgt 3 mm

HC-SR04 Ultraschallsensor funktioniert

Der Ultraschallsensor HC-SR04 wird mit vier Pins geliefert, nämlich Vcc-Pin, Trigger-Pin, Echo-Pin und Ground-Pin. Dieser Sensor wird verwendet, um den genauen Abstand zwischen dem Ziel und dem Sensor zu messen. Dieser Sensor arbeitet hauptsächlich mit Schallwellen.

Wenn dieses Modul mit Strom versorgt wird, erzeugt es die Schallwellen, die sich durch die Luft bewegen, um das erforderliche Objekt zu treffen. Diese Wellen schlagen auf und kommen vom Objekt zurück und werden dann vom Empfängermodul gesammelt.

Hier ist sowohl die Entfernung als auch die benötigte Zeit direkt proportional, da die für mehr Entfernung benötigte Zeit hoch ist. Wenn der Triggerstift 10 µs hoch gehalten wird, werden Ultraschallwellen erzeugt, die sich mit der Schallgeschwindigkeit ausbreiten. Es werden also acht Zyklen des Schallstoßes erzeugt, die im Echo-Pin gesammelt werden. Dieser Ultraschallsensor ist mit Arduino verbunden, um den erforderlichen Abstand zwischen Sensor und Objekt zu messen. Die Entfernung kann mit der folgenden Formel berechnet werden.

S = (V x t) / 2

Wobei das 'S' der erforderliche Abstand ist

'V' ist die Schallgeschwindigkeit

'T' ist die Zeit, die Schallwellen benötigen, um nach dem Auftreffen auf das Objekt zurückzukehren.

Die tatsächliche Entfernung kann berechnet werden, indem der Wert durch 2 geteilt wird, da die Zeit zweimal beträgt, sobald sich die Wellen ausbreiten und vom Sensor zurückkehren.

Ultraschallsensor HC-SR04 mit Arduino-Platine

Hier geben wir ein Beispiel für die Verwendung des Ultraschallsensors HC-SR04 das Arduino Board . Dieser Sensor ist mit einer Arduino-Karte verbunden.

Ultraschallsensor mit Arduino-Platine

Die erforderlichen Komponenten dieses Projekts umfassen hauptsächlich das Arduino UNO Board , Ultraschallsensor, Steckbrett und Überbrückungskabel HC-SR04. Die Verbindungen dieses Projekts sind wie folgt sehr einfach.

• Der VCC-Pin des Sensors ist mit 5 V des Arduino verbunden
• Der Trigger-Pin des Sensors ist mit Pin 11 im Arduino verbunden
• Der Echo-Pin des Sensors ist mit Pin 12 im Arduino verbunden
• Der GND-Pin des Sensors ist mit dem GND-Pin im Arduino verbunden

Arbeiten

Die Messung der genauen Entfernung kann durch Anschließen des HC-SR04-Sensors an erreicht werden verschiedene Arten von Arduino-Boards .

Geben Sie dem Sensor zunächst die Stromversorgung zum Einschalten und verbinden Sie den GND-Pin dieses Sensors mit dem GND-Pin der Arduino-Platine. Das Sensormodul kann mit der Spannungsversorgung der Arduino-Platine eingeschaltet werden, wenn der durch den Sensor gezogene Strom unter 15 mA liegt. Die Arduino-Nennströme wirken sich also nicht auf den Sensor aus.

Sobald die primäre Anordnung eingerichtet ist, verbinden Sie beide Pins von Sensoren wie Trig & Echo mit den Eingangs- / Ausgangspins der Arduino-Karte. Wie bereits erwähnt, muss der Trig-Pin im Sensor am Anfang 10us gehalten werden, um die Messmethode zu starten. Dieses Sensormodul erzeugt also Schallwellen mit einer Frequenz von 40.000 Hz pro Sekunde von der Quelle.

Wenn die Schallwellen zurückkehren, wird der Echo-Pin aktiviert, bis diese Wellen vom Empfänger empfangen werden. Die Zeit wird mit Hilfe eines Arduino-Boards gemessen.

Anwendungen

Das Anwendungen des HC-SR04-Sensors das Folgende einschließen,

• Dieser Sensor dient zur Messung der Geschwindigkeit sowie der Richtung zwischen zwei Objekten
• Es wird beim kabellosen Laden verwendet
• Medizinische Sonographie
• Dies ist gewohnt Objekte erkennen & Vermeiden Sie Hindernisse mit Robotern wie Biped, Pfadfindung, Hindernisvermeidung , usw.
• Tiefenmessung
• Luftbefeuchter
• Dieser Sensor wird verwendet, um die Objekte in der Nähe des Sensors durch Drehen zu zeichnen
• Zerstörungsfreie Prüfung
• Mit dieser Sensortiefe von Gruben können Brunnen gemessen werden, indem die Wellen durch Wasser übertragen werden.
• Eingebettetes System
• Einbruchalarm

Hier dreht sich also alles um den HC-SR04 Ultraschallsensor . Aus den obigen Informationen können wir schließlich schließen, dass dieser Sensor Sonar verwendet, um den Abstand zwischen Sensor und Objekt zu messen. Der Sender sendet ein hochfrequentes Tonsignal. Sobald das Signal ein Objekt entdeckt, wird es zum Echo-Pin des Senders zurückreflektiert. Die Zeit, die für das Senden und Empfangen des Signals benötigt wird, ermöglicht es uns, die Entfernung zu einem Objekt zu bestimmen. Hier ist eine Frage für Sie, was sind die gleichen abstandsbestimmenden Sensoren?